Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz - Phytomedizin, Molekulare Phytomedizin durchgeführt. Pflanzenparasitäre Nematoden führen jedes Jahr weltweit zu großen Verlusten in der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion. Chemische Mittel sind in vielen Ländern - inklusive Deutschland - verboten und resistente oder tolerante Pflanzensorten, wenn erhältlich, lösen das Problem oft nicht ausreichend. Wir haben vor kurzem herausgefunden, dass Rhamnolipide (natürlich vorkommende mikrobielle Moleküle) sehr wirksam gegen Nematoden sind. In NemaContAnt wollen wir am System Zuckerrübe - Rübenzystennematode (Heterodera schachtii) zeigen, dass Rhamnolipide das Potential haben, in ein neues, maßgeschneidertes, biobasiertes und umweltfreundliches Produkt zur Nematodenkontrolle entwickelt zu werden. Durch das Projekt soll eine solide Basis erarbeitet werden, Rhamnolipide als Produkt in Folgeaktivitäten weiterzuentwickeln und einen Transferprozess in die Anwendung voranzubringen. Das Projekt wird von zwei Projektpartnern an der Universität Bonn (MPM) und der RWTH Aachen University (iAMB) durchgeführt. Am iAMB wird die Produktion von Rhamnolipiden verbessert. Dabei wird angestrebt, die Produktausbeute zu erhöhen, die Rhamnolipide strukturell zu diversifizieren und die Reinigung der Moleküle zu optimieren. Der Einsatz von Melasse, einem biologischen, erneuerbaren Rohstoff aus der Zuckerraffinerie zur Produktion von Rhamnolipiden wird erprobt und optimiert. Es erfolgt eine ökonomische Bewertung des Produktionsprozesses. Am MPM werden die vom iAMB hergestellten Rhamnolipide auf ihre Wirksamkeit gegen den Rübenzystennematoden Heterodera schachtii und ihren Einfluss auf die Wirtspflanze untersucht und bewertet. Dadurch soll das vielversprechendste Molekül identifiziert werden. Untersuchungen zur Aufklärung des Wirkungsmechanismus werden durchgeführt und der Einfluss von Rhamnolipiden auf Nicht-Zielorganismen im Pflanzen-assoziierten Mikrobiom wird bestimmt. Es erfolgt ein stetiger Informationsaustausch zwischen den Partnern, um einen optimalen Projektverlauf zu gewährleisten.
Das Projekt "Teilvorhaben B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Angewandte Mikrobiologie (Biologie IV) durchgeführt. Pflanzenparasitäre Nematoden führen jedes Jahr weltweit zu großen Verlusten in der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion. Chemische Mittel sind in vielen Ländern - inklusive Deutschland - verboten und resistente oder tolerante Pflanzensorten, wenn erhältlich, lösen das Problem oft nicht ausreichend. Wir haben vor kurzem herausgefunden, dass Rhamnolipide (natürlich vorkommende mikrobielle Moleküle) sehr wirksam gegen Nematoden sind. In NemaContAnt wollen wir am System Zuckerrübe - Rübenzystennematode (Heterodera schachtii) zeigen, dass Rhamnolipide das Potential haben, in ein neues, maßgeschneidertes, biobasiertes und umweltfreundliches Produkt zur Nematodenkontrolle entwickelt zu werden. Durch das Projekt soll eine solide Basis erarbeitet werden, Rhamnolipide als Produkt in Folgeaktivitäten weiterzuentwickeln und einen Transferprozess in die Anwendung voranzubringen. Das Projekt wird von zwei Projektpartnern an der Universität Bonn (MPM) und der RWTH Aachen University (iAMB) durchgeführt. Am iAMB wird die Produktion von Rhamnolipiden verbessert. Dabei wird angestrebt, die Produktausbeute zu erhöhen, die Rhamnolipide strukturell zu diversifizieren und die Reinigung der Moleküle zu optimieren. Der Einsatz von Melasse, einem biologischen, erneuerbaren Rohstoff aus der Zuckerraffinerie zur Produktion von Rhamnolipiden wird erprobt und optimiert. Es erfolgt eine ökonomische Bewertung des Produktionsprozesses. Am MPM werden die vom iAMB hergestellten Rhamnolipide auf ihre Wirksamkeit gegen den Rübenzystennematoden Heterodera schachtii und ihren Einfluss auf die Wirtspflanze untersucht und bewertet. Dadurch soll das vielversprechendste Molekül identifiziert werden. Untersuchungen zur Aufklärung des Wirkungsmechanismus werden durchgeführt und der Einfluss von Rhamnolipiden auf Nicht-Zielorganismen im Pflanzen-assoziierten Mikrobiom wird bestimmt. Es erfolgt ein stetiger Informationsaustausch zwischen den Partnern, um einen optimalen Projektverlauf zu gewährleisten.
