Arbeitskreis
Phytobakteriologie - Tagung 2004

Titel der Abstracts:

• Piriformospora indica-A novel fungus to understand basics of interaction with microbes and plants
• Determination of biovars of Ralstonia solanacearum from Ethiopia
• Wie sicher ist der Nachweis von Xanthomonas fragariae (Eckige Blattfleckenkrankheit der Erdbeere) mit PCR?
• Erstes Auftreten von bakteriellen Schaderregern im bayerischen Haselnussanbau
• Prüfung der Widerstandsfähigkeit von Apfel- und Birnensorten im Streuobstbau gegenüber dem Feuerbrand (Erwinia amylovora)
• Die Feuerbrandanfälligkeit von Malus-Wildarten
• Standardisiertes Laborverfahren zur Vorprüfung von Feuerbrand-bekämpfungsmittel
• Ein virales Lysozym und eine EPS Depolymerase zur Bekämpfung des Feuerbrands (Erwinia amylovora)
• Einfluss verschiedener Faktoren auf die Überdauerung von Clavibacter michiganensis ssp. michiganensis im Boden
• The action of silicon as inductor of resistance against Ralstonia solanacearum
• Bakteriosen an Stauden - Ergebnisse eines dreijährigen Monitoring in Bayern (2002-2004)
• Genetic characterization of Xanthomonas isolates from new host plants or of uncertain designation
• Göttinger Sammlung phytopathogener Bakterien (GSPB). Kurzbeschreibung des Bestandes, der Aufgaben und Ziele
• Charakterisierung eines unbekannten Toxins des Isolates Pseudomonas syringae pv. syringae 22d/93
• Plant-microbe interactions as a source for medical treatment of infectious diseases: Multidrug efflux systems in plant and human pathology
• Multidrug efflux in plant-pathogenic bacteria
• Exopolysaccharide von Pseudomonas syringae pv. glycinea
• Transcriptional analysis of the temperature regulated coronatine biosynthesis in Pseudomonas syringae

Varma, A.; School of Life Sciences, Jawaharlal Nehru University, New Delhi-110067, India; ajitvarma73@hotmail.com

Piriformospora indica is a root colonizing and plant promoting fungus. It is a biofertilizer, biorgulator, bioprotector (against plant pathogens and insects) and a potent candidate for the biological hardening of tissue culture raised plants. The fungus has great potential in forestry, horticulture, agriculture and viticulture. Over 40 hosts were tested and all the plants showed better growth, early maturation and setting of flowers and fruits. This would open up numerous opportunities for the optimization of plant productivity in both managed and natural ecosystem, while minimizing a risk of environmental damages. Phylogenetically, P. indica belongs to Heterobasidiomycetes Sebacinaceae, fungi which, due to their inconspicuous basidiomes, have been overlooked. This wide spectrum of mycorrhizal types in one fungal family is unique. Extrapolating from the known rDNA sequences in Sebacinaceae, it is evident that there is a cosm of mycorrhizal biodiversity yet to be discovered in this group. Sebacinaceae is recognized as constituting a new order the Sebacinales. We provide the evidence for the fungus interaction with Arabidopsis thaliana. Several proteins and genes were up- and down- regulated as a result of interaction with these plants. Interaction between plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) and P. indica was demonstrated by adopting several working models. Pseudomonas fluorescens, P. putida JOSF, P. putida AHL-nig. F117 and Burkholderia cepacia LA3, inhibited the growth and development of P. indica including complete blockage of sporulation (chlamydospores). The inhibitory substance turns out to be `fungistatic' as well as `fungicidal' in nature. TEM study showed the absence of cell wall suggesting the high potency of this antifungal substance. Gas chromatogram / mass spectrometry ion fragmentation pattern suggest it to be pyoverdine - a potent siderophore. In contrast, Azotobacter chroococcum, several other strains of Azotobacter, Bradyrhizobium, Azospirillum, Herbaspirillum and Gluconacetobacter had promoted the growth of the fungus and caused morphological changes in hyphae and sporulation. The study clearly demonstrated that there is intense communication at molecular level between the rhizobacteria and the fungus. and abundance in the rhizosphere. Further opens new vistas to understand delicate balance among rhizospheric microorganisms that largely allows diverse microbial functional groups to co-exist and share common resources. In sum-up, the cultivable symbiotic fungus, P. indica serves as an ideal model organism to understand the molecular basis of plant-microbe interactions and their modulations.

Lemessa, F. und Zeller, W.; Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft, Institut für biologischen Pflanzenschutz, Heinrichstr. 243, 64287 Darmstadt; W.Zeller@bba.de.

