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Untersuchungen zum anatomischen, physiologischen und molekularbiologischen Abwehrverhalten an gesunden und geschädigten Buchen (Fagus sylvatica L.) mit der Symptomatik „Buchenkomplexkrankheit”

dc.contributor.advisorPolle, Andrea Prof. Dr.de
dc.contributor.authorFiebelkorn, Gerlindde
dc.date.accessioned2012-04-16T14:47:24Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:26Zde
dc.date.issued2006-12-13de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AC3F-Ade
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-183
dc.description.abstractDie Buchenkomplexkrankheit zählt zu den bedeutendsten Krankheiten an Buchen (Fagus sylvatica L.) in Mitteleuropa. Die Laubbaumart Fagus sylvatica L. nimmt einen 14%igen Anteil an der Gesamtwaldfläche Deutschlands ein und gehört somit zu den bedeutendsten Laubbaumarten Mitteleuropas.Ziel der vorliegenden Arbeit war es, das anatomische, physiologische und molekularbiologische Abwehrverhalten in stehenden Buchen, die mit dem Laubnutzholzborkenkäfer Trypodendron domesticum L. befallen waren, im Vergleich zu nicht befallenen Buchen näher zu charakterisieren.Der Befall durch die Buchenwollschildlaus Cryptococcus fagi Bär. verursacht in der Buchenrinde morphologische Veränderungen. Beobachtete Abwehrreaktionen waren die Ausbildung von Überwallungsgeweben, verdickte Zellwände sowie die Ausbildung von nekrotischem Gewebe. Diese konnten erfolgreich durch Wundgewebe ausgeheilt werden. Im Falle einer erfolglosen Ausheilung drangen die Nekrosen weiter ins Innere des Stammes vor und konnten das Kambium beeinträchtigen. Dem Sekundärbefall durch holzzersetzende Pathogene lagen so optimale Bedingungen vor. Jedoch zeigte jeder Baum eine unterschiedliche Befallsgrenze.Neben den morphologischen Veränderungen wurden mögliche Veränderungen im Sekundärstoffwechsel untersucht. In der Rinde der befallenen und nicht befallenen Buchen zeigten die Gesamtphenolgehalte an löslichen und zellwandgebundenen phenolischen Inhaltsstoffen eine hohe individuelle Variabilität.HPLC-Analysen der phenolischen Inhaltsstoffe zeigten keine quantitativen, aber qualitative Veränderungen im Muster einzelner Phenolsäuren. So konnte eine Akkumulation von Catechin in geschädigten Buchen gegenüber den Kontrollen beobachtet werden. Insgesamt reagierten die Buchen individuell unterschiedlich im Sekundärmetabolismus. Dies hing vermutlich von der jeweiligen Fitness ab. Quantitative Realtime Untersuchungen ergaben, dass Trypodendron befallenes Rindenmaterial eine erhöhte Induktion des PR1 Gens und des ACS2 Gens zeigte. Eine verstärkte PR1 Induktion ist ein Beweis für erhöhte Abwehrreaktionen in der Pflanze, während ACS2 an der Ethylenbildung beteiligt ist.Mittels Microarray Analysen an Buchenrinde wurde gezeigt, dass von insgesamt 1139 Gensequenzen zwei ACC Oxidasen auf Transkriptionsebene heraufreguliert wurden und zwei weitere Gene, ein Aldolasegen und ein noch nicht näher identifiziertes Gen, reprimiert wurden. Die durchgeführten Analysen konnten nur langfristig nachwirkende Effekte des Abwehrverhaltens der Buche herausfiltern, da die untersuchten Rinden- und Holzproben keinen akuten Trypodendron Befall zeigten.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.htmlde
dc.titleUntersuchungen zum anatomischen, physiologischen und molekularbiologischen Abwehrverhalten an gesunden und geschädigten Buchen (Fagus sylvatica L.) mit der Symptomatik „Buchenkomplexkrankheit”de
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedAnalyses of anatomical, physiological and molecular biological defence reactions of healthy and damaged beech (Fagus sylvatica L.) trees with emphasis on Beech Bark Diseasede
dc.contributor.refereePolle, Andrea Prof. Dr.de
dc.date.examination2006-11-01de
dc.subject.dnb570 Biowissenschaften, Biologiede
dc.description.abstractengOne of the most important disease of European Beech trees (Fagus sylvatica L.) is called Beech Bark Disease which was first described by ROBERT HARTIG in 1878. The European Beech (Fagus sylvatica L.) shares 14% of the German wood area and it is very strong in competition between other tree species.The defence reactions of healthy and damaged beech trees are investigated on three different levels: anatomical, physiological and molecular biological. The damaged trees showed the typical symptoms of the Beech Bark Disease with an infestation by the hardwood ambrosia beetle Trypodendron domesticum L..The beech scale (Cryptococcus fagi Bär.) marking the first stadium of the Beech Bark Disease causes morphological anomalies in bark and sometimes in wood. The tree tries to minimize the damages caused by the beech scale by forming cells with thicker cell walls. If massive infestation by the beech scale occurs, it will not be able to heal completely and the consequence is the origin of small area necrosis in the inner bark. It makes the trees sensitive to wood destroying fungi and also to a secondary infestation by the injurious beetle Trypodendron domesticum L..Nevertheless, each tree shows an individual infestation level concerning the individual fitness of each beech tree. Probably the intense and duration of the beech scale attack is an essential factor of the question concerning infestation or resistance. Next to the morphological differences the production and composition of phenolic compounds in beech bark and differences in gene expression have been used as indicator for the defence reaction of beech to pathogenes and biotic stress. Therefore the contents of soluble and cell wall bounded phenolic compounds are detected by using spectroscopic methods. It shows a high individual variability in the contents. HPLC analyses showed no quantitative but qualitative differences in the pattern of phenolic compounds. There was an Accumulation of catechine in affected beech trees.Altogether, individual beech showed quite variable responses, probably depending on their individual fitness. Expression analyses at the transcript level using real time PCR showed an up-regulation of the PR1 gene as well as of the ACS2 gene, which is responsible for the production of ethylene. Enzymes of the shikimate pathway showed no significant differences in gene expression. Microarray analyses showed an up-regulated induction of two ACC oxidases and a down-regulated induction of an aldolase enzyme and of one which is not properly characterised yet.In summary, the analyses show only longterm effects of defence reactions of beech trees because the infestation by Trypodendron domesticum L. was not current.de
dc.contributor.coRefereeLeuschner, Christoph Prof. Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerBuchede
dc.subject.gerGenexpressionde
dc.subject.gerphenolische Inhaltsstoffede
dc.subject.gerSekundärstoffwechselde
dc.subject.gerBuchenkomplexkrankheitde
dc.subject.gerPathogenabwehrde
dc.subject.gerRindennekrosede
dc.subject.engbeechde
dc.subject.enggene expressionde
dc.subject.engphenolic compoundsde
dc.subject.engsecondary metabolismde
dc.subject.engbeech bark diseasede
dc.subject.engpathogen infestationde
dc.subject.engbark necrosisde
dc.subject.bk42.42de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1374-6de
dc.identifier.purlwebdoc-1374de
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät inkl. Psychologiede
dc.subject.gokfullWI 000: Adaptation, Allgemeine Physiologie, Homoeostase, Thermobiologie {Biologie}de
dc.identifier.ppn57920992Xde


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