Ökophysiologische und phytopathologische Untersuchungen an Phytophthora alni -infizierten Schwarzerlen (Alnus glutinosa [L.] Gaertn.) unter besonderer Berücksichtigung der Ausbreitungsdynamik des Pathogens im Rindengewebe

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Das Erlensterben durch eine Spezies der Gattung Phytophthora ist seit 1993 bekannt und wird seit 2004 offiziell dem Erreger Phytophthora alni zugeordnet. Aufgrund der ökologischen Stellung der Schwarzerle als Pioniergehölz gerade an Fließgewässern und anderen über Nässe definierten Standorten werden Infektionen durch die schwimmfähigen Zoosporen, die über Wurzeln und Wunden im Wurzel- und Stammbereich eintreten, begünstigt. Mit dieser Arbeit sollte vor allem, anders als in bisherigen ökophysiologischen Arbeiten, die direkte, lokale Einflussnahme des Pathogens am primären Angriffsort, dem Stammgewebe bzw. dem Stammchlorenchym, analysiert und näher charakterisiert werden. Bislang waren Untersuchungen hauptsächlich auf die Physiologie der Belaubung ausgerichtet, obwohl diese kein primäres Angriffsziel für das Pathogen darstellt. Die Untersuchungen berücksichtigten neben den schwerpunktmäßig ökophysiologischen, phytopathologischen Aspekten auch durch P. alni verursachte morphologische Abweichungen, wie sie etwa an den Blüten- und Fruchtständen konstatiert werden konnten. Jungpflanzen, die künstlich über die Stammbasis mit Myzel infiziert und über einen Zeitraum von drei Monaten untersucht wurden, zeigten ein breites Reaktionsspektrum bezüglich der Infektion. Gemeinsam war den Pflanzen ein reduziertes Dickenwachstum bei gleichzeitig unbeeinflusstem Höhenwachstum. Messungen der Chlorophyllfluoreszenz des Stammchlorenchyms über die Dauer des Untersuchungszeitraums ergaben eine sukzessive Reduktion der maximalen Quantenausbeuten von PSII vom Infektionsfeld aus stammaufwärts. Teilweise regenerierten sich die Werte vom Infektionsursprung aus wieder. Absorptionsmessungen untermauerten jeweils die Ergebnisse zur Quantenausbeute und waren ein Indikator für die Reduktion des Chlorophyllgehalts, die sich infolge der Gewebsdestruktion durch das Pathogen ergab. Während sich bei einigen Erlen die Ausbreitung der Läsionen einstellte und es zur Regeneration von Gewebearealen kam, zeigte sich bei anderen eine stetige Vergrößerung der Läsionen, einhergehend mit sich stetig verminderndem Photosynthesepotential. Die Atmungsraten an der Stammbasis variierten deutlich vor dem Hintergrund saisonaler Wachstumsunterschiede und fielen bei den infizierten Erlen im Vergleich zu den Kontrollbäumen jeweils geringer aus. Erklärt wurde dies über das geringere Dickenwachstum im Zuge der Infektion. Alle Pflanzen erholten sich schließlich von der Infektion. Bei den adulten Erlen im Freiland war hingegen am Stamm eine rasante Infektionsentwicklung zu konstatieren, wobei auf die rückläufige Entwicklung maximaler Quantenausbeuten und Absorptionskoeffizienten des Stammchlorenchyms Bezug genommen wurde. Die fortschreitende Entwicklung wurde auch durch niedrige Temperaturen < 5°C nicht unterbunden. Aus der Analyse von Stammquerschnitten ging hervor, dass der Ausbreitung des Pathogens in der Rinde die Etablierung von holzzerstörenden Organismen im Holz folgte, was zur Beschleunigung der Pathogenese beigetragen haben mag. Die Beeinträchtigung der Bäume durch den Pathogenbefall zeigte sich nicht nur auf Ebene des Stammes und der Blüten- und Fruchtstände, sondern äußerte sich ebenfalls auf der Ebene von jungen Zweigen in Form von erheblich reduzierten Chlorophyllgehalten bei gleichzeitig verstärkter Dunkelatmung sowie einer hohen Bruttophotosynthese in Relation zu den Chlorophyllgehalten. Der durch P. alni entstehende Schaden konnte schließlich nicht nur auf verschiedenen räumlichen Ebenen der Schwarzerle, sondern auch auf unterschiedlichen Entwicklungsebenen konstatiert werden. Die Chlorophyllfluoreszenzanalyse zur Erhebung rindenphotosynthetischer Parameter stellte sich insgesamt als gut umsetzbare, non-destruktive Methode zur Beurteilung des Schadensausmaßes heraus.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
ehem. Fakultät für Biologie und Geografie
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beitragende:
Prof. Dr. Pfanz, Hardy [Betreuer(in), Doktorvater]
Prof. Dr. Oßwald, Wolfgang [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
18.02.2010
Dokument erstellt am:
29.03.2010
Promotionsantrag am:
14.10.2009
Dateien geändert am:
29.03.2010
Medientyp:
Text