Das Projekt "Untersuchungen der Kontaktzone zwischen Pilz und Wurzel als Transport- und Filtersystem potentiell toxischer Ionen in Ectomykorrhizen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Fakultät für Biologie, Botanisches Institut durchgeführt. Der bisher sehr wenig bekannten, oekologischen Bedeutung der Hyphenmaentel der Ektomykorrhizen, die die eigentlichen Mittler zwischen Boden und Wurzel sind, in ihrer moderierenden Wirkung von pedogenen Stressfaktoren sollte nachgegangen werden. Die Passage und Deposition von potentiell toxischen Elementen, zu denen neben Aluminium auch im Uebermass angebotene Naehrelemente, wie Stickstoff und Calcium zu rechnen sind, in den Mykorrhizen von Waldbaeumen unter Einsatz moderner, analytischer Transmissionselektronenmikroskopie (Elektronen-Energieverlust-Analyse, ESI/EELS) geklaert werden. Der apoplastische Transport von Elementen im Pilz-Pilz und Pilz-Wurzel Kontaktbereich wurde mit Hilfe der Tracerelemente Lanthan und Cer an Mykorrhizen von Tuber spp. untersucht, die aus einer Baumschulanzucht in Clermont-Ferrand entnommen wurden. Die Deposition von Calcium wurde an Mykorrhizen aus einem Kalkungs- und Bodenversauerungs-Versuch (Hoeglwald) ebenfalls am TEM902 analysiert. Die Analysen wurden in Tuebingen gemeinsam mit den franzoesischen Partnern Dr. Pargney und Isabel Diaz-Carnero durchgefuehrt. Die Bindung von Aluminium aus der Bodenloesung an Polyphosphate in vakuolaeren Grana der Mykorrhizapilze wurde sowohl unter Einsatz der ESI/EELS Analytik als auch der Kernresonanzspektroskopie (27Al NMR, 31P NMR) in Zusammenarbeit mit Dr. Martin und Dr. Rubini, INRA bzw. Universitaet Nancy untersucht. Als Material wurden Myzelien der Mykorrhizapilze Laccaria amethystea und L bicolor in Alumniumloesung bebruetet. Die Grana wurden zusaetzlich auf Stickstoff untersucht. Eine Moeglichkeit der relativen Quantifizierung der Elemente aus den Daten der EELS Analysen wurde erarbeitet. Die Analysen ergaben, dass nur sehr geringe Unterschiede in der Infil trationsfaehigkeit mit Cer und Lanthan von Mykorrhizen unterschiedlicher Mantelstruktur bestehen. Alle Manteltypen nahmen rasch apoplastisch Cer bzw. Lanthan auf, wobei tote Hyphen als Kanaele benutzt wer- . den. Calcium wird in unterschiedlichen Mengen in Hyphenwaenden, interhyphaler Matrix und in wurzelbuertigen Polyphenolen akkumuliert. Es konnte eindeutig nachgewiesen werden, dass Aluminium sehr rasch an Polyphosphate gebunden und damit detoxifiziert wird (Kottke & Martin 1994, Martin et al. 1994). Sowohl Aluminium als auch Stickstoff koennen in erheblichen Konzentrationen in den Polyphosphaten gespeichert werden.
Das Projekt "Phenolische Hemmstoffe als Regulatoren in Mykorrhizen von Waldbäumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landschaftsbiogeochemie durchgeführt. Zielsetzung: Die Untersuchungen lieferten einen Beitrag zum Verständnis der regulatorischen Funktion von phenolischen Hemmstoffen in Ektomykorrhizen von Waldbäumen.