Ralstonia solanacearum is a very destructive pathogen that causes wilt in potato and many other solanaceae crops in Ethiopia. An increasing number of reports has indicated that biological control of potato bacterial wilt could be achieved using antagonistic micro-organisms. In order to select effective antagonistic biocontrol agents for the R. solanacearum strains, it is necessary to characterize population of pathogenic strains. Therefore, sixty two strains collected from wilted potato, tomato and pepper plants and potato tubers from the major potato producing regions of Ethiopia were characterized culturally and classified physiologically according to Hayward's (1964) classification scheme based on their capacity to oxidize 3 dissachrides (lactose, maltose and cellobiose) and 3 hexose alcohols (mannitol, sorbitol and dulcitol). The results of this study indicated that all strains from Ethiopia produce fluidal and irregular colonies with red center and whitish pheriphery on triphenyl tetrazolium chloride (TZC) medium after 48 hours of incubation which is typical to R. solanacearum (Kelman, 1954). On another medium, casamino acids-pepton-glucose (CPG), the colonies were irregular, fluidal, and creamy white and produce a brown pigment after 48 hours. Based on Hayward's classification scheme 19 strains were grouped to biovar I and 43 strains to biovar II. Previous studies from Ethiopia reported the availability of only biovar II of R. solanacearum. This biovar I is herewith the first report from Ethiopian R. solanacearum population.

Moltmann, E. und Zimmermann, C.; Landesanstalt für Pflanzenschutz, D-70197 Stuttgart; esther.moltmann@lfp.bwl.de.

Die Eckige Blattfleckenkrankheit (Xanthomonas fragariae) verursacht an Erdbeerpflanzen Blattflecken, Verschwärzung der Kelchblätter mit anschließender Fäule der Frucht sowie vereinzelt ein Kümmern der Pflanzen mit Schleimbildung in den Gefäßen des Rhizoms. Die Krankheit steht in der EU auf der Quarantäneliste. Trotzdem wird sie heute nahezu weltweit in Erdbeerbeständen nachgewiesen. Der Grund dafür dürfte die Verbreitung durch latent infizierte Jungpflanzen sein, die visuell nicht von gesunden unterschieden werden können. Geeignete und zuverlässige Nachweisverfahren für latenten Befall sind daher erforderlich. Nach Entwürfen eines EPPO-Protokolls ist zum Nachweis latenten Befalls X. fragariae zu isolieren. Proben mit 2 positiven Screeningtests auf unterschiedlicher biologischer Grundlage (serologisch und molekularbiologisch) gelten als verdächtig, aber nicht bestätigt. Die Isolierung aus latent befallenen Pflanzen ist aufgrund fehlender Selektivmedien und des sehr langsamen Wachstums des Bakteriums kaum möglich. Der Biotest, bei dem abgeschnittene Erdbeerblättern infiltriert werden, ist sehr langwierig, störanfällig und für größere Probenzahlen ungeeignet. Die Gewinnung eines Isolats und der Nachweis seiner Pathogenität, d.h. die Erfüllung der Koch´schen Postulate, gelingt daher nur selten. Der Immunfluoreszenztest als serologisches Verfahren ist für Freilandpflanzen aufgrund von Kreuzreaktionen mit den verfügbaren Antiseren und unzureichender Nachweisgrenze ebenfalls wenig aussagekräftig. Es bleiben ausschließlich molekularbiologische Methoden. Die Praxistauglichkeit dieser Methoden wurde an 262 Freilandproben überprüft, die mit einer nested PCR [1] untersucht wurden. In 25 % der Proben wurde X. fragariae gefunden. 8 % der Proben wiesen Symptome auf, in 17 % wurde latenter Befall festgestellt. 7 % der Proben waren nur in der nested PCR positiv. Diese wurden mit einem zweiten Primerkombination (XF 9, 11, 12, Roberts [2]) bzw. einer Restriktionsenzymanalyse überprüft. Alle Proben bis auf 2 konnten bestätigt werden. Bei diesen beiden konnte die erste positive PCR-Reaktion nicht wiederholt werden. Möglicherweise lag die Bakteriendichte an der Nachweisgrenze. Ein positives PCR Ergebnis sollte daher für den Nachweis von X. fragariae ausreichen. Für kritische Fälle könnte die Bestätigung durch eine 2. Primerkombination gefordert werden.

Literatur: [1] Zimmermann C, Hinrichs-Berger J, Moltmann E & Buchenauer H (2004) Nested PCR (polymerase chain reaction) for detection of Xanthomonas fragariae in symptomless strawberry plants. Journal of Plant Diseases and Protection 111 (1), 39 - 51.
[2] Roberts PD , Jones, JB, Chandler, CK, Stall, RE & Berger RD (1996) Survival of Xanthomonas fragariae on Strawberry in Summer Nurseries in Florida Detected by Specific Primers and Nested Polymerase Chain Reaction. Plant Disease 80, 1283-1288.

Poschenrieder, G. und Theil, S.; Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Institut für Pflanzenschutz, Lange Point 10, 85354 Freising; Georg.Poschenrieder@LfL.bayern.de

