Pflanzliche Symbiosen
Uni Basel HS19
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Lernkarten
Zähle zwei Pflanzen auf, die Alkaloide enthalten.
Tabak, Schlafmohn.
Nenne ein einheimisches Beispiel einer "nursery pollination", bei dem ein Insekt Bestäuber und Räuber zugleich ist.
Leimkraut mit Hadena perplexa
Nenne zwei Beispiele von Insekten-Invasionen.
Buchsbaumzünsler, Rosskastanien-Miniermotte
Wie wurde die Rosskastanien-Miniermotte bekämpft?
- Radikalkur: Fällen der Bäume
- Chemische Bekämpfung: Dimilin
- Biologische Bekämpfung: Sexual-Lockstoff, Parasiten
- Hygiene: Wie sollen die Blätter kompostiert werden? --> Abdeckung durch Erde oder Rasenschnitt
- Resistenz-Züchtung
Was versteht man unter direkter und indirekter Abwehr?
Direkte Abwehr: Die Pflanze stellt selber "Abwehrwaffen" bereit. Bsp: Alkaloide, Tannine, Protease-Inhibitoren, Brennhaare der Brennessel
Indirekte Abwehr: Die Pflanze lockt "Schutztruppen" an. Klassisches Beispiel: "Ameisenpflanzen" locken Ameisen an. Ameisen verteidigen die Pflanze gegen Herbivoren.
Zähle drei verschiedene "Ameisenpflanzen" auf.
Cecropia, Myrmecodia, Büffelhorn-Akazie (Acacia collinsii)
Nenne ein typisches Beispiel von Co-Evolution!
Blattschneider-Ameisen und ihre Pilze
Woran kann man die Co-Evolution von Ameisen, Pilz und Parasit erkennen?
Sehr ähnliche Stammbäume!
Erkläre die vierer Symbiose bei Blattschneiderameisen und ihren "Pilzgärten".
Die von den Ameisen kultiverten Pilze können von anderen spezialisierten Pilzen parasitiert werden. Ist das der Fall, kultivieren die Ameisen Bakterien, welche Antibiotika gegen die Schadpilze produzieren.
Diese Bakterien kommen einzig und allein in spezialisierten Organen der Blattschneider-Ameisen vor.
Die Antibiotika-Produzenten sind genau so auf eine einzige Art der Blattschneider-Ameisen spezialisiert
wie die kultivierten Pilze und die Schadpilze!
Welches sind die bekanntesten Hyperparasiten (Parasitoide)?
Schlupfwespen.
Ihre Larven entwickeln sich meist in Larven anderer Insekten, z.B. Schmetterlingsraupen. Sie sind oft genau so auf eine einzelne Insekten-Wirtsart spezialisiert wie diese Insekten-Wirtsart auf eine einzelne
Wirtspflanze.
Weches Peptid und welches Hormon sind als Signale für die Induktion der Protease-Inhibitoren wichtig? (Indirekte Abwehr; bei Tomaten nachgewiesen)
Am Beispiel der Tomate wurde gezeigt, dass das Peptid Systemin und das Hormon Jasmonat als Signale für die Induktion der Protease-Inhibitoren wichtig sind.
Welche Strategie wenden Pflanzen an, wenn sie von Herbivoren befallen werden?
Sie setzen gasförmige Substanzen frei, sogenannte "induced volatiles"; VOC (= volatile orcanic compounds), welche Hyperparasiten der Herbivoren anlocken und damit die Pflanze indirekt schützt.
Bei welchen Bedingungen kommen eher Endomykorrhiza vor als Ektomykorrhiza?
Welches sind die typischen Pflanzen mit Arbuskulären Mykorrhiza? Nenne auch einige Beispiele.
Vorwiegend krautige Pflanzen.
Beispiele: 50% aller Samenpflanzen-Arten, Leguminosen, viele tropische Bäume, Ahorn, Rosskastanie, Apfel/Birne/Kirsche.
Welcher Stamm/Abteilung der Pilze bildet arbuskuläre Mykorrhiza?
Glomeromycota
Welche der folgenden Pflanzen sind Wirtspflanzen von AM?
Welche Aussagen treffen auf den Stamm Glomeromycota zu?
Wann sind die ersten Landpflanzen entstanden?
Vor ca. 500 Mio. Jahren
Wann sind die ersten AM Pilze entstanden?
Vor 300-500 Mio. Jahren. --> Ungefähr gleichzeitig wie die Landpflanzen --> Co-Evolution!
