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Stressphysiologie 2010PD Dr. Klaus-J. Appenroth
1.Ein biologisches Stresskonzept2. Abiotischer Stress2.1. Anthropogene Stressfaktoren2.2. Andere Abiotische Stressfaktoren3. Biotischer Stress- Organismische Interaction als Stress- Konstitutive und induzierte Abwehr- Systemische Abwehr
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Nekrotrophie Biotrophie Hemibiotrophie
Angriff -Sekretion von Zellwand-abbauenden Enzymen-Toxine-Beides
Enger intrazellulärer Kontakt mit Pflanzenzellen
Anfangs biotroph, dann nekrotroph
Interaktion -Abtöten der Pflanzenzelle, danach Befall- extensiver Gewebeabbau
Pflanzenzellen bleiben am leben und werden nur gering geschädigt
Nur am Anfang bleiben Pflanzenzellen am Leben; Zwischenstellung
Wirtsspektrum breit Gering, oft sogar artspezifisch
Zwischenstellung
Beispiele Fäulnisbakterien(Erwinia spp.)Fäulnispilze(Botrytis cinera)
Pilzlicher Mehltau und Brände; Viren; endoparasitische Nematoden
Kartoffelkrautfäule(Phytophtera infestans)
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Histondeacetylase reduziert core HistonH3 und H4 – stört Expression von Mais-Defensgene
Resistente MutanteMaize
(Cochliobolus carbonum)
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Fusicoccin: hemmt Plasmamembran-ATPase.Führt zur irreversiblen Stomataöffnung, Tod durch Welke.
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Elektronenmikroskopische Aufnahme: Haustorium
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Hemibiotrophe Pilze: Übergang biotroph zu nekrotroph,meist durch höhere Ansprüche des gewachsenen Pilzes bedingt.
Kartoffelkrautfäule. Ursache der Hungerkatastrophe 1846/ 1847 in Irland
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2. Bakterielle Pathogene
Bacteria colonizing the free space Bacteria in the free space surrounded by extracellularPolysaccharides, next to the cell wall.
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Expression von Genen des Hypersensitivitätsreaktion- und Pathogenitätsclusters
Ähnliche Reaktionen bei Tieren und Pflanzen auf Bakterienbefall
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3. Pathogene Pflanzenviren
40 Familien von Pflanzenviren
Meist single-stranded sense RNA-Viren (z. B. TMV)
Seltener DNA-Viren (z. B. CaMV)
Generell biotroph.
-Chlorosen
-Nekrosen
-Mosaikmuster
-Wachstumshemmung
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TMV(ss RNA)
CMV(ds DNA)
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Viele Virengenome sequenziert.Beispiel CaMV: 7 offene Leserahmen. dsDNA-Virus, 8 kbp groß
Replikation meist im Cytoplasma, wobei der Translationsapparat der Pflanzen verwendet wird.
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2. Übergang in Nachbarzellen
Kein Übergang direkt durch Membran (Gegensatz zu tierischen Systemen).
Movement-Proteine (MP) sorgen für Transport durch Plamodesmata.
Zwei Strategien:
- ssRNA (TMV) vergrößert die Plasmodemata bis auf den
10-fachen Durchmesser – Transport möglich
-dsDNA sorgen für die Ausbildung tubulärer Strukturen aus MPs
Langstreckentransport fast unbekannt, in einigen Fällen Phloemtransport.
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4. Viroide
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Ca. 20 Gattungen, die Pflanzenkrankheiten erzeugen.
1 mm lange, runde Würmer, wirken fast immer über Wurzeln
Obligat biotroph
Ectoparasitische Nematoden: Wurzeloberfläche
Endoparasitische Nematoden: dringen in Wurzeln ein
Penetrieren die Zellwand mit einem hohen Stylet:
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6. Arthropoden
Besonders wichtig bei herbivoren Insekten:
1. Kauende Insekten
Erzeugen die größten Schäden:
Heuschreckenarten und
Colorado-Kartoffelkäfer
Sekundäre Schäden durch nachfolgende
Infektion.
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Besonders wichtig bei herbivoren Insekten: 2. Saugende Insekten
Grashüpfer, Blattläuse, Thripse
Primäre Wirkung: Bei schwerem Befall chronischer Mangel an
Photosyntheseprodukten.
Sekundäre Wirkung: Übertragung von Viren direkt in das Gefäßsystem
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Übertragung von Viren direkt in das Gefäßsystem
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Parasitismus – Halbschmarotzer
Gastpflanze ernährt sich autotroph und entzieht dem Wirt
lediglich Wasser und Nährstoffe.
Beispiel: Misteln
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Triphysaria auf Maiswurzel