8 Zusammenfassung

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Zur Aufklärung des Wirkungsmechanismus der toleranzerhöhenden Wirkung gegenüber Salinität des Pflanzenwurzeln besiedelnden PGPR Bacillus subtilis wurden bakterielle Stoffwechselprodukte der Stämme FZB24 und FZB41 bei der Testpflanze Tomate unter dem Einfluss von hohem Salzstress getestet.

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Das Kulturfiltrat aus der fermentativen Übergangsphase mit der Gesamtheit der von B. subtilis produzierten Stoffwechselprodukte zeigte im axenischen Test zur Ermittlung des Wachstums anhand der Parameter Länge, Frischmasse und Trockenmasse des Sprosses und der Wurzel sowie Blattfläche, nach 7-tägiger Behandlung von Tomatensämlingen und nachfolgender Kultivierung unter hohem Salzstress eine gewisse toleranzerhöhende Wirkung bei 0,1 %-Konzentration. Zur Produktaufschlüsselung wurde das Kulturfiltrat über Adsorberharz und HPLC fraktioniert. Diese Fraktionen, sowie die aus dem Kulturfiltrat nach 19 h Fermentation wurden ebenfalls bei Tomatensämlingen axenisch getestet. Fraktionen mit verschiedenen Proteinen und Peptiden, die von B. subtilis produziert werden, zeigten teilweise eine konzentrationsabhängige Wirkung hinsichtlich der pflanzlichen Wachstumsstimulierung und zugleich Toleranzerhöhung gegenüber Salzstress, weshalb nachfolgend ein Peptidextrakt aus B. subtilis mit speziell konzentrierten Peptiden einer Testung im axenischen System unterzogen wurde. Der Peptidextrakt zeigte gleichfalls eine erkennbare konzentrationsabhängige Wirkung.

Mit gleichem axenischen Testsystem wurden Auxin-Präkursoren und Auxin selbst, die als Stoffwechselprodukte von B. subtilis nachgewiesen sind, sowohl als Wurzelbehandlung, wie auch als Blattbehandlung bei Tomatensämlingen geprüft. Zusätzlich wurde die Wirkung der Auxine auf den Wassergehalt der Sämlinge unter Salzstress, sowie die Adventivwurzelbildung anhand der Parameter Bewurzelungsrate, Wurzelanzahl und Wurzellänge von Hypokotylsegmenten aus etiolierten Tomatensämlingen in Anwesenheit und Abwesenheit von Salinität getestet. Darüber hinaus wurde die Aufnahme und der Transport von Auxinen, ebenfalls bei Sprosssegmenten aus etiolierten Tomatensämlingen in Anwesenheit und Abwesenheit von Salinität, mittels des Enzymimmuntests (ELISA) geprüft.

Schließlich wurde die Wirkung der Auxine auf das Wachstum anhand der Parameter Frischmasse und Trockenmasse des Sprosses und der Wurzel, Sprosslänge und Blattfläche, sowie den Wassergehalt, in einer Tomatenhydrokultur unter Gewächshausbedingungen unter Salzstress ermittelt.

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Die Ergebnisse zeigen, dass namentlich Auxin-Präkursoren und z. T. Auxin als Stoffwechselprodukte von B. subtilis eine Erhöhung der Salzstresstoleranz bei der Testpflanze Tomate herbeiführen können, wenngleich die Wirkung auf die pflanzliche Salztoleranz sehr differenziert und unterschiedlich stark ausgeprägt war.

Der vorhandene Effekt vor allem der Auxin-Präkursoren wird als offenbar bedeutendster Mechanismus für die wachstumsstimulierende und zugleich toleranzerhöhende Wirkung gegenüber Salinität des Rhizobakteriums bei Wurzelbesiedlung und Interaktion mit dem pflanzlichen Stoffwechsel diskutiert.


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15.12.2005