Der erwerbsmäßige Anbau der Haselnuss (Corylus avellana L.) kann eine interessante Nische für innovative Landwirte sein und gewinnt auch in Bayern zunehmend an Bedeutung (Anbaufläche ca. 175 ha). Im Frühjahr 2004 wurden in mehreren Erwerbsanlagen - hauptsächlich auf Spätfrost gefährdeten und zu Staunässe neigenden Standorten - an ein- bis dreijährigen Haselnuss-Sträuchern auffällige Krankheitssymptome beobachtet (Befallshäufigkeit bis zu 90 % bei einzelnen Sorten). Die Knospen trieben nicht oder verspätet aus und vertrockneten. Junge Blätter zeigten fahle Aufhellungen und begannen zu welken. Im Sommer kam es zu einer Triebwelke. Die Blätter verbräunten, verdorrten und blieben fest an den Trieben haften. Meist erschienen im unteren Teil der befallenen Triebe zunächst begrenzte, später triebumfassende, leicht eingesunkene dunkelbraune Rindenpartien. Unter der Rinde verliefen braune, zungenförmige Befallsstellen (Canker). An diesen Stellen riss die Rinde häufig auf. Schließlich starben ganze Triebe bzw. Pflanzen ab. Aus den geschädigten Pflanzenorganen waren keine pathogenen Pilze isolierbar. Stattdessen ließen sich aus mehreren Proben verschiedener Haselnussplantagen regelmäßig und reichlich sehr einheitliche Bakterienisolate gewinnen, deren Kolonien auf King's B-Agar bläulich fluoreszierten und die wir als Pseudomonas syringae pv. syringae identifizieren konnten. Ps. syringae pv. syringae, Ursache des Bakterienbrandes an Kern- und Steinobst, hat einen sehr umfangreichen Wirtspflanzenkreis und kann nach Literaturangaben sowohl Wild- als auch Kultur-Haseln schädigen. Da wir aus Haselproben weitere pflanzenpathogene, fluoreszierende Pseudomonaden und mehrfach auch Bakterien der Gattung Xanthomonas isoliert haben, ist zu klären, ob diese Isolate möglicherweise den Arten Ps. avellanae und Xanthomonas arboricola pv. corylina, den bedeutendsten bakteriellen Schaderregern der Haselnuss, zuzuordnen sind. Dazu bedarf es zusätzlicher Untersuchungen wie z.B. Durchführung der Polymerase-Kettenreaktion (PCR), Analyse der zellulären Fettsäure-Methylester-Profile, Pathogenitätstests sowie Bakterien-Reisolierung (KOCH'sche Postulate).

Zeller, W. und Laux, P.; Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft, Institut für biologischen Pflanzenschutz, Heinrichstr. 243, 64287 Darmstadt; W.Zeller@bba.de.

In einem vom Bundesprogramm Ökolandbau unterstützten Forschungsprojekt wurde eine größere Anzahl von Kernostsorten des Streuobstes auf Resistenz gegen den Feuerbrand-Erreger getestet. Die kombinierte Testung von Apfel- und Birnensorten unter natürlichen und künstlichen Infektionsbedingungen führte nach 2jähriger Überprüfung zu ersten Anhaltspunkten bezüglich der Widerstandsfähigkeit von Streuobstsorten gegenüber dem Feuerbrand. Die Birnensorten Nordhäuser Winterforelle, Oberösterreicher Weinbirne, Gelbmöstler, Große Rommelter, Grünmöstler und Wilde Eierbirne können als hochanfällig; die Apfelsorten Brettacher, Engelsberger Renette und Pilot als anfällig bezeichnet werden. Die genannten Birnensorten sollten nur in nicht feuerbrandgefährdeten Lagen angebaut werden. Die Beobachtung der Sorten unter natürlichen Befallsbedingungen wurde in den Jahren 2002 und 2003 aufgrund der Befallssituation vor allem in Rheinhessen und im östlichen Bodenseegebiet durchgeführt. Während sich der Befall 2002 meist auf die Birnensorten Oberösterreicher und Nordhäuser Winterforelle beschränkte, war 2003 zusätzlich Befall an den Birnensorten Clapps Liebling und Gelbmöstler sowie an den Apfelsorten Brettacher, Jakob Fischer und Berlepsch zu beobachten. Sowohl 2002 als auch 2003 waren an den untersuchten Standorten vor allem Triebinfektionen während der Monate Juni, Juli und August zu beobachten. Die stärksten Infektionen waren in den Landkreisen Lindau und Ravensburg in Höhenlagen von 400-600 m zu beobachten.

Richter, K.; Bundesanstalt für Züchtungsforschung an Kulturpflanzen, Institut für Epidemiologie und Resistenz, Theodor Roemer Weg 4, 06449 Aschersleben; K.Richter@bafz.de