Das Projekt "Molekulare Analyse einer Translokation aus der Wildrübe Beta procumbens in der Zuckerrübe (B. vulgaris)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Christian-Albrechts-Universität Kiel, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung durchgeführt. Resistenz gegen den Rübenzystennematoden wurde aus der Wildrübe Beta procumbens in die Zuckerrübe eingekreuzt. Die Resistenz liegt auf einer Translokation vor, die vom Chromosom 1 der Wildrübe stammt. Sie wurde am Ende von Chromosom 9 lokalisiert. Anhand seiner Position auf der Translokation wurde das Resistenzgen Hs1pro-1 kloniert. Nach der Transformation anfälliger Zuckerrüben mit Hs1pro-1 konnten jedoch bisher keine vollständig resistenten Pflanzen erzeugt werden. Es gibt eindeutige Hinweise darauf, dass sich in unmittelbarer Nähe von Hs1pro-1 ein zweites Resistenzgen befindet, das für eine vollständige Resistenz erforderlich ist. Dieses Gen wird als Hs1-1pro-1 bezeichnet. Es existiert inzwischen eine weitere Translokationslinie, die über vollständige Resistenz verfügt, der aber das Hs1pro-1-Gen fehlt. Die physikalische Kartierung und die molekulare Analyse zeigten, dass die beiden Linien auf unterschiedliche Translokationsereignisse zurückgehen, sie jedoch einen überlappenden Bereich von etwa 250 kB besitzen, auf dem sich u.a. auch das Hs1-1pro-1-Gen befindet. Das Ziel des hier beschriebenen Projektes besteht zum einen in der Identifizierung und Charakterisierung des Hs1-1pro-1 Resistenzgens auf dem überlappenden Bereich der Wildrübentranslokation. Dazu sollen mit Hilfe vorhandener Sonden überlappende BAC-Klone isoliert werden, um die vorhandenen YAC-contigs zu komplementieren. BACs aus der überlappenden Region sollen sequenziert werden, um das Hs1-1pro-1-Gen zu identifizieren. Die Funktionsanalyse soll durch genetische Komplementation anfälliger Zuckerrüben mit entsprechenden cDNAs erfolgen. Außerdem soll der Translokationsbruchpunkt identifiziert werden, um Mechanismen der Translokation zwischen Wild- und Kulturrüben aufklären zu können.
Das Projekt "Monitoring der Pathogenität von Rübenzystennematoden zur Absicherung der Bereitstellung von Rohstoffen mit toleranten Zuckerrübengenotypen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Epidemiologie und Pathogendiagnostik durchgeführt. Der Rübenzystennematode, Heterodera schachtii, verursacht weltweit hohe wirtschaftliche Schäden im Zuckerrübenanbau. Auf Standorten mit Nematodenbesatz werden daher zunehmend Genotypen angebaut, die gegenüber dem Befall mit H. schachtii tolerant sind. Ziel des Verbundprojektes ist es, die Wirt-Parasit-Interaktionen zwischen Rübenzystennematoden und toleranten Zuckerrüben zu beschreiben und die Mechanismen von Resistenz und Toleranz zu ermitteln. Darüber hinaus soll festgestellt werden, ob verschiedene Feldpopulationen von H. schachtii eine unterschiedlich hohe Virulenz gegenüber toleranten Zuckerrübengenotypen besitzen und ob diese durch wiederholte Selektion beeinflusst werden kann. Mehrjährig durchgeführte Feldversuche in Kooperation mit vier Zuchtunternehmen dienen dazu, die Nematodenvermehrung an verschiedenen Zuckerrübensorten unter landwirtschaftlichen Bedingungen zu bewerten. Die Ergebnisse der Untersuchungen sollen dazu beitragen, Zucht- und Anbaustrategien weiterzuentwickeln und den Zuckerrübenanbau in Deutschland langfristig zu sichern.