Wiese-Klinkenberg, Anika; Röhlen-Schmittgen, Simone; Beier, Sara; Körner, Tobias; Bagheri, Samaneh; Sommer, Anna; Moon, Sanghyo; Whitney, Cory; Groth, Martin and Vlot-Schuster, Corina (2025) Etablierung von "Priming" an Tomaten-Jungpflanzen als Pflanzenschutzverfahren im Gartenbau (Verbundvorhaben). [Establishing 'priming' on young tomato plants as a plant protection method in horticulture.] 1. Forschungszentrum Jülich GmbH, D-Jülich 2. Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, D-Bonn 3 Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), D-Oberschleißheim 4. Hochschule Geisenheim University, D-Geisenheim 5. Universität Bayreuth, D-Bayreuth .
Preview |
PDF
- German/Deutsch
(Gesamtabschlussbericht)
10MB |
Summary
Das hier beschriebene Verbundvorhaben umfasst folgende Teilprojekte: FKZ 19NA061, FKZ 19NA115, FKZ 19NA116, FKZ 19NA123 und FKZ 19NA125
Stress-Vorbehandlungen können zu einer verbesserten Stresstoleranz in Pflanzen führen („Priming“). HortiPrimed hatte die Zielsetzung, Priming durch abiotischen Stress als eine nicht-chemische Schutzmaßnahme für Tomatenpflanzen zu entwickeln. Im Projekt wurden Salzstress bei Jungpflanzen und Hitzestress bei Keimlingen als Maßnahmen zur Stärkung gegen biotischen oder abiotischen Stress etabliert. Nach einem Salzstress-Priming konnte verbessertes Wachstum unter Salzstressbedingungen und auch eine Toleranz gegen Alternaria alternata erreicht werden. Molekularbiologische Untersuchungen zeigten klare Veränderungen der Genaktivitäten, die mit der gesteigerten Toleranz/Resistenz einhergingen, und Kandidatengene für die Züchtung von Stressresistenzen anzeigten. Zudem konnten epigenetische Veränderungen an Genen identifiziert werden, die eine anhaltende Stresserinnerung in den geprimten Jungpflanzen ermöglichen. Langanhaltende Effekte der Primingbehandlungen bis in die Tomatenproduktion waren dennoch nur sehr schwach und ohne direkte Auswirkung auf Erträge oder Qualität der Früchte. Dabei zeigte sich eine kurzzeitige Stimulation von phenolischen Inhaltsstoffen, wie sie auch in der Salzstresstoleranz in jungen Pflanzen beobachtet wurde. Die Modellierung der Wirkung einer Investition in Priming auf Ertrag und Gewinne in der Tomatenproduktion zeigten nur einen geringen positiven Beitrag des Hitze-Primings bei Hitzestress. Erlangte Ergebnisse und Erfahrungen von Tomatenproduzenten wurden in einer Modellierungs-Software zur Vorhersage von Gewinnen in der Tomatenproduktion zusammengefasst, die Nutzern online zur Verfügung steht. Mit der umfangreichen Untersuchung des Primings in Tomate hat HortiPrimed dazu beigetragen, dessen Einsatzmöglichkeiten als biologischen Pflanzenschutz auf Ebene der Immunisierung und Stärkung von Pflanzen durch abiotische Stress-Vorbehandlungen weiterzuentwickeln und die damit verbunden Hürden darzustellen. Für den praktischen Einsatz im Tomatenanbau sind weiterführende Forschungsarbeiten erforderlich, um die Anwendung und Umsetzung zu sichern.
Summary translation
Stress pretreatments can lead to improved stress tolerance in plants (“priming”). HortiPrimed aimed to develop priming through abiotic stress as a non-chemical protective measure for tomato plants. The project established salt stress in young plants and heat stress in seedlings as measures to strengthen resistance to biotic or abiotic stress. After salt stress priming, improved growth under salt stress conditions and tolerance to Alternaria alternata were achieved. Molecular biological studies showed clear changes in gene activities associated with increased tolerance/resistance and enabled the identification of candidate genes for further breeding of stress resistance. In addition, epigenetic changes in genes were identified that enable persistent stress memory in the primed young plants. However, long-lasting effects of salt or heat stress priming extending into tomato production were only very weak and had no direct impact on fruit yield or quality. Nevertheless, a short-term stimulation of phenolic compounds was observed, as was also seen in salt stress tolerance in young plants. Modeling the effect of an investment in priming on yield and profits in tomato production showed only a small positive contribution of heat priming under heat stress. The results obtained and the experience gained from tomato producers were summarized in a modeling software for predicting profits in tomato production, which is now available to users online. With its comprehensive investigation of priming in tomatoes, HortiPrimed has contributed to further developing its potential as a biological plant protection measure at the level of immunization and strengthening of plants through abiotic stress pretreatments and to identifying the associated hurdles. For practical application in tomato cultivation, further research is required to ensure successful implementation and applicability.
| EPrint Type: | Report |
|---|---|
| Keywords: | BÖL, BOEL, FKZ 19NA061, FKZ 19NA115, FKZ 19NA116, FKZ 19NA123, FKZ 19NA125, Ökologischer Landbau, organic farming, Unterglas / geschützter Anbau, greenhouse cultivation / protected cultivation, Nachhaltigkeit, sustainability, Abiotischer Stress, abiotic stress , Biologischer Pflanzenschutz, biological plant protection, Gartenbau, horticulture |
| Agrovoc keywords: | Language Value URI German - Deutsch UNSPECIFIED UNSPECIFIED |
| Subjects: | "Organics" in general Crop husbandry > Crop health, quality, protection |
| Research affiliation: | Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOEL Germany > Federal Agency for Agriculture and Food - BLE Germany > Other organizations Germany |
| Related Links: | https://www.bundesprogramm.de/ |
| Deposited By: | Geschäftsstelle Bundesprogramm Ökologischer Landbau, Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) |
| ID Code: | 55647 |
| Deposited On: | 16 May 2025 08:20 |
| Last Modified: | 16 May 2025 08:20 |
| Document Language: | German/Deutsch |
| Status: | Unpublished |
| Refereed: | Submitted for peer-review but not yet accepted |
Repository Staff Only: item control page
Download Statistics
Download Statistics