Fast alle im Anbau befindlichen Apfelsorten sind anfällig, viele sogar hoch anfällig für Erwinia amylovora (Burr.) Winslow et al., den Erreger des Feuerbrandes. Da eine chemische Bekämpfung der Krankheit nicht möglich ist, hat die Züchtung resistenter Sorten eine sehr große Bedeutung. Nach dem ersten Auftreten der Bakteriose 1971 in Deutschland wurde 1974 im Institut für Obstproduktion Dresden-Pillnitz das erste Zuchtprogramm auf Feuerbrandresistenz aufgenommen. Seit 1992 wird es im Institut für Obstzüchtung Dresden-Pillnitz der BAZ weitergeführt. Die Testung des Zuchtmaterials bzw. von Vergleichssorten und Wildarten erfolgte und erfolgt im Gewächshaus in Aschersleben. Das zu testende Material wurde auf die Unterlagen M 9 oder MM 106 gepfropft. Bei einer Austriebslänge der Gehölze von 15 bis 25 cm sind die wachsenden Triebe mit einem Gemisch aus drei hoch virulenten Stämmen (Keimdichte je 1 x 10⁹ cfu/ml) inokuliert worden. Resistenzgenträger für Feuerbrandresistenz sind Malus floribunda, M. fusca, M. prunifolia, M. robusta und M. sublobata. Bei Malus floribunda und M. fusca reagierten alle geprüften Accessionen einheitlich resistent. Auch zwischen den Ergebnissen der einzelnen Jahre traten keine großen Schwankungen auf. Die Accession 3,61 von M. prunifolia erwies sich mit 49% Triebbefall im Jahre 2000 als mittel anfällig, in den Jahren 2003 und 2004 mit 3,8% und 0,5% Befall als hoch resistent. Da die Einzelwerte in allen Fällen sehr einheitlich waren, ist zu vermuten, dass hier unterschiedliches Pflanzenmaterial vorgelegen haben muss. Die Wildarten M. sylvestris, M. yuannensis und dieAccession 5,25 von M. baccata wurden sehr stark vom Feuerbrand befallen. Im direkten Vergleich der Wildformen Malus x robusta Nr. 5 (5,3% Befall) und M. x robusta var. persicifolia (11,8%) bestätigten sich die Ergebnisse der vergangenen Jahre. Hier scheinen verschiedene Resistenzmechanismen wirksam zu sein. Während bei M. x robusta Nr. 5 nur drei von 27 inokulierten Trieben erkrankten, davon aber einer vollständig, waren bei M. x robusta var. persicifolia 17 der 28 inokulierten Triebe infiziert. Die Resistenz der in Dresden-Pillnitz gezüchteten Re-Sorten stammt von Malus floribunda. Trotz der Verwendung neuer hoch virulenter Erregerstämme bei den Testungen hat sich die Resistenz bei dieser Wildart als stabil erwiesen. Durch das Einkreuzung weiterer Wildarten könnte die Resistenz auf eine breitere genetische Basis gestellt werden. Das würde allerdings ein zeitaufwendiges Rückkreuzen zur Verbesserung der Fruchtqualität notwendig machen.

Vogelsanger, J., Duffy, B., Agroscope FAW Wädenswil; jakob.vogelsanger@faw.admin.ch

Agroscope FAW Wädenswil hat als staatlicher Betrieb eine Verpflichtung, neue Bekämpfungsmöglichkeiten gegen Feuerbrand zu prüfen und zu fördern. Die Anfragen zur Prüfung von Produkten, denen eine Wirkung gegen Feuerbrand zugesprochen wird, hat in den letzten Jahren zugenommen. Es stellte sich deshalb der Wunsch nach einem standardisierten und routinemässig einsetzbaren Laborverfahren, mit welchem die Wirkung von Produkten gegen Erwinia amylovora geprüft werden kann. (Ein EPPO Standard für Versuche unter Feldkonditionen besteht: PP 1/166(3)). Für die vorabklärenden Versuche im Labor entwickelte die FAW in den letzten Jahren eigene Verfahren, welche die Wirkung eines Produkts mit jener von Streptomycin vergleichen. Die Methode beschränkt sich auf Mittel mit direkter Wirkung gegen E. amylovora. Solche werden beispielsweise eingesetzt, um die Vermehrung von E. amylovora auf der Blüte zu hemmen um damit Blüteninfektionen zu verhindern. Im Verfahren stehen mehrere Untersuchungsstufen zur Verfügung, vom einfachen Suspensionsversuch über einen Versuch auf Agaroberfläche, bis hin zum Blütenversuch, welcher den Bedingungen im Feldversuch bereits etwas näher kommt. Die einzelnen Untersuchungsstufen können schrittweise eingesetzt werden, bis eine Vorbeurteilung eines Produkts möglich wird. Sie können auch als Vorprüfung und Evaluation für Produkte eingesetzt werden, für welche weiterführende Feldversuche geplant sind.

Geider, K., Salm, H. und Kim, W.-S.; Max-Planck-Institut für Zellbiologie, c/o BBA Dossenheim; K.Geider@bba.de.

