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Charakterisierung und Nutzung von bakteriellen Quorum Sensing Molekülen für die Weiterentwicklung eines umweltgerechten Pflanzenbaus

{Project} Charakterisierung und Nutzung von bakteriellen Quorum Sensing Molekülen für die Weiterentwicklung eines umweltgerechten Pflanzenbaus. [Characterisation and Use of Bacterial Quorum Sensing Molecules for the Development of Environmentally Sound Plant Production Measures.] Runs 2012 - 2015. Project Leader(s): Kogel, Prof. Dr Karl-Heinz, Justus-Liebig-Universität Giessen, D-Gießen .

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Summary

Das Vorhaben zielt auf die Erforschung und Weiterentwicklung von umweltgerechten Pflanzenschutzmaßnahmen.
Neueste Erkenntnisse zeigen, dass von Rhizosphärenbakterien gebildete, sogenannte Quorum Sensing (QS) Moleküle, positive Wirkungen auf Ertrag und Gesundheitsstatus von Kulturpflanzen haben. Ziel des Vorhabens ist es, die durch QS-Signale Gram-negativer Bodenbakterien ausgelöste Reaktionen in Pflanzen näher zu analysieren und auf ihr Anwendungspotential im Ackerbau zu überprüfen. Ausgehend von unseren ersten Ergebnissen zur Aktivität einzelner N-Acyl-Homoserinlaktone (AHLs) soll eine systematische Überprüfung von Molekülaktivitäten der gesamten AHL Familie (C4 bis C14 AHLs) bezüglich ihrer krankheitsreduzierenden Wirkung und der Biomassenverbesserung an wichtigen Kulturpflanzen erfolgen.
Eine breit angelegte Analyse des Struktur-Funktion-Zusammenhangs soll Klarheit darüber schaffen, welche Strukturmerkmale von AHLs die unterschiedlichen biologischen Wirkungen, wie Resistenzinduktion und Wachstumseffekte, bedingen. Dazu werden zunächst an Gerste AHLs unterschiedlicher Kettenlänge und unterschiedlicher chemischer Modifikation in einem hydroponischen System mit folgender Fragestellung getestet:
Welche Wirkung haben AHLs auf die (i) Mehltauentwicklung, (ii) Biomassenentwicklung und (iii) die Wurzelmorphologie? (iv) Mit den wirksamsten AHLs werden nachfolgend Untersuchungen zur AHL Wirkung in anderen Patho-Systemen in Mitscherlich Gefäßen (Gerste, Weizen, Raps) durchgeführt.
Angaben zur Finanzierung des Projekts finden Sie im Förderkatalog des Bundes unter http://foerderportal.bund.de/foekat/jsp/StartAction.do. Bitte geben Sie in das Suchfeld eine 28 plus das Förderkennzeichen (FKZ) des BÖLN-Projektes ein, z.B. 2808OE212 für das BÖLN-Projekt mit der FKZ 08OE212.

Summary translation

The project aims at the investigation and development of an environmentally sound plant protection strategy. Recent analyses showed that bacteria in plant rhizospheres produce Quorum Sensing (QS) molecules that have positive activity on crop plants. QS signals support bacterial communication, biofilm formation and infections. Interestingly, however, plants do sense those molecules and as a consequence plant resistance status and biomass formation seems to improve.
We will investigate plant responses to QS molecules and assess the potential of those molecules to be used in crop production. Preliminary data show strong activity of the molecule from the type N-acyl-homoserin lactone (AHLs). Based on this we plan a systematic analysis of the activity of AHLs characterized by different chain lengths on resistance and biomass formation. The innovative aspect of the project concerns the dual activity of AHLs, the induced resistance- and growth promotion activity.
A structure-function-analysis will help to define the structural requirements for beneficial activities. We will test AHLs of various carbon-chain lengths and with various structural modifications in hydroponic cultures with barley seedlings: (a) What effects have AHLs on powdery mildew development on barley leaves? (b) What effects have AHLs on the biomass formation of leaves and roots? (c) What effects have AHLs on root morphology? (d) We will test the most active AHL defined in (a) under field test conditions in agronomically relevant host-parasite systems such as barley – Puccinia graminis; rapeseed (Brassica napus) – Verticillium spec; wheat (Triticum aestivum) – Blumeria graminis f.sp. tritici / Cochliobolus sativus; Fusarium graminearum. (e) Finally, we will assess biomass- and yield effects (grain yield/oil content of AHLs defined under (b) in wheat, rapeseed and barley.

EPrint Type:Project description
Keywords:BÖL, BOEL, BÖLN, BOELN, FKZ 11NA033, Quorum Sensing Moleküle, Quorum Sensing Molecules
Subjects: Crop husbandry > Production systems > Cereals, pulses and oilseeds
Crop husbandry > Crop health, quality, protection
Research affiliation: Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Plants > Pflanzenschutz
Germany > University of Gießen > Institute of Phytopathology and Applied Entomology (IPAZ)
Related Links:http://bundesprogramm-oekolandbau.de, https://orgprints.org/perl/search/advanced?addtitle%2Ftitle=&keywords=11NA033&projects=BOEL&_order=bypublication&_action_search=Suchen, http://foerderportal.bund.de/foekat/jsp/StartAction.do
Project ID:FKZ 11NA033
Start Date:1 November 2012
End Date:31 October 2015
Deposited By: Imani, Dr. Jafargholi
ID Code:22081
Deposited On:07 Jan 2013 10:19
Last Modified:12 Apr 2016 08:18

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