Künstliche Inokulation von Gerstenpflanzen mit dem Flugbranderreger (<i>Ustilago nuda</i>) und Infektionsverlauf auf dem Fruchtknoten

Abstract

Zusammenfassung

Ziel der Arbeit war die Prüfung künstlicher Inokulationsverfahren von Gerstenpflanzen mit dem Flugbranderreger (Ustilago nuda) und das Erlangen von Erkenntnissen zum genauen Infektionsverlauf auf dem Fruchtknoten. Diese Versuche sollten die Basis sein, um zukünftig hoch befallenes Saatgut in ausreichender Menge herstellen zu können, was für Folgeexperimente von großer Wichtigkeit wäre. Hierzu wurden drei Inokulationsmethoden – Inokulation mit der Spritze, Vakuuminfiltration und Besprühen mit Sporensuspension – hinsichtlich der erhaltenen Befallsraten und ihrem Einfluss auf die Keimfähigkeit miteinander verglichen. Weiterhin wurde untersucht, ob die Position des inokulierten Blütchens an der Ähre einen Einfluss auf den späteren Befall des daraus hervorgehenden Korns hat. Zu diesem Zweck wurden die Ähren zunächst per Spritze inokuliert und anschließend beim Ernten in jeweils drei Teile zerlegt und gesondert über einen Embryotest ausgewertet. Als aussichtsreichste Inokulationsmethode kristallisierte sich die Inokulation mit der Spritze heraus. Ein Einfluss der Ährenregion auf den späteren Befall konnte nicht nachgewiesen werden. Des Weiteren wurden mikroskopische Untersuchungen durchgeführt, die zu einem besseren Verständnis des Infektionsverlaufes auf dem Fruchtknoten führen sollten. Hierfür wurde ein lactophenolbasierendes Autoklavieranfärbeverfahren verwendet. Es konnte gezeigt werden, dass eine Infektion des Fruchtknotens nicht zwingend über die Narbe stattfinden muss, und dass der Pilz bei einer erfolgreichen Infektion die obersten Zellschichten der Fruchtknotenwand intrazellulär mit einer Infektionshyphe penetriert.

Stichwörter: Brandkrankheiten, Flugbrandbefall, Blüteninokulation

Abstract

The aim of this study was the examination of artificial inoculation techniques of barley with the pathogen (Ustilago nuda) and to obtain detailed new findings on the mode of infection on the ovary. These tests were designed to be the base to produce a sufficient amount of highly infected seeds, which would be of great importance for further experiments. Three inoculation techniques - by injection, vacuum infiltration or spraying with spore suspension - were compared with respect to the resulting infection rates and their influence on the germination rate. Moreover, it was evaluated, if the position of the inoculated floret on the ear has any influence on subsequent infection of the developing grain. Therefore the ears were inoculated by injection and, after harvesting, divided in three parts and separately evaluated with an embryo test. The most promising inoculation technique turned out to be inoculation by injection. An influence of the ear area on subsequent infection was not detected. In addition, microscopic analyses were carried out, which should provide a better understanding of the mode of infection on the ovary. A lactophenolbased autoclave staining technique was applied. The analysis showed that an infection of the ovary does not necessarily originate from the stigma, and that in case of an effective infection the fungus penetrates the uppermost cell layers of the ovary intracellularly with an infection hypha.

Keywords: smuts, loose smut, flower inoculation