Der Feuerbrand ist ein Bakteriose bei Kernobst und einigen Ziergehölzen. Er hat sich von Nordamerika ausgebreitet und wird in Obstanlagen oft durch Insekten übertragen wie von Bienen beim Honigsammeln. Symptome sind Nekrose und Schleimbildung an Trieben. Die Bekämpfung des Feuerbrands kann durch Sprühen von Streptomycin, durch Ausbringen von Antagonisten und auch mit transgenen Pflanzen erfolgen. Hier werden zwei virale Enzyme vorgestellt, die die Verbreitung von Erwinia amylovora in Pflanzen verringern könnten. Eine EPS Depolymerase baut die EPS-Kapsel der Zellen ab und setzt diese der pflanzlichen Abwehr aus. In transgenen pfeln (zusammen mit V. Hanke, Dresden-Pillnitz) wurde eine geringe Kolonisierung der entsprechenden Apfelpflanzen beobachtet. Ein weitere Bekämpfungsmöglichkeit könnte mit einem Lysozym entwickelt werden, dessen Gen ebenfalls aus einem E. amylovora-spezifischen Phagen isoliert wurde. Es verhindert Wachstum von E. amylovora unter verschiedenen Bedingungen, wie in Schüttelkultur oder nach Behandlung von unreifen Birnenscheiben. Gefriergetrocknete E. amylovora-Zellen wurden in Suspension lysiert, Zellen auf Agarplatten im Wachstum gehemmt. Diese Hemmung wurde auch mit hitzebehandeltem Lysozym beobachtet und daraus geschlossen, dass das denaturierte Protein auch ohne enzymatische Wirkung Zellwachstum hemmt. Es wurde auch das Lysozym-Gen des E. coli-Phagen T4 kloniert und exprimiert. Im Vergleich zum phi-Ea1h-Lysozym schädigt das T4-Lysozym Gram-negative Bakterien kaum. Der Vergleich der beiden Lysozyme lässt eine viel stärkere Hemmung von E. amylovora durch das phi-Ea1h Lysozym als mit dem T4-Lysozym erwarten. Ein Unterschied in der Verringerung der Symptombildung wurde auch für die beiden Proteine mit Scheiben von unreifen Birnen gefunden, die mit Zellextrakt behandelten waren. Aufreinigung größerer Mengen des Lysozyms, evtl. auch die Expression des Gens in transgenen Pflanzen, könnte eine Möglichkeit eröffnen, den Feuerbranderreger mit diesem Protein wirksam zu bekämpfen.

Literatur: W.-S. Kim, and K. Geider: Characterization of a viral EPS-depolymerase as a potential tool for control of fire blight. Phytopathology 90 (2000) 1263-1268.
W.-S. Kim, H. Salm, and K. Geider: Expression of bacteriophage Ea1h-lysozyme in Escherichia coli and its activity in growth inhibition of Erwinia amylovora. Microbiology 150 (2004) 2707-2714.
H. Salm and K. Geider: Dual activity of a viral lysozyme with high efficiency for growth inhibition of Erwinia amylovora. Phytopathology 94 (2004), in press.

Ftayeh, R.; Mavridis, A.; Rudolph, K.; Institut für Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz, Grisebachstraße 6, 37077 Göttingen; klrudolph@aol.com

Das Überleben von Cmm wurde durch einen mit Rifampycin-Resistenz markierten Stamm im Boden verfolgt. Bodenproben wurden über infizierte Tomatenpflanzen oder durch Bakteriensuspensionen verseucht, so dass Populationen von 10⁷ bis 10⁸ cfu/g Boden entstanden.
Je höher die Temperatur war, um so kürzer war die Überlebensfähigkeit von Cmm im Boden. Wurde Cmm-verseuchter Boden kontinuierlich bei 4 °C aufbewahrt, befanden sich am Ende der Versuchsperiode von 365 Tagen noch beachtliche Bakterienpopulationen im Boden (10² bis 10⁸ cfu/g Boden). Unter Gewächshausbedingungen (15 - 20 °C) überlebten nach einem Jahr nur in einzelnen Versuchsgliedern 10² cfu/g Boden. Bei konstant 15 °C betrug die maximale Überdauerungszeit nur 158 Tage, und bei einer Temperatur von zunächst 20 °C und später 35 °C, verbunden mit Austrocknung des Bodens, waren schon nach 48 Tagen bei 35 °C alle Cmm-Populationen abgestorben.
Wurzelreste infizierter Tomatenpflanzen im Boden ermöglichten den Bakterien eine längere Überdauerung im Boden.
Bei Austrocknung des Bodens starben die Bakterien in allen Versuchsvarianten sehr schnell ab.
Eine zentrale Rolle bei der Verminderung oder Abtötung der Cmm-Populationen im Boden spielten die übrigen Bodenmikroorganismen. Wurden diese durch Autoklavieren abgetötet, war die Cmm-Population nach 1 Jahr um bis zu 5 Zehnerpotenzen höher als im nicht autoklavierten Boden.

Wydra, K. und Dannon, E.; Institut für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz, Herrenhäuser Str. 2, 30419 Hannover; wydra@ipp.uni-hannover.de.

In hydroponic culture-grown tomato plants, bacterial wilt incidence was significantly reduced by silicon amendment in tomato genotypes L390 (susceptible) by 26.8% and King Kong2 (moderately resistant) by 56.1% compared to non-treated plants. However, wilt incidence in silicon-treated plants of genotype L390 reached 100% at 13 dpi, while in genotype King Kong2, plant death was retarded by 6 days, with 20% reduction of final wilt incidence. Bacterial numbers were significantly lower in silicon-treated compared to non-treated plants in King Kong2 at 2 dpi in midstems and in all organs at 5 dpi, and in Hawaii 7998 (resistant) in all organs at 2dpi. Differences between genotypes were obvious on midstem level (5dpi), where bacterial populations were generally significantly lower compared to roots. Increased tolerance was observed in genotypes L390 and King Kong2 with silicon treatment. First results in substrate-grown plants confirm the symptom-retarding or -suppressing effect of silicon. Silicon accumulated in roots and was low in stems and leaves. Inoculation with Ralstonia solanacearum did not significantly affect silicon uptake and distribution. Negative correlations between root silicon content and bacterial numbers of midstems in genotypes Hawaii 7998 and King Kong2 suggested an induced resistance. Indications for an influence of host genotype and silicon treatment on the phenotypic conversion of R. solanacearum from fluidal to non-fluidal colonies in planta were observed.

