Ein transgener Pilz ersetzt chemische Fungizide

01.01.2006 - 30.06.2009
Forschungsförderungsprojekt
Moderne Landwirtschaft ist auf den Einsatz von Fungiziden zur Bekämpfung pflanzenpathogener Pilze angewiesen. Die Konsumenten zeigen sich aber zunehmend besorgt über die Anwendung chemischer Spritzmittel. Seit mehr als zwei Jahrzehnten werden Pilze der Gattung Trichoderma als biologische Alternative zu chemischen Fungiziden eingesetzt. Trichoderma produziert eine Anzahl an Antibiotika und zellwandlytischen Enzymen, ausserdem zeigen Trichoderma behandelte Pflanzen deutliche Vorteile in Wachstum und Entwicklung. Dennoch können derartige Biokontrollprodukte bislang nicht mit ihren chemischen Gegenstücken kompetitieren. Bisherige Versuche diese Produkte durch molekularbiologische Methoden zu verbessern, zeigten zwar Erfolge in vitro, in planta konnten jedoch diese Ergebnisse nicht bestätigen. Ein alternativer Biokontrollweg wird von Talaromyces flavus beschritten. Talaromyces kontrolliert Verticillium Fäulnis nicht durch zellwandlytische Enzyme sondern primär durch Glukose Oxidase. In einer Vorarbeit kombinierten wir die Eigenschaften dieser beiden Biokontrollorganismen durch hetero-loge Expression von Glukose Oxidase in Trichoderma. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Bio-kontrollfähigkeiten des transgenen Stammes sowohl im Mykoparasitismus in vitro als auch bei Experimenten in planta verbesserten ist. Zusätzlich wurde durch Sekretion von Glukose Oxidase in die Pflanzenwurzel die systemische Pflanzenresistenz, besser als durch den Wildtyp aktiviert. Wir konnten somit erstmals die eine deutliche Verbesserung eines Trichoderma Stammes hinsicht-lich seiner Fähigkeit zum Schutz von Pflanzen im Glashaus demonstrieren. Bisherige Experimente wurden mit dem Modellorganismus T. atroviride P1 durchgeführt, der kommerziell nicht einge-setzt wird. Um ein vermarktbares Produkt zu kreieren, muss das bewährte System in einen kommerziellen Stamm transferiert werden. T. harzianum 1295-22 (T-22) ist bekannt für seine hohe Rhizosphärenkompetenz, er kann also länger als andere Stämme den Wurzel der Pflanze folgen. Bisherige Versuche wurden mit dem nag1 Promotor durchgeführt. Um eine Aktivierung heterolog exprimierter Gene durch eine Vielzahl an ökonomisch bedeutenden Pflanzenpathogene zugewährleisten, ist ein intensives Screening nach neuen Biokontrollpromotoren nötig. Zusätzlich zur Glukose Oxidase soll eine Pektat Lyase aus Fusarium solani exprimiert werden. Dieses Enzym spaltet Pektine in Oligogalakturonate und kann dadurch eine Reihe pflanzlicher Abwehr-mechanismen aktivieren. Das komplexe Netzwerk der endogenen Trichoderma-eigenen Biokontrollfähigkeiten kombiniert mit der heterologen Expression von Glukose Oxidase und Pektat Lyase unter Kontrolle pathogen induzierbarer Promotoren, soll eine optimale Aktivierung von Resistenzmechanismen in Pflanzen ermöglichen. Der kommerzielle Stamm T-22 ermöglicht durch seine hohe Rhizosphärenkompetenz maximale Trichoderma-Wurzel Interaktion.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungsmittel

  • Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)

Forschungsschwerpunkte

  • Außerhalb der TUW-Forschungsschwerpunkte

Schlagwörter

DeutschEnglisch
Biokontrollebioconrol
Pflanzenschutzplant protection
TrichodermaTrichoderma
Glukose Oxidaseglucose oxidase

Externe Partner_innen

  • Universita degli Studi di Napoli "Ferdico II"