Das Projekt "Multitrophic Interactions with Oaks (TrophinOak); PART 1: RootPatho-EM; PART 2: RootCons" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Bodenökologie durchgeführt. Part 1: RootPatho-EM- Genregulation und C und N Flüsse während des endogenen rhythmischen Wachstums der Eiche unter dem Einfluss von mykorrhizalen sowie von pathogen biotrophen Interaktionen . Bäume produzieren Photoassimilate und mobilisieren Nährstoffe für ihr Wachstum. Diese werden aber auch von förderlichen und schädlichen biotrophen Partnern genutzt. Wie bei anderen Bäumen folgt das Wachstum von Eichen einem endogenen Rhythmus mit alternierenden Spross- und Wurzelwachstumsschüben, die eng mit C-Allokation verknüpft sind und die Bildung ektomykorrhizaler Symbiosen zwischen Wurzeln und Bodenpilzen beeinflussen. Die Auswirkungen der Rhythmizität auf die Interaktionen mit dem Ektomykorrhizapilz Piloderma croceum und die Empfindlichkeit gegenüber dem Wurzelpathogen Phytophthora quercina liegen im Fokus des Projektteils. In kontrollierten Experimenten an in vitro Stecklingen unter Einfluss der Mikroorganismen werden parallel zur Untersuchung der Genregulation mit Microarrays die Ressourcen-Allokation (C und N) mittels 13C und 15N Markierungen quantifiziert. In weiteren Experimenten werden die Einflüsse von klimatischen Änderungen, Nachbarbäumen und Aktinomyzeten untersucht. Des Weiteren übernimmt das Projektteildie zentralen Aufgaben der Produktion von Eichenstecklingen und der C Allokationsanalyse für den gesamten Antrag und trägt zu seiner gemeinsamen experimentellen Plattform (JEP) für funktionelle Vergleiche zwischen Genregulation und Ressourcenallokation entscheidend bei.Part 2: RootCons- Auswirkungen von wurzel- und pilzfressenden Bodentieren auf Rhizosphären-interaktionen und Eichenwachstum. Das geplante Projekt untersucht die Interaktionen zwischen Bodenfauna und Genregulation von mykorrhizierten und nicht-mykorrhizierten Eichenstecklingen. Der Fokus liegt auf den dominanten wurzel- und pilzfressenden Invertebraten der Rhizosphäre, Nematoden und Collembolen. Die Effekte auf die Genexpression der Pflanzen werden mittels Microarray und qRT-PCR, und parallel die Kohlenstoff- und Stickstoffallokationsmuster über Pulsmarkierung mit 13CO2, und 15N erfasst. Beide rhythmischen Phasen, Spross- und Wurzelwachstumsschub, werden untersucht. In einem weiteren Experiment wird der zeitabhängige Fluss des Kohlenstoffes in verschiedene Kompartimente der Rhizosphäre (Wurzel, Mikroorganismen, Pilzfresser) über die Bestimmung von 13C/12C in Gesamtgewebe und spezifischen Fettsäuren ermittelt. Der Effekt von Nematoden und Collembolen allein sowie in Kombination wird quantifiziert. Zusätzlich werden die Wechselwirkungen zwischen wurzelherbivoren Nematoden und nützlichen Rhizosphärenorganismen (Actinomyceten) untersucht, um ein vollständiges Bild der mikrobiellen Interaktionen in der Rhizosphäre zu erhalten. Ziel des Projektes ist es, einen detailierten Einblick in die Veränderungen der Genexpression und Kohlenstoffallokation der Eichenstecklinge durch tierische Konsumenten im Boden, und deren Auswirkungen auf Mikroorganismen der Rhizosphäre, zu erhalten.
Das Projekt "Untersuchungen zur Oekologie von Phytophthora quercina sp nov und Pathogenitaet gegenueber Traubeneichen unterschiedlichen Alters" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl für Forstbotanik, Arbeitsgruppe Phytopathologie durchgeführt. Die angestrebten Untersuchungen werden sich ausschliesslich auf die Phytophthora-Art konzentrieren, die von uns kuerzlich zum ersten Mal aus geschaedigten Eichenwurzeln absterbender Stieleichen (Quercus robur) isoliert wurde. Zuerst wird eine wissenschaftliche Artbeschreibung erstellt. Die neue Art soll unter dem Namen Phytophthora quercina in die Literatur eingefuehrt werden. Weiterhin werden die oekologischen Ansprueche der neuen Art untersucht und beschrieben mit dem Ziel, herauszufinden, weshalb Phytophthora quercina sp nov die hoechste Pathogenitaet in allen Saemlings-Infektionsversuchen zeigte. In einem weiteren Arbeitsabschnitt ist die Aggresivitaet von Phytophthora quercina sp nov gegenueber der ebenfalls wirtschaftlich bedeutenden Traubeneiche (Quercus petraea) zu ermitteln. Schliesslich soll geprueft werden, ob die neue Phytophthora-Art auch aus Wurzeln absterbender Traubeneichen im Spessart, dem Zentrum der deutschen Traubeneichenbestaende, zu isolieren ist.
Das Projekt "Untersuchungen zu histologischen, biochemischen und physiologischen Veraenderungen bei Phytophthora quercina-infizierten Eichensaemlingen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl für Forstbotanik, Arbeitsgruppe Phytopathologie durchgeführt. Fuer die geplanten Arbeiten soll die aggressivste Phytophthora-Art, welche als neue Art identifiziert und als Phytophthora quercina benannt wurde, verwendet werden. Die unter kontrollierten Bedingungen in der Klimakammer durchzufuehrenden Wurzelinfektionsversuche sollen Aufschluss ueber das Eindringen des Pathogens in den Wirt und ueber das weitere Wachstum des Pilzes im Wurzelgewebe geben. Weiterhin sollen die geplanten Arbeiten Einblick in moegliche biochemische und physiologische Veraenderungen infizierter Wurzelabschnitte erlauben. In diesem Zusammenhang wird die Induktion wichtiger Resistenzfaktoren (Ligninbildung, Pr-Proteine, wie Chitinasen, Beta-1,3-Glucanasen, Chitosanasen und Osmotin-Proteine) untersucht. Ausserdem ist beabsichtigt, einen molekularbiologischen Assay zur Quantifizierung des Pilzbefalls infizierter Wurzeln aufzubauen. Da im Augenblick noch keine gegen Phytophthera-Pilze resistente und anfaellige Eichen zur Verfuegung stehen, kann nur der Vergleich der Induktionskinetiken der einzelnen Resistenzfaktoren mit der Wachstumskurve des Pathogens Aufschluss ueber ihre moegliche Bedeutung fuer das Pilzwachstum geben. Zudem ist zu klaeren, ob in oberirdischen Pflanzenteilen vor Auftreten makroskopischer Symptome eine in der Wurzel erfolgte und sich weiter entwickelnde Phytophthera-Infektion erkennbar ist. Hierzu soll auf Blattebene die Abstimmung zwischen Chlorophyll-Fluoreszenz, CO2-Aufnahme und Transpiration, stomataerer Leitfaehigkeit und Blatt-Wasserpotential, Primaer-Zuckern und der ABA-Konzentration analysiert werden.