Poschenrieder, G. (1), Theil, S. (1), Gerlach, W. W. P. (2), Thesing, M. (2) und Westermeier, G. (2); (1) Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Institut für Pflanzenschutz, Lange Point 10, 85354 Freising; (2) Forschungsanstalt für Gartenbau Weihenstephan, FH Weihenstephan, Am Hofgarten 8, 85350 Freising; Georg.Poschenrieder@LfL.bayern.de.

In letzter Zeit ist ein deutlicher Trend zu Stauden im Zierpflanzenbereich zu beobachten. Mit zunehmendem Angebot von Stauden in Gartencentern steigen aber auch die Ansprüche an die optische Qualität der Pflanzen, d. h. der Verbraucher erwartet von Stauden ein makelloses Aussehen. Dem Auftreten von Krankheiten und Schädlingen kommt daher eine neue Bedeutung zu. Im Rahmen eines Monitoring von Krankheiten und Schädlingen an Stauden - hauptsächlich in bayerischen Staudengärtnereien und im Staudensichtungsgarten Weihenstephan - fiel das relativ häufige Vorkommen von Bakteriosen auf. Bemerkenswert waren vor allem die eckigen, braunen bis schwarzen Blattflecken bei diversen Delphinium-Arten und -Sorten, verursacht durch Pseudomonas syringae pv. delphinii und Xanthomonas campestris. Bei den Arten und Sorten wurden erhebliche Anfälligkeitsunterschiede festgestellt; je nach Sorte war sogar kompletter Ausfall zu verzeichnen. Bakterielle Blattflecken traten auch auf bei Hedera helix (X. c. pv. hederae), Trollius europaeus, T. chinensis (Ps. syringae, Ps. viridiflava, X. campestris) und Lavandula angustifolia (X. campestris). Kaum bekannt sind bakterielle Blattflecken an vielen Arten und Sorten von Geranium, hervorgerufen durch X. campestris (hortorum) pv. pelargonii. Ein Versuch zur Bekämpfung von Bakteriosen in Delphinium-Kulturen zeigte, dass Kupferspritzungen allein oder in Kombination mit Dithane Neo Tec den Befall unterdrücken, aber nicht völlig verhindern können.

AbdelRehim, K., Mavridis, A. and Rudolph, K.; Institute für Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz, Grisebachstr. 6, 37077 Göttingen, Germany; klrudolph@aol.com.

The aim of our investigations was to further characterize several Xanthomonas strains, which were recently isolated from new host plants. The bacterial strains were isolated from 4 different host species, 1- from Lobelia sp.[1, 2] (Campanulaceae), 2-fromIsotoma axillaris (Campanulaceae) 3- from Catharanthus pusillus (Apocynaceae) named X. campestris pv. catharanthi [3], 4-from Gossypium sp. (Malvaceae)., named as X. campestris pv. malvacearum race HVS or 20[5]. All the new strains induced a hypersensitive reaction in tomato leaves, but not always in tobacco leaves. Standard physiological tests (Gram staining, oxidase, oxidation fermentation test, starch hydrolysis, esculin hydrolysis, TTC tolerance) corresponded with the reactions known for xanthomonads. The bacterial pigments were extracted and identified as xanthomonadins by TLC and UV spectrophotometry. Genetic characterization of the strains was performed by: a) 16S-23S Intergenic Transcribed Spacer-PCR (ITS) using a specific primer in comparison with standard Xanthomonas strains; b) Restriction Fragment Length Polymorphism Analysis (RFLP); c) 16 S rDNA amplification; d) PCR fingerprinting (BOX, ERIC); and e) Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP). PCR fingerprinting revealed that the members of each group were homogeneous. All strains of the Isotoma and Lobelia groups, which were isolated from host plants from the same family (Campanulaceae) were closely related to each other according to BOX, ERIC and AFLP fingerprints.

Literature: [1] Poschenrieder, G., Lohweg, E., Gerlach, W.W.P. 1988. Eine neue Bakteriose an Lobelia erinus “Richardii”, hervorgerufen durch Xanthomonas campestris. Gärtnerbörse u. Gartenwelt 50, 2204-2205. [2] Mavridis, A., Rudolph, K. 2002. Ist die Lobelienkultur durch eine neue Bakteriose gefährdet? Phytomedizin, Mitt. Deutsch. Phyt. Gesellsch. 32(2), 49-50. [3] Mavridis, A., Chand, R., Chaurasia, S., Rudolph, K. 2000. Xanthomonas campestris pv. catharanthi, ein neues pathogenes Bakterium an verschiedenen Catharanthus-Arten (Apocynaceae). Mitt. Biol. Bundesanst. Land- und Forstwirtsch. 376, 546-547. [4] Poschenrieder, G., Felgentreu, D., Schäfer, K. 2002. Eine neue Bakteriose an Isotoma axillaris (Syn. Laurentia axillaris). Mitt. Deutsch. Phyt. Gesellsch. 32(1), 44-45. [5] Follin, J.C., Girardot, B., Mangano, N., Benitez, R. 1988. New results on inheritance of immunity to bacterial blight, Xanthomonas campestris pv. malvacearum (Smith) Dye race 18 and 20 in cotton plant (Gossypium hirsutum L.). Cot. Fib. Trop. 43, 167-174.

