Projekt-34: Auswirkungen von Basta-resistentem Raps und der damit verbundenen Herbizidanwendung auf die Rhizosphären-Mikroflora im Vergleich zu herkömmlichen landwirtschaftlichen Praktiken

Um die Auswirkungen von Basta resistentem Raps und der damit verbundenen Herbizidanwendung auf die Rhizosphären-Mikroflora zu untersuchen wurde ein Experiment im Containment durchgeführt. Die Rhizosphäre stellt ein dynamisches Habitat für Mikroorganismen mit verschiedenen metabolischen Aktivitäten dar und ist Lebensraum für Bakterien, die das Pflanzenwachstum fördern oder Pflanzenpathogene abwehren. Daher sollten etwaige Auswirkungen durch die Kultivierung von transgenen Pflanzen auf die Rhizosphäre untersucht werden. Das Experiment beinhaltete die folgenden Behandlungen: (i) nicht trangener Raps und mechanische Unkrauentfernung, (ii) nicht transgener Raps und Butisan S als Herbizid, (iii) transgener Raps und Glufosinat (Basta) als Herbizid sowie (iv) transgener Raps mit mechanischer Unkrautentfernung. Die Analysen verwendeten das 16S rRNA Gen als phylogenetischen Marker und die bakterielle Diversität wurde mittels denaturierender Gradientengelelektrophorese analysiert. Die metabolischen Aktivitäten wurden mittels Dot-blot Hybridisierung von RNA und gruppenspezifischen Sonden bestimmt. Pseudomonaden wurden als Indikatororganismen ausgewählt und mittels gruppenspezifischer DGGE Analyse untersucht. Weiters wurde Luzerne als Folgepflanze angebaut um Fruchtfolgeauswirkungen auf die Knöllchenbildung und die Diversität der Stickstoff fixierenden Sinorhizobium meliloti zu testen. Unsere Untersuchungen ergaben, dass sowohl die genetische Veränderung als auch beide Herbizide – zumindest vorübergehend – Veränderungen in der Gesamtrhizosphären Mikroflora verursachten. Es wurden dabei einerseits Bakterienspezies beeinträchtigt, andererseits Mikroorganismen angereichert, die eine Rolle im Herbizidabbau spielen dürften. Ebenso wurde eine veränderte Pseudomonas Diversität festgestellt, wobei die Applikation von Glufosinat den stärksten Einfluss hatte. Die metabolischen Aktivitäten wichtiger bakterieller Gruppen zeigten starke Unterschiede, die am Ende der Wachstumsperiode besonders ausgeprägt waren. Die Rhizosphären des transgenen Raps zeigten außergewöhnlich hohe bakterielle Aktivitäten, die durch Glufosinat signifikant beeinträchtigt wurden. Allerdings wiesen die Rhizosphären der transgenen und Wildtyppflanze mit den entsprechenden Herbizidanwendungen vergleichbare mikrobielle Aktivitäten auf. Die Knöllchenbildung wurde durch die Applikation von Glufosinat signifikant herabgesetzt, die Diversität der Rhizobien wurde jedoch nicht beeinträchtigt.