Untersuchung von arbuskulärer MykorrhizaDie Wurzeln der meisten Pflanzenarten leben in enger Assoziation mit Mykorrhiza-Pilzen. Insbesondere die arbuskuläre Mykorrhiza (AM) ist weltweit bei mehr als 80% aller Pflanzen- und Kulturarten von Bedeutung. Es ist eine Symbiose, bei der die Wirtspflanze den Pilz mit organischem Material (Kohlenhydraten) versorgt, während im Gegenzug die Hyphen des Pilzes feinste Bodenporen erschließen und dadurch den Einzugsbereich der Wurzeln für Wasser und Nährstoffe (z.B. Phosphat, Mikronährstoffe) vergrößern. Phosphat und andere Nährstoffe werden in den Hyphen angereichert und an die Wirtspflanze abgegeben, was zu deren besserer Nährstoffversorgung beiträgt. Auf diese Weise besitzen mykorrhizierte Pflanzen gegenüber nicht-mykorrhizierten Pflanzen einen entscheidenden Wachstumsvorteil. Zudem sind mykorrhizierte Pflanzen gegenüber abiotischen und biotischen Stressbedingungen resistenter und haben zum Beispiel eine höhere Überlebensrate nach dem Aus- bzw. Umpflanzen. Dies führt zur praktischen Nutzung von Mykorrhiza-Inokulaten bei der Rekultivierung, in der Forstwirtschaft, im Gartenbau und der Intensivlandwirtschaft.Auf der Basis eines molekularbiologischen Ansatzes soll hier die Art der Anpassung von Mykorrhizapilzen an bestimmte Stresssituationen über die Funktion der Genprodukte festgestellt werden, die bei der Etablierung der Symbiose gefunden werden. Es sollen auch Gene gefunden und untersucht werden, die für die Symbiose essentiell sind. Dazu soll der von der Fa. AMykor in-vivo in großen Mengen re-produzierte Pilzstamm (G. intraradices) genutzt werden. Auf Basis von prä-symbiotischen und symbiotischen Hyphenmaterial werden zwei subtraktive cDNA-Banken erstellt, mit denen sich G. intraradices-Gene isolieren lassen, die speziell im präsymbiotischen bzw. im symbiotischen Hyphenmaterial exprimiert werden. Von den interessantesten, weil funktionell mit Stresssituationen assoziierbaren oder für die Symbiose relevanten Genen, wird der Expressionsverlauf sowohl auf Transkriptions- als auch auf Proteinebene untersucht. Dazu werden neben reinen G. intraradices-Hyphen-Wurzel-Kulturen auch Wurzelmaterialien von mykorrhizierten und nicht-mykorrhizierten Pflanzen aus Gewächshauskulturen unterschiedlicher Pflanzenarten genutzt. Für Firmen, wie die AMykor GmbH Wolfen, die ein AM-Inokulum herstellt und vertreibt, ist es von entscheidender Wichtigkeit, dass die im Inokulum verwendeten Pilzarten und Herkünfte unter den verschiedenen Bedingungen der Inokulation (wie oben beschreiben) jeweils die besten und optimalen Wirksamkeiten für die Pflanzenproduktion zeigen. Es ist daher verständlich, dass AMykor an Methoden interessiert ist, die es erlauben, relativ einfach und schnell solche AM-Pilzarten bzw. Isolate zu identifizieren, die unter definierten suboptimalen Umweltbedingungen (z.b. Salzstress, Schwermetallstress, Trockenheit, niedrige pH-Werte etc.) wachsen und Pflanzen infizieren können. Nur die Pilzarten, die solchen Charakteristiken entsprechen, können dann dem aufwendigen Prozess der Massenvermehrung unterworfen werden. Ein Lösungsansatz für eine relativ schnelle Identifizierung von AM-Pilzisolaten kann gegebenenfalls mit molekular-biologischen Methoden gefunden werden. So könnten Gene und Genprodukte, die bei der Keimung der AM-Pilze und bei der Etablierung der Symbiose zwischen AM-Pilz und Pflanze exprimiert werden, Aufschluss über die Wirksamkeit bzw. Anpassung der Symbiose an bestimmte Umweltbedingungen geben, wenn die metabolische Funktion dieser Genprodukte bekannt ist. Dazu sind molekularbiologische Untersuchungen zunächst als Grundlage in einem extrem stark kontrollierten System (in-vitro Symbiose unter kontrollierten Bedingungen im Labor) nötig. Die vorgesehenen Untersuchungen besitzen eine hohe Praxisrelevanz, weil die Erhöhung der Pflanzenqualität allein durch Aktivierung eines natürlichen Prozesses, der Symbiose, erreicht wird. Die z. B. von der Fa. AMykor GmbH Wolfen entwickelten ?Plant Vitalising Systems? (endotrophe Mykorrhiza-Pilz-Inokula) stellen eine neue Produktgruppe dar, die z. Z. in vielen Ländern etabliert wird. Anwendung finden diese Präparate bei der Rekultivierung, beim Anbau auf Problemstandorten aber auch in der Intensivlandwirtschaft und im Forst. Besonders im ökologischen Landbau besteht ein beträchtlicher Wachstumsmarkt.Das anwendungsorientierte Ziel der Arbeiten ist es, die Grundlagen für weiterführende Arbeiten zu schaffen, welche ausgerichtet sein können auf: ? Selektionen von Pilzarten und Isolaten mit optimalen Wirksamkeitsgraden? Kontrolle und Überprüfung der einzelnen Pilzentwicklungsstadien in der Produktion von Inokula, ? Gezielte Beeinflussung (z.B. Verstärkung) einzelner Entwicklungsstadien des Pilzes in der Symbiose,? Verbesserung der Charakterisierung von kommerziellen Inokula, da diese aus Hyphen, Sporen und Wurzelresten der Wirtspflanze bestehen,? Verbesserung der Qualität von kommerziellen Produkten, ? Schaffung von neuen, unter sterilen Bedingungen produzierten Produkten (Inokulaten) auf Hyphen- und Sporenbasis.