Welche Aussagen treffen auf arbuskuläre Mykorrhiza zu? (Die anderen Aussagen treffen auf Ektomykorrhizs zu).
Wodurch können Mykorrhiza das Pflanzenwachstum verbessern?
Durch Verbesserung der:
- Nährstoffaufnahme
- Wasserstresstoleranz
- Krankheitsresistenz
- Bodenstruktur
Nenne Funktionen der AM.
- Vergrösserung der absorbierenden Oberfläche durch Hyphen
- Transport nicht-mobiler Ionen: Phosphat, sowie Zn und Cu
- Erweiterung der Verarmungszone um Wurzeln, Zugang zu feineren Bodenporen
- N-Transport, indirekte Effekte auf N-Assimilation, N-Fixierung
- Veränderung des Wasserhaushalts
- Erhöhung der Pathogen-Abwehrfähigkeit
- Netzwerk-Bildung
- Verbesserung der Bodenstruktur
Wann können Mykorrhiza auch negative Effekte auf die Pflanzen haben?
Bei Lichtmangel
Mykhorriza hat positive Effekte auf die Aufnahme von Phosphor. Wann hat Mykorrhiza negative Effekte?
Bei sehr hohem Phosphor-Gehalt.
Wie kann man arbuskuläre Mykorrhiza nachweisen?
Nachweis der Kolonisierung:
- Anfärbung der Wurzeln z.B. mit Trypanblau
- Bestimmung der Kolonisierungsrate unter dem Mikroskop (z.B. % kolonisierte Wurzellänge)
Wie geht man vor zur Isolierung und Identifikation von Sporen von AM aus dem Boden?
Isolierung und Identifikation von Sporen aus dem Boden:
- Aufschwemmen in Wasser und Absieben durch Siebkaskade (z.B. 250, 100, 40 µm)-
- Auslesen der Sporen unter Stereomikroskop oder weitere Reinigung durch Saccharose-Dichtegradienten-Zentrifugation
- Einbetten der Sporen in Polyvinylalkohol-Lactoglycerol, Aufbrechen unter Deckglas zur Diagnose der Wandschichten
Wie werden AM kultivert?
Vermehrung im Gewächshaus mittels geeigneter Wirtspflanzen (z.B. Wegerich, Hirse, Lauch, Hieracium pilosella).
Keine Kultivierung ohne pflanzliche Wirte möglich!
Wie funktioniert die Inokulumproduktion von AM?
Inokulumproduktion:
- eine Spore oder mehrere gleich aussehende Sporen zum Animpfen von "Reinkulturen" verwenden
- nach mindestens 3 Monaten neue Sporen isolieren oder Wurzel/Erde-Gemisch als Inokulum verwenden
Nenne Probeme beim Einsatz der Mykorrhiza-Technologie.
Probleme beim Einsatz der Mykorrhiza-Technologie:
- viele Arten schwierig oder nicht vermehrbar
- Sporen-Identifikation schwierig
- Inokulumproduktion kontaminationsanfällig
- Inokulum tritt in Konkurrenz zu am Standort vorhandenen Pilzen
Welche molekularbiologischen Methoden wedern zur Identifikation von AM verwendet?
Einsatz der Polymerase-Kettenreaktion und DNASequenzierung von Regionen der ribosomalen RNA-Gene.
Nenne eine AMF Art, die empfindlich auf intensive landwirtschaftliche Nutzung reagiert.
Acaulospora paulinae
Wie können Mykorrhizapilze durch Bewirtschaftung gehemmt werden?
- Hohe mineralische Düngung, hohe lösliche Nährstoffgehalte im Boden (insbesondere Phosphor)
- Intensive Bodenbearbeitung (mechanische Störung des Hyphennetzes)
- Einige Pestizide (z.B. Benomyl)
- Pflanzung von Nichtwirten wie Raps, Futterrüben
- Monokultur
Wie können Mykorrhizapilze durch Bewirtschaftung gefördert werden?
- Moderate Düngung, insbesondere in organischer Form
- Reduzierte Bodenbearbeitung (kein tiefes Wenden mit dem Pflug), Verfahren ohne Bodenbearbeitung (No-till)
- Verzicht auf Pestizide oder AM verträgliche Mittel
- Fruchtfolge, Mischkultur
Welche Abteilung der Pilze ist ist die Häufigste, die Ektomykorrhiza bilden?
Basidiomyceten