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Kapitel 5. Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit wurden zur Wirkungsaufklärung zweier phytosanitär effektiver Isolate des Rhizobakteriums Bacillus subtilis Einflüsse von standardisiert hergestellten, extrazelluläre Stoffwechselprodukte enthaltenden Kulturfiltraten (KF) und daraus gewonnenen Fraktionen sowie von verschiedenen Phytohormonen im Pathosystem Tomate - Fusarium oxysporum f.sp. radicis-lycopersici untersucht. Dabei galt es zu prüfen, ob die KF, deren Fraktionen und die Phytohormone in der Lage sind, das Wachstum und die Pathogenese von Tomatensämlingen zu beeinflussen. Zusätzlich wurden biochemische Untersuchungen durchgeführt, um weitere Aufschlüsse über mögliche Wirkmechanismen des Rhizobakteriums Bacillus subtilis zu erhalten.

Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• Von den jeweils geprüften KF aus den drei Fermentationsphasen der beiden B. subtilis-Stämme (FZB C und G) übten die KF der logarithmischen Phase und der Übergangsphase in einer axenischen Nährlösungskultur bei 0,1%iger Anwendung eine wachstumsfördernde Wirkung auf die Tomatensämlinge aus, wobei die KF der Übergangsphase die beste Wirksamkeit zeigten. Die KF der stationären Phase hatten keine Wirkung.
• Während die 0,1%ige Anwendungskonzentration der KF überwiegend wachstums-stimulierend wirkte, führte die 1%ige Anwendungskonzentration zu teilweise signifikanten Wachstumsdepressionen, welche besonders bei den KF der stationären Phase auftraten.
• Durch die Ausfällung von Lipopeptidantibiotika aus den KF konnte die wachstumsfördernde Wirkung bei 0,1%iger Anwendung leicht gesteigert werden. Bei der 1%igen Anwendung hatten nur die KF der stationären Phase eine positive Auswirkung, die KF der logarithmischen Phase und der Übergangsphase führten zu signifikanten Wachstums- und Entwicklungshemmungen der Tomatensämlinge.
• Das Wurzelwachstum zeigte sich unter den gegebenen Versuchsbedingungen als sensitivster Wachstumsparameter.

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• Die Vorbehandlung der Tomatensämlinge mit den KF der Übergangsphase bewirkte bei beiden Anwendungskonzentrationen eine Verringerung der Pathogenese des Testerregers, welche sich in einem reduzierten Kollabieren der Sämlinge und einer schwächeren Pathogenausbreitung im Leitgefäßsystem äußerte.
• Eine direkte antifungale Wirkung gegenüber dem Pathogen konnte nur bei der 1%igen Anwendung der KF der stationären Phase festgestellt werden.
• Die antibiotikafreien KF hatten keinen Einfluß auf die Pathogenese.
• Eine aus dem KF der Übergangsphase gewonnene HPLC-Subfraktion (G3) führte bei 20- und 40%iger Anwendung sowohl zu einer deutlichen Stimulierung des Wurzelwachstums der Tomatensämlinge als auch zu einer signifikant geringeren Pathogenwirkung.
• Die Behandlung der Tomatensämlinge mit den 0,1%igen KF der logarithmischen Phase und der Übergangsphase und der HPLC-Subfraktion G3 führte zu einem Anstieg des IAA-Gehaltes der Sämlinge.
• Die 0,1%ige Anwendung der KF der logarithmischen Phase, der Übergangsphase und die 20%ige Anwendung der HPLC-Subfraktion G3 führten zu einer erhöhten ß-1,3-Glucanaseaktivität der Tomatensämlinge. Veränderungen hinsichtlich der Enzyme Chitinase und Peroxidase konnten nicht festgestellt werden.
• Die 0,1%ige KF-Behandlung und die 20%ige Anwendung der HPLC-Subfraktion (G3) führten zu keiner Veränderung des Proteinmusters der Tomatensämlinge.
• Die Behandlung der Tomatensämlinge in axenischer Nährlösungskultur mit den Auxinen IAA, IBA und der IAA-Vorstufe IPyA, die sporadisch als Metabolit im B. subtilis-KF auftrat, zeigte in einem Konzentrationsbereich von 10^-7 - 10^-4 M eine hemmende bzw. keine Wirkung auf das Sämlingswachstum. Die Konzentrationen 10^-10 und 10^-8 M führten zu einer leichten Wachstumsstimulierung.
• Das Cytokinin Kinetin hemmte in einem Konzentrationsbereich von 10^-8 - 10^-4 M das Sämlingswachstum. Die Anwendungskonzentration von 10^-10 M ließ keinen Einfluß auf die Testsämlinge mehr erkennen.

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• Von den Phytohormonbehandlungen hatte nur die IAA-Vorstufe IPyA in den Konzentrationen 10^-8 und 10^-7 M eine positive, d. h. überwiegend signifikant reduzierende Wirkung auf die Pathogenese der Tomatensämlinge.
• Beide Anwendungskonzentrationen führten zu einem Anstieg des IAA-Gehaltes und der ß-1,3-Glucanaseaktivität der Tomatensämlinge.
• Alle geprüften Phytohormone zeigten keine direkte antifungale Wirkung gegenüber dem Testpathogen.
• Im Sproß der mit 10^-7 M IPyA behandelten Sämlinge wurde mittels 2D-PAGE ein verstärkt akkumuliertes Protein (ß-1,3-Glucanase) gefunden.
• In Substratkultur unter Gewächshausbedingungen konnten die gefundenen positiven Wirkungen der KF und der IPyA in axenischer Kultur nicht bestätigt werden.
• Die Ergebnisse werden hinsichtlich möglicher Mechanismen für die pflanzenwachstums- und gesundheitsfördernde Wirkung des Rhizobakteriums B. subtilis diskutiert.

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