Bacterial canker of tomato
Untersuchungen zur Interaktion von Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis mit unterschiedlichen Tomatensorten und zur phytosanitären Saatgutbehandlung mittels Plasma unter Atmosphärendruck
Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm) ist ein Gram-positives Bakterium, das vor allem Tomaten befällt und dort die Bakterielle Welke verursacht. Es dringt über Wunden oder natürliche Öffnungen in die Pflanze ein, befällt die Xylemgefäße (Abbildung 8) und breitet sich von dort systemisch aus. Typische Symptome dieser Krankheit sind die Welke, eine Verbräunung des Stängelquerschnittes, die Bildung von Läsionen sowie Vogelaugenflecken an den Früchten. Bisher gibt es nur unterschiedlich anfällige Sorten, jedoch keine resistenten. Um die Interaktion genauer zu untersuchen, wurden die anfälligen Tomatensorten Moneymaker und Lyconorma mit den gering anfälligen Sorten Hawaii 7998 und Irat L3 miteinander verglichen. Dabei zeigte sich, dass alle getesteten Sorten aufgrund des Pathogenbefalls mit einer Bildung von phenolischen Substanzen (Abbildung 2), einer Lignifizierung, der Kallosedeposition (Abbildung 4) sowie Thyllenbildung (Abbildung 3) im Bereich der infizierten Xylemgefäße reagieren. Desweiteren konnte beobachtet werden, dass es in den anfälligen Sorten vermehrt zu Gefäßverstopfungen kommt (Abbildung 1, 5), wogegen in den gering anfälligen Sorten mehr Thyllen gebildet wurden. In einem Ausbreitungsversuch zeigte sich, dass sich das Bakterium etwas besser in der anfälligen Sorte Moneymaker als in der gering anfälligen Sorte Irat L3 ausbreitete.
Infizierte Samen sind der Hauptverbreitungsfaktor dieser Krankheit, jedoch war die genaue Lokalisation des Bakteriums am Samen und die Ausbreitung auf den Keimling bisher weitgehend ungeklärt. Die Untersuchungen zeigten, dass sich das Bakterium nur auf der Samenoberfläche befindet (Abbildung 7) und eine Infektion der Keimlinge durch das Ausbrechen der Keimwurzel, des Hypokotyls und der Keimblätter stattfindet.
Plasma ist ein ionisiertes Gas und wird vor allem in der Medizin zur Sterilisation verwendet. Nun sollte untersucht werden, ob sich diese Technik auch zur Dekontamination des mit Cmm infizierten Tomatensaatguts eignet. Versuche mit einer reinen Bakteriensuspension zeigten eine Deaktivierung des Bakteriums innerhalb weniger Sekunden. Eine Behandlung des infizierten Tomatensaatguts mit dem entsprechenden Atmosphärendruckplasma zeigte jedoch keine nennenswerte Reduktion der Bakterien. Desweiteren konnte auch ein negativer Effekt auf die Keimlingsentwicklung festgestellt werden.
Investigator: Brit Stüwe, PhD student
Supervisor: Prof. Andreas von Tiedemann
Collaborators: Dr. Athanassios Mavridis