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Forschung zur Nachbaukrankheit bei Apfel geht in die zweite Phase

Im Verbundprojekt „BonaRes-ORDIAmur“, das von Frau Prof. Traud Winkelmann, Institut für Gartenbauliche Produktionssysteme der Leibniz Universität Hannover koordiniert wird, arbeiten Boden- und Pflanzenwissenschaftler, Mikrobiologen und Ökonomen aus elf deutschen Forschungseinrichtungen an der Aufklärung der Ursachen der Nachbaukrankheit im Apfelanbau. Die Nachbaukrankheit beim Apfel tritt auf, wenn Apfel in einem Boden kultiviert wird, in dem zuvor bereits Apfel gewachsen ist. Sie äußert sich in dramatisch reduziertem Wachstum, massiven Wurzelschäden und Einbußen im Ertrag, sowohl hinsichtlich der Qualität als auch der Menge der Früchte. Die Abkürzung ORDIAmur (lat. für „lasst uns anfangen“) steht für „Overcoming Replant Disease by an Integrated Approach“, zu deutsch: Integrierter Ansatz zur Überwindung der Nachbaukrankheit. Ziel ist es, aus dem Verständnis der Entstehung dieser Krankheit Maßnahmen zu deren Überwindung abzuleiten.

Die Forschungsarbeiten werden seit dem 1.November 2015 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030 und hier im Rahmen der Ausschreibung „Boden als nachhaltige Ressource für die Bioökonomie“ – kurz: BonaRes gefördert. In dieser ersten Phase der Förderung wurden bereits wichtige Erkenntnisse erzielt, die zu einer positiven Zwischenbegutachtung und damit zu einer Förderzusage für die zweite dreijährige Projektphase führten, die am 01.Januar 2019 beginnen wird und insgesamt knapp 4 Mio. € umfasst, davon 1,2 Mio € für die an der LUH beheimateten Gruppen.

In der ersten Projektphase wurden zum einen Flächen für Zentralexperimente identifiziert und charakterisiert, die nachbaukranke Böden und gesunde Kontrollböden mit dokumentierter Kulturhistorie für die Partner bereitstellen. Auf allen Bodenarten entwickelt sich die Nachbaukrankheit, jedoch auf leichten Böden am stärksten. Interessant ist die Erkenntnis, dass es kleinteilige Unterschiede in der Schwere der Krankheit gibt, und dass die Anbauer derzeit noch keine Möglichkeit der Diagnose der Krankheit haben. In den Apfelwurzeln wurden mit der Nachbaukrankheit assoziierte Pflanzeninhaltsstoffe und auch auf zellulärer Ebene frühe mikroskopische Marker identifiziert. Es wurde weiterhin gezeigt, dass die Apfelpflanze in nachbaukrankem Boden eine außerordentliche Stressreaktion ausprägt. Die mikrobiellen Gemeinschaften in Wurzeln, Rhizosphäre und Boden wurden ebenso wie Nematodengemeinschaften beschrieben. Ein sehr interessantes Ergebnis war der Beweis, dass die Nachbaukrankheit lokal und immobil ist, der durch einen Splitrootversuch demonstriert wurde.

In Phase II werden die Forschungsarbeiten zu den Ursachen weitergeführt, es sollen jedoch auch zentrale Experimente zur Überwindung der Nachbaukrankheit durchgeführt werden. Damit soll gewährleistet werden, dass möglichst bald Empfehlungen für Obstbau und Baumschulwirtschaft ausgesprochen werden können. Wichtiges Ziel von ORDIAmur, ebenso wie aller BonaRes-Projekte ist es, das „Ökosystem Boden“ besser zu verstehen. Schließlich erbringen Böden vielfältige Leistungen, die weit über den landwirtschaftlichen oder gartenbaulichen Nutzen hinausgehen, wie etwa das Speichern von Wasser und Kohlenstoff sowie den Erhalt der biologischen Artenvielfalt.

Apfel nach achtwöchiger Kultur in nachbaukrankem Boden (links) und desinfiziertem nachbaukranken Boden (rechts). Foto: Felix Mahnkopp-Dirks

Wissenschaftspreis Hannover 2018 an Herrn Dr. Stefan Weiß

Die Leibniz Universitätsgesellschaft Hannover vergibt für herausragende Promotionen alle zwei Jahre ihre Wissenschaftspreise Hannover. In diesem Jahr wurde Herr Dr. Stefan Weiß ausgezeichnet, der seine Dissertation am Institut für Gartenbauliche Produktionssysteme, Abteilung Gehölz- und Vermehrungsphysiologie unter der Betreuung von Frau Prof. Dr. Traud Winkelmann angefertigt hat.

Im Rahmen des DFG-Graduiertenkollegs „Signaling at the plant soil interface“ untersuchte Herr Dr. Weiß die molekularen Reaktionen von Apfel auf nachbaukranken Böden, d.h. auf Böden, die aufgrund von vorausgegangenem Apfelanbau zu starken Wachstumseinbrüchen führen, untersucht. Er konnte erstmals zeigen, dass eine bestimmte Gruppe von Abwehrstoffen, die sogenannten Phytoalexine, in Wurzeln in hohen Mengen produziert werden. Deren Rolle in der Nachbaukrankheit zu erforschen, wird die nächste Forschungsaufgabe sein.

Herrn Dr. Weiß wurde die Auszeichnung, die mit 4.000,- € dotiert ist, am 3.12.2018 überreicht.

Preisgekrönte MSc-Arbeit von Jane Brümmer

Der ADIVK (Arbeitskreis Deutsche In-vitro-Kulturen) hat am 21.09.2017 in Gießen die Masterarbeit von Jane Brümmer mit seinem Förderpreis 2017 ausgezeichnet, der mit 250 € dotiert ist. Der ADIVK ist ein Zusammenschluss wissenschaftlicher Institute und kommerzieller Laboratorien, der das Ziel verfolgt, die Ergebnisse aus Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in die praktische Anwendung umzusetzen.

Jane Brümmer hat ihre Masterarbeit in der Abteilung Gehölz- und Vermehrungsphysiologie des Instituts für Gartenbauliche Produktionssysteme angefertigt. Sie hat den Besatz von In-vitro-Kulturen von Vogelkirsche (Prunus avium) mit endophytischen Bakterien charakterisiert und dazu beigetragen, dass sich der Blick auf diese innerhalb der Pflanzen vorkommenden Bakterien verändert. Wurden diese früher als zu bekämpfende Kontaminanten gesehen, so mehren sich in den letzten Jahren Anzeichen, dass viele endophytische Bakterien auch in der In-vitro-Kultur positive Wirkungen haben. Die Masterarbeit von Jane Brümmer trägt den Titel „Zusammenhang zwischen der Besiedlung mit endophytischen Bakterien und dem Vermehrungserfolg von Prunus avium L. in vitro.“. und wurde von Prof. Traud Winkelmann betreut.