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Faba bean breeding for sustainable agriculture

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Resistenz von Ackerbohnen gegenüber Orobanche crenata

In Versuchen mit Ackerbohnen sollten Resistenzen gegenüber dem Pflanzenparasiten Orobanche crenata (Sommerwurz) identifiziert und charakterisiert werden.

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In Nordafrika zählt die Ackerbohne als Nahrungsmittel und Tierfutter zu den wichtigsten Wirtschaftsfaktoren. In Europa unterstützt die Ackerbohne die Futtermittelindustrie, um der ständigen Knappheit einheimisch erzeugter Pflanzenproteine entgegenzuwirken. Das Projekt EUFABA züchtete Genotypen der Ackerbohne, die resistent gegen Krankheiten, Parasiten, Frost und Trockenheit sind und keine antinutritiven (gesundheitsschädlichen) Inhaltsstoffe enthalten. Das Projektkonsortium untersuchte Ackerbohnen unter Feldbedingungen auf Resistenz gegen den Pflanzenparasiten Orobanche crenata (O. crenata). Aus den Ergebnissen der in Spanien und Ägypten durchgeführten Feldversuche entwickelten die Wissenschaftler den EUFABA-Orobanche crenata-Ringtest. Zum einen untersuchten sie unter Feldbedingungen 41 Akzessionen, zum anderen eine Probenauswahl dortiger Ackerböden, die typischerweise mit Orobanche-Samen befallen sind. In den EUFABA-Ringtest wurden auch tunesische, mit O. foetida-Samen befallene Ackerböden einbezogen. Die Resistenz gegen Orobanche kann sich in allen drei Phasen der Parasiteninfektion entwickeln: während der parasitären Keimung, der Penetration/Ausbildung und des Wachstums der Haustorien (Kontaktorgane des Parasiten). Resistente Pflanzen sind in der Lage, das Parasitenwachstum in wenigstens einer dieser Phasen aufzuhalten. Die häufigste Resistenzreaktion bestand jedoch darin, die Penetration des Wirtsgewebes durch den Parasiten zu verhindern und das Wachstum der Haustorien zu stoppen. Histochemische Untersuchungen bestätigten, dass das Vordringen der parasitären Zellen in den Zentralzylinder des Wirtes sowohl kortikal als auch epidermal verhindert wurde. Der Anteil keimender O. crenata-Samen, die Haustorien ausbilden konnten, war bei der suszeptiblen Sorte Prothabon 30-mal höher als bei der resistenten Sorte Baraca. Weiterhin wurden bei der Sorte Prothabon 127 Haustorien, bei der Sorte Baraca jedoch nur 3,4 ausgebildete Haustorien pro Pflanze gezählt. Eine Untersuchung des Penetrationsweges ergab eine Akkumulation dunkelblau gefärbten Pflanzenmaterials, die sich als heterogen herausstellte. Mittels Fluorochromierung mit Anilinblau wurde eine Akkumulation des pflanzlichen Polysaccharids Kallose in der Umgebung des parasitären Penetrationsweges nachgewiesen. Hierbei handelte es sich offensichtlich um den Mechanismus, der das Eindringen des Parasiten in den Wirtskortex verhindert. Gelang es der Pflanze nicht, den Parasiten im Kortex aufzuhalten, bewirkte der Kontakt mit dem Parasitengewebe eine Lignifizierung (Verholzung) der endothelialen Zellwand.

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