Mavridis, A., Institut für Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz, Universität Göttingen, Grisebachstr. 6, 37077 Göttingen; amavrid@gwdg.de.

Die Göttinger Sammlung phytopathogener Bakterien (GSPB) ist eine Spezialsammlung im Institut für Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz der Universität Göttingen, welche mit wenigen Ausnahmen ausschließlich aus phytopathogenen Bakterien besteht. Mit dem Aufbau der Sammlung wurde Mitte der Sechziger Jahre durch Dr. K. Rudolph begonnen. Zur Zeit umfasst die GSPB mehr als 3200 Bakterienstämme, die zu 20 Gattungen gehören und mehr als 170 verschiedene Arten, Unterarten oder Pathovarietäten repräsentieren. Alle in Deutschland und die meisten weltweit vorkommenden phytopathogenen Bakterien sind in der GSPB vertreten. Den dominierenden Teil bilden die vorwiegend Flecken verursachenden Erreger (Pseudomonas spp., Xanthomonas spp.), gefolgt von den Welkepathogenen. Vor der Aufnahme neuer Isolate in die GSPB werden die neuen Zugänge mit bestimmten Tests auf ihre Authentizität überprüft. Wegen ihrer Vielfalt und Größe wird die GSPB verschiedenartig genutzt. Die Aufgaben der Sammlung sind: Bereitstellung authentischer Bakterienstämme für die Forschung und Lehre; Bezugsquelle von Referenzstämmen für den Pflanzenschutzdienst; Hinterlegungsort neu isolierter Stämme aus dem In- und Ausland. Neben der Anschaffung, Charakterisierung und Identifizierung phytopathogener Bakterien sowie deren Aufbewahrung und Vertrieb werden zusätzlich von der GSPB im Auftrag Diagnosearbeiten und Resistenztestungen mit Pflanzen gegen pathogene Bakterien durchgeführt. Zur Zeit wird der Gesamtbestand der GSPB digitalisiert und nach Vernetzung mit der Deutschen Sammlung von Bakterien und Zellkulturen (DSMZ) kann der gesamte Katalog über das Internet eingesehen werden. Gegenwärtig ist die Sammlung unter www.gspb-goettingen.de zu erreichen.

Braun, S.D., Dudda, A. und Völksch, B.; FSU Jena, Institut für Mikrobiologie, Neugasse 25, 07743 Jena; Sascha.Braun@uni-jena.de, Beate.Voelksch@uni-jena.de

Der Stamm Pseudomonas syringae pv. syringae 22d/93 (Pss), isoliert von der Sojabohne, produziert neben den bekannten Toxinen Syringomycin und Syringpeptin ein unbekanntes Toxin, das spezifisch das Wachstum vom Pseudomonas syringae pv. glycinea (Psg) in vitro als auch in planta hemmt. Somit könnte das Toxin eine wichtige Rolle bei der antagonistischen Wirkung gegen den Erreger des Bakterienbrandes der Sojabohne, Pseudomonas syringae pv. glycinea, spielen. Als Nachweis für das unbekannte Toxin diente der Agardiffusionstest mit Psg als Indikatorstamm. Um optimale Bedingungen der Toxinproduktion zu erfassen, wurde die Wachstum- und Toxinkinetik unter verschiedenen Kulturbedingungen analysiert. Erste Untersuchungen mit sterilen Kulturfiltraten von Pss wurden zur chemischen Charakterisierung des Toxins durchgeführt. Das Kulturfiltrat ist unempfindlich gegenüber hohen Temperaturen (121°C) und extremen pH-Werten (pH 3; pH 9). Die wachstumshemmende Wirkung des Toxins auf Psg kann nur durch die essentielle Aminosäure L-Arginin, aber nicht durch andere Aminosäuren wie z.B. L-Citrullin, L-Ornithin oder N-Acetyl-Ornthin, aufgehoben werden. Das lässt die Vermutung zu, dass das Antimetabolit-Toxin in der Argininbiosythese zwischen L-Citrullin und L-Arginin auf eines der beiden Enzyme Argininosuccinat-Synthase oder Argininosuccinase wirkt.

Weingart, H. and Ullrich, M.; International University Bremen, School of Engineering and Sciences; m.ullrich@iu-bremen.de

Pathogenic bacteria associated with human and plant diseases share common features amongst which multidrug efflux (MDE) pumps seem of special interest to the research communities. MDE systems mediate the active export of diverse toxic compounds from the bacterial cell and two systems, AcrAB and NorM, have been identified in our laboratory to play a major role for the fire blight pathogen, Erwinia amylovora, in plant-microbe and microbe-microbe interactions. We have started a broad ranging cooperation with medical microbiologists and biophysiscists to deepen our understanding on the role, function, and mode of action of MDE systems in diverse pathogenic and non-pathogenic bacteria. By bringing scientist from three different fields together, we aim at dissecting the MDE systems and identifying natural blockers of MDE pumps. These natural blockers might be plant-borne and our future work focuses on this particular aspect. It is likely that during evolution of plant-microbe interactions, toxic plant-borne compounds were used to combat microbial pathogens. Since these pathogens have developed MDE systems to decrease the toxic effects of these plant-borne compounds, evolution might have enabled the host plant to develop specific blockers of MDE pumps to finally generate a balance of pathogen versus host. We try to explore this possibility by isolating MDE blockers from plants in our future research projects.