Das Projekt "EUROSILVA - Biochemische Charakterisierung der Entwicklung von Ectomykorrhizen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Fakultät für Biologie, Botanisches Institut durchgeführt. Auf der Grundlage einer in vitro-Synthese von Ektomykorrhizen zwischen Fichtenkeimlingen und verschiedenen Pilzpartnern (Amanita muscaria, Hebeloma crustuliniforme, Cenococcum geophilum) untersuchen wir biochemische Parameter, die mit der Regulation von Bildung (photosynthetisch aktive Nadel) und Verbrauch von Saccharose (Wurzel +- Mycorrhiza-Pilz) verbunden sind. Die Mykorrhizierung 4 Monate alter Keimlinge fuehrte zu einem Anstieg der extrahierbaren Aktivitaet an Saccharosephosphat Synthase (SPS), einem Schluesselenzym der Saccharosesynthese, in den am weitesten entwickelten Nadeln. Parallel dazu war eine Abnahme des Gehaltes an Fructose-2,6bisphosphat (F26BP), einem potenten Inhibitor der Saccharosesynthese zu beobachten. Beide Veraenderungen deuten auf eine Erhoehung der Synthesekapazitaet fuer Saccharose in mykorrhizierten Keimlingen hin. Um das Schicksal der Saccharose in der Wurzel zu erfassen, verglichen wir Transporteigenschaften von Protoplasten von Mykorrhizapilzen unter dem Aspekt des zellwandlokalisierten Saccharose-Stoffwechsels in der Wurzel. Protoplasten von A. muscaria nahmen z.B. bevorzugt Glucose auf (Km 1,25 mM, Vmax 18 pmol/(10(ex=6) Protoplasten mal 60 sec), wohingegen Saccharose nicht transportiert wurde. Dieser Befund ist in Uebereinstimmung mit einer Beschraenkung der Invertase-Aktivitaet (Hydrolyse von Saccharose unter Bildung von Glucose und Fructose) auf das Wirtsgewebe, d.h., Saccharose muss vom Wirt fuer die Nutzung durch den Pilzpartner aufbereitet werden. Eine Laengszonierung mykorrhizierter Feinwurzeln in 0,5 mm-Schritten (Fichte/Fliegenpilz) ergab eine Absenkung des Saccharose-Gehaltes in Bereichen, die durch einen hohen Pilzanteil (bestimmt ueber Ergosterin) gekennzeichnet waren. Hier war der Gehalt an Trehalose, einem pilzspezifischen Zucker, stark erhoeht. Mykorrhiza-Bereiche, die eine intensive Interaktion zwischen den Partnern erwarten lassen, wiesen zudem hohe Gehalte an F26BP auf. Unsere laufenden Untersuchungen deuten darauf hin, dass dieser Regulator vor allem im Pilzpartner erhoeht ist und hier offensichtlich die Glycolyse signifikant steigern duerfte. Damit sind wir sehr wahrscheinlich einem Regelmechanismus auf der Spur, der den starken Assimilatverbrauch mykorrhizierter Feinwurzeln erklaeren koennte.
Das Projekt "Pilz-Baumwurzel-Symbiose - Strukturen, Funktionen und ihre Veraenderungen durch Umwelteinfluesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Institut für Biologie I, Lehrbereich Spezielle Botanik durchgeführt.
Das Projekt "Charakterisierung von Ektomykorrhizen und Mykorrhizapilzen in Hochlagen und an Sonderstandorten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesamt und Forschungszentrum für Wald, Institut für Forstökologie durchgeführt. Charakterisierung von Ektomykorrhizen und Mykorrhizapilzen forstlich relevanter Baumarten (Fichte, Zirbe, Lärche) in Hochlagen und an Sonderstandorten. Mykosoziologische Erhebungen zur pilzlichen Artenvielfalt und Dynamik (Mykorrhiza-Sukzession) innerhalb spezifischer Waldstandorte und waldfreier Landschaftseinheiten unter Einbeziehung forstökologischer Gesichtspunkte. Mikrobiologische und physiologische Untersuchungen von in vitro kultivierten Mykorrhizapilzen aus entsprechenden Beständen. Morphologische Untersuchung von Mykorrhizen aus Forstgärten, Aufforstungen und Beständen. Beurteilung des ökologischen Stellenwertes der untersuchten Mykorrhizapilze/Mykoflora aufgrund der erzielten Ergebnisse. Untersuchung der Variabilität und Versuch der Korrelation der entsprechenden Parameter bzw. Kriterien mit standörtlichen Eigenschaften (Boden, Vegetation, Klima, Höhenlage, Vitalität, etc.). Praxisbezogene Evaluierung der Möglichkeiten zur Integration der künstlichen Inokulation in die forstliche Praxis (in die forstlichen Produktionsabläufe (Forstgärten) bzw. in die Verfahren zur Aufforstung). Erarbeitung von praktischen Vorschlägen für mykorrhizafördernde Maßnahmen in forstlichen Produktionsbereichen. In welchem Ausmaß tragen Mykorrhizapilze der Fichte, Zirbe und Lärche zur organismischen und funktionalen Vielfalt in entsprechenden Waldbeständen der Hochlagen bei? Welche Rolle spielt die symbiontische Mykoflora hinsichtlich der Biodiversität innerhalb bestimmter subalpiner Waldstandorte? Welche forstökologische Bedeutung hat die Mykorrhiza für die Waldentwicklung bzw. für eine nachhaltige Waldwirtschaft in Hochlagen, insbesondere unter dem Aspekt von Aufforstungen und Sanierungsmaßnahmen? Welche Konsequenzen ergeben sich aus den Untersuchungsergebnissen hinsichtlich der Selektion von Mykorrhizapilzen für die künstliche Beimpfung von Forstgartenpflanzen?