dc.contributor.advisor | Karlovsky, Petr Prof. Dr. | de |
dc.contributor.author | Nutz, Sabine | de |
dc.date.accessioned | 2013-01-30T11:33:19Z | de |
dc.date.available | 2013-01-30T23:51:29Z | de |
dc.date.issued | 2012-01-06 | de |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-000D-F1E4-1 | de |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-3557 | |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-3557 | |
dc.description.abstract | Kolbenfusariosen verursacht durch Pilze
der Gattung Fusarium spp. stellen ein ernstes Problem beim
Maisanbau weltweit dar. Diese Krankheit wird in zwei Typen
unterteilt: Gibberella Kolbenfäule (Gibberella ear rot, GER) und
Fusarium Kolbenfäule (Fusarium ear rot, FER). Kolbenfäule
verursacht nicht nur Ertragsausfälle, sondern schädigt vor allem
durch hohe Qualitätseinbußen beim Erntegut. Diese kommen durch die
Anreicherung von Mykotoxinen zustande, welche stark
gesundheitsschädlich für Menschen und Tiere sind. In Deutschland
sind vor allem die Toxine Deoxynivalenol, Zearalenon sowie
Fumonisine von Bedeutung. Deoxynivalenol und Zearalenon werden von
dem Pilz F. graminearum produziert, dem wichtigsten Erreger der
Gibberella Kolbenfäule. Fumonisine dagegen werden von F.
verticillioides und F.proliferatum produziert, den Haupterregern
der Fusarium Kolbenfäule.
Der spezies-spezifische quantitative Nachweis der Biomasse der
einzelnen Erreger der Kolbenfusariosen ist für epidemiologische
Fragestellungen unabdingbar. Bereits in vorangegangene Arbeiten
wurden Real-time PCR Assays für den spezifischen quantitativen
Nachweis von F. verticillioides und F. proliferatum etabliert. Für
diese beiden Assays wurde in der vorliegenden Arbeit mittels der
ROC (Receiver Operation Characteristic Curve)-Analyse der
Zusammenhang zwischen Spezifität und Sensitivität untersucht und
der optimale Schwellenwert für den Nachweis dieser beiden Pathogene
ermittelt.
Mais wird in Deutschland zu einem großen Teil als Viehfutter
angebaut. Dafür wird oft die gesamte Pflanze zu Silage verarbeitet
und dann verfüttert. Aus diesem Grund wurde die Ausbreitung von F.
graminearum und die Belastung mit Mykotoxinen von dem inokulierten
Kolben ausgehend in den Stängel oberhalb und unterhalb des Kolbens
untersucht. Um den Einfluss des Erntezeitpunktes auf die
Verlagerung zu untersuchen, wurde die Belastung mit Pilzmyzel und
Mykotoxinen zum früheren Ermtezeitpunkt der Silagereife und zur
späteren Zeitpunkt der Körnermaisreife erfasst. Es wurde
nachgewiesen, daß es zur Silagereife kaum eine Ausbreitung von
Pilzmyzel und Mykotoxinen in den Stängel gibt, allerdings konnten
zur Körnermaisreife Mykotoxine im Stängel unterhalb und oberhalb
des inokulierten Kolbens nachgewiesen worden. Ein Zusammenhang
zwischen den Kolbenfäule-Symptomen und der Mykotoxinbelastung der
Stängel konnte allerdings nicht gefunden werden. Da sowohl F.
graminearum als auch F. verticillioides regelmäßig in Deutschland
in Mais nachgewiesen werden können, wurde die Interaktion zwischen
diesen beiden Pilzen nach gleichzeitiger Injektion in den Kolben in
einer Zeitreihe untersucht. Während F. verticillioides von der
Co-Inokulation mit F. graminearum nicht beeinflußt wurde, wurde das
Wachstum von F. graminearum durch F. verticillioides erheblich
gehemmt. Die Dynamik der Mykotoxinproduktion zeigte, daß
Deoxynivalenol und Fumonisine bereits früh im Lauf der Pathogenese
gebildet werden, während Zearalenon erst später gebildet wird. Dies
deutet darauf hin dass Zearalenon möglicherweise nicht in den
Besiedelungsprozeß involviert ist.
