Phoma lingam
Wachstum und Produktion von Sekundärmetaboliten
Neben der Aggressivität auf Raps können A- und B-Typ Isolate von Phoma lingam anhand von Kulturmerkmalen unterschieden werden. Hierbei ist die Bildung von Sekundärmetabliten ein wertvolles Merkmal. Zudem unterscheiden sich A- und B-Typ Isolate deutlich anhand ihres radialen Mycelwachstums auf verschiedenen Nährböden (Abb. 1 und 2). Ein größeres radiales Mycelwachstum kann für B-Typ Isolate (blaue Linien) im Vergleich zu A-Typ Isolaten (rote Linien) festgestellt werden, welches bei nährstoffärmeren Substraten deutlicher ausgeprägt ist (oberer Grafik: Malzextrakt Agar; untere Grafik: V8 Agar), DIe hier dargestellte Zeitspanne umfasst 23 Tage. Das radiale Mycelwachstum ist auf der Y-Achse abgetragen worden. Bei der Betrachtung der Fotografien der bewachsenen Nährböden in Abb. 2 fällt eine stärker ausgeprägte Verzweigung des Myzels des A-Typ Isolates (linke Petrischale) als des B-Typ Isolates (rechte Petrischale) auf. Dieses Merkmal ist aber aufgrund der Variabilität kein gutes Differentierungsmerkmal.Die Bildung von Pigmenten in Flüssigmedium ist ein viel verlässlicheres Kriterium, trotz der Variabilität der produzierten Pigmentmenge zwischen B-Typ Isolaten (s. Abb. 3). Nach 3-5 Wochen der Inkubation in Flüssigkultur bilden B-Typ Isolate mehr oder weniger stark ausgeprägt braune Pigmente, so dass das Kulturfiltrat eine hell- bis dunkelbraune Färbung annimmt. In der Abb. XY sind 6 Kulturfiltrate von B-Typ Isolaten zu sehen, die eine Braunverfärbung zeigen. Zwei Kultrufiltrate hingegen weisen die Originalfärbung des Czapek-Dox-Mediums auf (zweites und viertes Röhrchen von rechts), trotzdem das Medium intensiv mit A-Typ Isolaten bewachsen war. Alle bisher in unserem Labor getesteten Isolate (einige hundert) zeigten die negative Beziehung zwischen Pigmentproduktion und Aggressivität auf Raps.
Eine positive Korrelation besteht hingegen zwischen der Aggressivität und der Bildung des wirtsunspezifischen Toxins Sirodesmin, welches chemisch zu der Familie der Dioxo-Pieperazine gehört. In anderen Worten A-Typ Isolate produzieren Sirodesmine aber keine Pigmente und vice versa. Eine Sirodesmin-Produktion von A-Typ Isolaten kann anhand der dargestellten TLC-Analyse erkannt werden. Nach einer Athylacetat Extraktion des Kulturfiltrates und der Trennung per TLC können diese mit Hilfe von AgNO3 nachgewiesen werden. Die Färbung zeigt 6 Sirodesmin-Derivate, die als braune Banden zu erkennen sind. Analysiert wurden 2 A-Typ Isolate, deren Extrakte links auf der Chromatografieplatte aufgetragen wurden. Neben den zwei Spuren wurden Extrakte von 2 B-Typ Isolaten und einem A-Typ Isolat aufgetragen. Hier zeigt sich ein deutlicher Unterschied zwischen den beiden Isolat-Typen. Das Merkmal der Sirodesminproduktion wurde von der französischen Arbeitsgruppe um Marie-Hélène Balesdent und Thierry Rouxel für eine Unterscheidung verwendet. Die Arbeitsgruppe führte die Begriffspaare Tox+ (A-Typen) und Tox-(B-Typen)ein (Balesdent et al. 1992). Auch hier wissen wir mittlerweile, dass diese Begriffe zu stark vereinfachend sind, da auch B-Typ Isoate Phytotoxine produzieren, wie dies Studien der kanadischen Biochemikerin Soledade Pedras und ihres polnischen Kollegen Piotr Kachlichki zeigen. Ein besseres Begriffspaar wäre daher sicherlich SIRO+ und SIRO-0. Zudem sollte an dieser Stelle noch kurz erwähnt werden, dass Sirodesmine keine Pathogenitätsfaktoren sondern Virulenzfaktoren (oder besser Aggressivitätsfaktoren) darstellen, weil in einer Studie unsrer Gruppe gezeigt werden konnte, dass UV knock-down Mutanten (Faktor 1000-10.000) immer noch pathogen waren aber signifikant kleinere Läsionen an Stängeln und Keimblättern hervorrufen.