Montaser F Abdel-Monaim
Die Induktion der pflanzlichen Abwehr gegen Krankheitserreger wird durch ein komplexes Netzwerk verschiedener Signale reguliert. In der vorliegenden Studie wurde die Interaktion zwischen Bioagentien (Bacillus megaterium, Pseudomonas fluorescens) und abiotischen Induktoren (Bion und Chitosan) als neue Strategie genutzt, um die Abwehrreaktion der Ackerbohne gegen die Welkekrankheit, die durch Fusarium oxysporum verursacht wird, zu verbessern. Dazu wurden Veränderungen verschiedener physiologischer Abwehrmechanismen, darunter pathogenesebedingte (PR) Proteine, Phenolverbindungen, Flavonoidverbindungen und Ligningehalte, bei Ackerbohnenpflanzen untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass alle Behandlungen die Welkeerkrankung unter Treibhaus- und Feldbedingungen signifikant verringerten und das Frisch- und Trockengewicht der überlebenden Pflanzen im Vergleich zu unbehandelten Samen erhöhten. Die Kombination biotischer und abiotischer Induktoren ist wirksamer als die Verwendung einzelner Stoffe. Die Behandlung mit B. megaterium+Bion verzeichnete die stärkste Verringerung der Welkeerkrankung und des Frisch- und Trockengewichts der überlebenden Pflanzen. Andererseits führten alle Behandlungen während beider Vegetationsperioden (2013–2014 und 2014–2015) zu signifikanten Wachstums- und Ertragsparametern im Vergleich zur Kontrolle. Die kombinierten P. fluorescens+Bion und P. fluorescens+Chitosan erzielten in beiden Vegetationsperioden die höchsten Wachstums- und Ertragsparameter. Unter In-vitro-Bedingungen reduzierten alle getesteten biotischen und abiotischen Induktoren einzeln oder in Kombination das magerere Wachstum des Pathogens F. oxysporum. P. fluorescens+Bion, gefolgt von P. fluorescens+Chitosan, verzeichneten in dieser Hinsicht den höchsten Hemmungsgrad. Andererseits erhöhten alle Behandlungen während des Versuchszeitraums die Aktivität von Chitinase und β-1,3-Glucanase, Phenol- und Flavonoidverbindungen sowie den Ligningehalt bei mit F. oxysporum geimpften Ackerbohnenpflanzen im Vergleich zu unbehandelten geimpften Pflanzen (Kontrolle). Die Kombination aus biotischen und abiotischen Substanzen ergab eine höhere Aktivität der Enzyme Chitinase, β-1, 3-Glucanase sowie einen höheren Gehalt an Phenolen, Flavonoidverbindungen und Lignin als die Einzelbehandlung. Bei Pflanzen, die mit einer Kombination aus B. megaterium und Bion behandelt wurden, wurde ein höherer Anstieg der PR-Proteine, der Phenol- und Flavonoidverbindungen sowie des Ligningehalts festgestellt. Aufgrund der vorliegenden Studie kann angenommen werden, dass die Verwendung von Bion und Chitosan als natürliche, sichere Materialien allein oder in Kombination mit Bio-Wirkstoffen (P. fluorescens und B. megaterium) als eine der kostengünstigsten und wirksamsten Methoden zur Bekämpfung von F. oxysporum gilt, das die Welkekrankheit bei Ackerbohnen verursacht.