Fusarium spp. überdauert in Stoppeln und Pflanzenresten, daher
besteht die Möglichkeit eines Einflusses von Bodenbearbeitung und
Fruchtfolge auf das Auftreten von Kolbenfusariosen. Da es
unterschiedliche Bearbeitungsstrategien im ökologischen und
konventionellen Maisanbau gibt, wurde ein dreijähriger
Anbauvergleich durchgeführt, bei dem unterschiedliche
Mais-Genotypen gleichzeitig unter konventionellen und ökologischen
Bedingungen angebaut wurden, und der Befall mit Kolbenfusariosen
verglichen wurde. Es konnten keine Unterschiede zwischen den beiden
Anbausystemen hinsichtlich der Belastung mit Pilzbiomasse und
Mykotoxinen festgestellt werden, die eindeutig nur der
unterschiedlichen Anbauweise zugeschrieben werden konnte. | de |
dc.format.mimetype | application/pdf | de |
dc.language.iso | eng | de |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ | de |
dc.title | Colonization of maize with Fusarium spp. and mycotoxin accumulation | de |
dc.type | doctoralThesis | de |
dc.title.translated | Besiedlung und Mykotoxinbildung durch Fusarium spp. in Mais | de |
dc.contributor.referee | Karlovsky, Petr Prof. Dr. | de |
dc.date.examination | 2010-07-15 | de |
dc.subject.dnb | 630 Landwirtschaft, Veterinärmedizin | de |
dc.subject.gok | YEK 130 Infektiöse und parasitäre Erkrankungen sowie Frasschäden | de |
dc.description.abstracteng | Ear rot caused by Fusarium spp. is a
serious disease of maize plants worldwide, which can be divided in
two types: Red ear rot or Gibberella ear rot (GER), and Pink ear
rot or Fusarium ear rot (FER). Apart from impairment of the yield,
it leads to quality losses due to accumulation of mycotoxins in
food and feed which lead to serious health impairment of human and
animals. The most problematic Fusarium mycotoxins occurring in
Germany are deoxynivalenol, zearalenone and fumonisins.
Deoxynivalenol and zearalenone are produced by F. graminearum, the
most important causal agent of Red ear rot, while fumonisins are
produced F. verticillioides and F. proliferatum, which are mostly
isolated from cobs with Pink ear rot symptoms. For epidemiological
studies, species-specific determination of fungal biomass is
required. In previous works, a real-time PCR assays for
species-specific quantification of the biomass of F.
verticillioides and F. proliferatum were established. With the help
of receiver operation characteristic (ROC) curve analysis, the
relationship between sensitivity and specificity was investigated
and the optimal cut off point and was determined.
Because whole maize plants are used for silage for livestock
feeding, the spread of fungal mycelium of F. graminearum and the
presence of mycotoxins in the stem below and above artificially
inoculated cobs was investigated. To study the importance of the
harvest time points, the accumulation of fungal biomass and
mycotoxins was determined at silage maturity and grain maturity. It
is shown that mycotoxins did hardly spread in the stems near the
cob until silage harvest, but at grain maize maturity mycotoxins
were found in the stems above and below the infected cob. In
contrast to the mycotoxins, F. graminearum seems to grow more often
in the stems above the infected cob. No correlation was found
between ear rot symptoms in the cob and mycotoxin contamination in
the stems.
As both F. graminearum and F. verticillioides occur frequently in
maize grown in Germany, the interaction between these fungi when
being simultaneous injected in the silk channel at six harvest time
points was investigated. F. graminearum was severely reduced both
in fungal growth and mycotoxin accumulation, while F.
verticillioides was not at all affected by the presence of F.
graminearum. The dynamic of mycotoxin accumulation showed that
deoxynivalenol and fumonisins were produced relatively early in
pathogenesis, while zearalenone occurred at later time points. This
is a sign that zearalenone is possibly not involved in
pathogenesis. Fusarium spp. survives in plant debris, which leads
to the suspicion that tilling practices and crop rotation
influences the occurrence of Fusarium caused ear rot. Because
organic and conventional cropping systems differ in these
practices, different maize genotypes were simultaneous grown in
three years under conventional and organic conditions. No
significant differences in means of ear rot occurrence and
accumulation of fungal biomass and mycotoxins were observed which
can clearly be subscribed to the organic or conventional cropping
system. | de |
dc.contributor.coReferee | Pawelzik, Elke Prof. Dr. | de |
dc.contributor.thirdReferee | Becker, Heiko C. Prof. Dr. | de |
dc.subject.topic | Agricultural Sciences | de |
dc.subject.ger | Mais | de |
dc.subject.ger | Real-time PCR | de |
dc.subject.ger | Fusarium verticillioides | de |
dc.subject.ger | Fusarium proliferatum | de |
dc.subject.ger | Fusarium graminearum | de |
dc.subject.ger | ROC | de |
dc.subject.ger | ökologisch | de |
dc.subject.ger | Ausbreitung | de |
dc.subject.ger | Mykotoxine | de |
dc.subject.ger | Interaktion | de |
dc.subject.eng | maize | de |
dc.subject.eng | Real-time PCR | de |
dc.subject.eng | Fusarium verticillioides | de |
dc.subject.eng | Fusarium proliferatum | de |
dc.subject.eng | Fusarium graminearum | de |
dc.subject.eng | ROC | de |
dc.subject.eng | organic | de |
dc.subject.eng | spread | de |
dc.subject.eng | mycotoxins | de |
dc.subject.eng | interaction | de |
dc.subject.bk | 48.54 Pflanzenpathologie | de |
dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-3310-1 | de |
dc.identifier.purl | webdoc-3310 | de |
dc.affiliation.institute | Fakultät für Agrarwissenschaften | de |
dc.identifier.ppn | 687051541 | de |