Untersuchungen zur Resistenz von Pelargonien gegen die Bakterien <em>Xanthomonas hortorum</em> (pv. <em>pelargonii</em>) und <em>Ralstonia olanacearum</em>...

...sowie Etablierung von biotechnologischen und molekularen Methoden zur züchterischen Nutzung derartiger Resistenzmerkmale

Abstract

Die  bakterielle  Schleimkrankheit  hervorgerufen  durch  Ralstonia  solanacaerum,  sowie  die bakterielle Pelargonienwelke, verursacht durch Xanthomonas hortorum pv. pelargonii,  sind  zwei  bedeutende  Bakteriosen  an  Pelargonien.  Für  beide  Krankheiten  gibt es keine zugelassenen Bekämpfungsmethoden, so dass diese nur durch Einhalten phytosanitärer  Maßnahmen  kontrolliert  werden  können.  Vor  allem  in  Jungpflanzenbetrieben verursacht das Auftreten dieser beiden Schaderreger erhebliche finanzielle Einbußen. Ziel dieser Arbeit war es, ein breites Pelargonium‐Sortiment hinsichtlich der Resistenz gegen X. hortorum pv. pelargonii und R. solanacearum zu testen. Folgende Ergebnisse wurden erzielt:
1. Es  konnten  effektive  Inokulationsmethoden  entwickelt  werden,  die  es ermöglichten reproduzierbare und zuverlässige Ergebnisse zu erzielen. Von insgesamt 114 getesteten Pelargonien–Genotypen konnten drei Genotypen mit einer Resistenz gegen beide Schaderreger selektiert werden. Das heißt, dass die Pflanzen nach der Inokulation mit dem jeweiligen Erreger keine Symptome zeigten und auch eine Bakterienvermehrung und –ausbreitung in der Pflanze nicht nachgewiesen werden konnte. Erstmals wurde im Rahmen dieser Arbeit eine Resistenz in Pelargonien gegenüber Ralstonia solanacearum nachgewiesen.
2. Die  gefundenen  Resistenzen  sollten  anschließend  in  die  anfällige  Kultursorte Pelargonium x hortorum eingekreuzt werden. Eine Kreuzung zwischen den resistenten Genotypen und P. x hortorum konnte – jedoch nach mehreren Versuchen - aufgrund des phylogenetischen Abstands zwischen den einzelnen Genotypen nicht erfolgreich durchgeführt werden. Als Alternative zur natürlichen Kreuzung wurde die Protoplastenfusion verwendet. Hierfür  wurden  zunächst  In-vitro‐Kulturen  von  den  resistenten  und  den anfälligen Ausgangspflanzen angelegt.
3. Im Rahmen dieser Arbeit wurden sowohl chemische Fusionen mit Hilfe von PEG als auch Elektrofusionen mit Pelargonium‐Protoplasten durchgeführt.
4. Durch  eine  Weiterentwicklung  des  Regenerationssystems  für  Pelargonium konnten erfolgreich Pflanzen aus der Protoplastenfusion regeneriert werden. Insgesamt wurden 320 Regeneratpflanzen aus der In‐vitro‐Kultur ins Gewächshaus überführt. Davon zeigten 43 Pflanzen phänotypische Auffälligkeiten, 277 Pflanzen konnten vom Phänotyp der Wildform (609) zugeordnet werden.
5. Im  Rahmen  des  Regenerationsprozesses  wurden  diverse  Zusatzstoffe hinsichtlich ihrer fördernden Eigenschaften getestet. Unter anderem wurde die Wirkung von Chitosan unterschiedlicher Herkunft sowie zwei Konzentrationen von Nitroprussid auf die Regeneration geprüft.
Die  Regeneratpflanzen  wurden  ins  Gewächshaus  überführt  und  phänotypisch,  molekular mit Mikrosatelliten, flowzytometrisch mit GISH sowie anhand des Inhaltsstoffmusters  charakterisiert.  Dreizehn  Pflanzen  zeigten  phänotypische  Auffälligkeiten in der Blattform und –struktur, die auf eine Polyploidisierung des Materials hinweisen. Sechs der auffälligen Regenratpflanzen wurden verklont und in einem  Resistenztest  hinsichtlich  ihrer  Eigenschaften  gegenüber  Ralstonia  solanacearum und Xanthomonas hortorum pv. pelargonii getestet. Ein Teil der Pflanzen  waren  resistent  gegen  beide  Erreger  die  restlichen  Pflanzen  wurden  als  tolerant gegen beide Erreger eingestuft. Im Rahmen der molekularen Untersuchungen wurden bisher Homofusionate des resistenten Genotyps ermittelt. Die untersuchten Pelargonium‐Regenerate mit höherer Ploidie wiesen des Weiteren Veränderungen im Inhaltsstoffmuster in Bezug zu den Ausgangspflanzen auf.