Weingart, H. and Ullrich, M.; International University Bremen, School of Engineering and Science; h.weingart@iu-bremen.de.

Bacteria have developed various ways to resist the toxic effects of antimicrobial compounds. One important mechanism involves so-called multidrug efflux pumps that transport a wide range of structurally dissimilar compounds from the cell. The aim of our project is to identify and characterize multidrug efflux pumps in the plant-pathogenic bacterium Pseudomonas syringae and to gain in-depth knowledge about the natural functions of these transporters. The complete genome sequences of three P. syringae strains belonging to different pathovars are available (pv. tomato DC3000, pv. phaseolicola 1448A, pv. syringae B728a). These strains infect plants belonging to different plant families (Solanaceae, Leguminosae, Brassicaceae). Each plant synthesizes a unique spectrum of secondary metabolites with antimicrobial activity. It is tempting to speculate, that multidrug efflux pumps play an important role in the adaptation of bacteria to their host plants by protecting them against various plant antimicrobials. Five membrane transport protein families that include bacterial multidrug efflux systems have been described. The genome sequences of the three P. syringae strains will be used to develop a microarray chip containing genes of all members of these transport protein families. This microarray will be used to identify transporters that are expressed in P. syringae strains after treatment with antibiotics or antimicrobial plant metabolites. The genes of putative multidrug efflux proteins will be cloned to determine substrate specificity of the transporters, to search for natural substrates and to investigate the transcriptional regulation of the genes.

Schenk, A. and Ullrich, M.; International University Bremen, School of Engineering and Sciences; m.ullrich@iu-bremen.de.

Pseudomonas syringae pathovars generally produce the two exopolysaccharide (EPS) molecules, levan and alginate. EPSs provide a selective advantage to bacteria and have multiple functions, including the absorption of water, the accumulation of minerals and nutrients and protection from hydrophobic and toxic macromolecules. In P. syringae pv. glycinea, the causal agent of bacterial blight on soybeans, we investigated the genes, algT and mucD, of the algT-mucABD gene cluster. In P. syringae this gene cluster consists of four genes algT, mucA, mucB, and mucD. Amino acid sequence comparison revealed extensive similarity for all four gene products to those of the algT-mucABCD gene cluster from P. aeruginosa which encodes the main regulatory factors for the biosynthesis of the EPS alginate. AlgT is an alternative sigma factor, which positively regulates the transcription of the alginate regulatory and biosynthetic genes, MucA is its corresponding anti-sigma factor, MucB is a modulator of MucA, and MucD is a HtrA-like periplasmic serine protease. We compared a mutant in algT with its corresponding wild type allele. A mutation in the algT gene drastically lowered the production of alginate, increased the in vitro growth rate, but interestingly lowered the ability to survive in planta. Therefore, the production of alginate might contribute to the virulence of this pathogen. Transcriptional analysis of the algT-mucABD gene cluster revealed, that mucD is separately transcribed from the other genes, algT, mucA, and mucB.

Braun, Y., Smirnova, A., and Ullrich, M.; International University Bremen, School of Engineering and Sciences; y.braun@iu-bremen.de.

A modified two-component regulatory system consisting of two response regulators, CorR and CorP, and the histidine protein kinase CorS, regulates the thermoresponsive production of the phytotoxin coronatine (COR) in P. syringae PG4180. COR is produced at the virulence-promoting temperature of 18°C but not at 28°C, the optimal growth temperature of PG4180. An important question to answer was how long it takes to activate COR biosynthesis after a temperature shift from 28°C to 18°C. For this, we analyzed transcriptional activation of COR biosynthetic genes using a quantitative Spot Blot technique. Those experiments demonstrated that the cmaABT operon was strongly temperature inducible, whereas corS expression was not significantly induced after a temperature shift from 28 to 18°C. To determine whether mRNA stability contributes to the temperature-induced increase in mRNA levels, we analyzed the decay of cmaA mRNA after inhibition of transcription. The half-life of cma A transcript decreased from 9,2 min at 18°C to 6,8 min at 28°C indicating that stability of the cmaA transcript is slightly but not significantly affected by temperature. We were interested whether induction of cmaA transcription after the temperature shift requires de novo synthesis of the regulatory protein CorS. To examine this, levels of cmaA mRNA were quantified using Spot Blot technique after temperature downshift and addition of the translational inhibitor chloramphenicol. We demonstrated the delay of cmaA transcription after inhibition of proteinbiosynthesis which indicates the necessity of CorS de novo synthesis for temperature dependent expression of COR-biosynthetic genes.