Zeitschrift für Pflanzenpathologie und Mikrobiologie

Abstrakt

Wirksamkeit und Haltbarkeit von Paenibacillus sp. Stamm B2 bei gleichzeitiger Inokulation mit Arthrobacter sp. SSM-004 und Microbacterium sp. SSM-001 zur Wachstumsförderung und Resistenzinduktion in Weizen gegen Mycosphaerella graminicola und Dürrestress

Erika Samain, Cédric Ernenwein, Thierry Aussenac, Sameh Selim

Pflanzenwachstumsfördernde Rhizobakterien (PGPR) können das Pflanzenwachstum fördern und/oder lokale und systemische Resistenzen gegen biotische und abiotische Belastungen induzieren, aber die Stabilität und Dauerhaftigkeit ihrer Wirksamkeit muss noch weiter untersucht werden. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, eine kompatible PGPR-Mischung zu ermitteln, die das Weizenwachstum, die Resistenz gegen Mycosphaerella graminicola, den Erreger der Septoria tritici-Blattfleckenkrankheit (STB), und die Toleranz gegenüber Dürrestress wirksam stimuliert. Die Wechselwirkungen zwischen 26 PGPR und vier Weizensorten mit unterschiedlichen Resistenzgraden gegen STB wurden in einzelnen und gemeinsamen Impfungen getestet. Die Ergebnisse zeigten ein höheres externes und internes Wurzelbesiedlungspotenzial von Paenibacillus sp. Stamm B2 (PB2) in einer Mischung (im Folgenden als Mix-3 bezeichnet) mit den Stämmen Arthrobacter sp. SSM-004 und Microbacterium sp. SSM-001 und ohne Einfluss des Weizengenotyps und des Wachstumsstadiums, wie bei den einzelnen Impfungen beobachtet. Nur mit Mix-3 wurde eine Förderung des Weizenwachstums beobachtet. Interessanterweise eliminierten PB2 und Mix-3 die negativen Auswirkungen von Dürrestress auf die Blatttrockenbiomasse (FDB) und die Wurzeltrockenbiomasse (RDB), und nur Mix-3 beeinflusste die Wurzellänge. Darüber hinaus induzierte Mix-3 eine vom Krankheitserregerstamm und Wachstumsstadium abhängige Resistenz und verlieh bei einer einzigen Impfung mehr als 73,5 % Schutz gegen STB im Vergleich zu 59,8 % durch PB2. Die Ergebnisse der Genexpression zeigten die Aktivierung basaler Abwehrmechanismen, reaktiver Sauerstoffspezies, Phenylpropanoid- und Phytoalexin-, Salicylsäure- und Jasmonsäurewege in der durch Mix-3 induzierten Resistenz. Die Gene PR1, Chitinase, Glucanase und Flavonoide werden dringend als Schutzgenmarker für die Weizenresistenz gegen STB empfohlen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PB2 eine dauerhafte Weizenresistenz gegen M. graminicola und eine Weizentoleranz gegen Dürrestress induzierte. Nur bei einer Mischung aus drei kompatiblen PGPR (Mix-3) wurde eine Förderung des Pflanzenwachstums beobachtet und die induzierte Toleranz gegenüber Trockenstress war wirksamer. Es scheint jedoch, dass die induzierte Resistenz gegen STB PB2-abhängig ist.