Projekt-71: Induktion der Flavonoid-Biosynthese bei Apfel in Hinblick auf induzierte Resistenz gegenüber dem Erreger von Schorf (Venturia inaequalis)

Frühere Untersuchungen mit Pflanzenbehandlungsmitteln zeigten, dass unter der Vielzahl von Pflanzenbehandlungsmitteln Mittel ohne, mit langsamer und mit schneller induktiver Wirkung auf die PAL-Aktivität zu finden sind. In der Praxis finden sich beim Einsatz von Pflanzenstärkungsmitteln auch sehr unterschiedliche Wirkungsgrade. Aus diesem Grund sollten im Rahmen des Projektes auch weitere äußere Einflussgrößen auf die Flavonoid-Biosynthese berücksichtigt werden. Da die Abwehrreaktion des Apfels gegenüber dem Erreger des Apfelschorfs mit der Menge an gebildeten Flavonoiden, im Besonderen mit der Menge an Catechinen und Proanthocyanidinen, korreliert, wurde im Rahmen dieses Forschungsprojekts geprüft, ob durch Behandlung der Apfelblätter mit verschiedenen Pflanzenstärkungsmittel die Biosynthese dieser Verbindungen induziert werden kann. Insbesondere die Neusynthese von Flavanolen durch den Einsatz der Pflanzenstärkungsmittel oder nach Schorfbefall erscheint für die Schorfabwehr aber besonders bedeutsam zu sein, wie vorausgegangene PAL-Inhibitionsversuche an der resistenten Sorte ‚Sir Prize’ zeigten. Um die Aussagekraft über die Wirkung der untersuchten Pflanzenstärkungsmittel zu verbessern, wurden zusätzlich Untersuchungen über den Einfluss von Umweltfaktoren wie der Stickstoffversorgung und des CO2-Gehaltes der Atmosphäre durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass zahlreiche Einflussgrößen die Flavonoid-Biosynthese modifizieren können. Physiologische Einflüsse wie Blattalter, Sortenunterschiede, CO2-Gehalt der Atmosphäre und der Ernährungszustand der Pflanze bezüglich des Stickstoffs haben dabei wesentliche Bedeutung für das Induktionspotential und den Sekundärstoffwechsel. Sekundäre Inhaltsstoffe wurden verstärkt unter ungünstigen Bedingungen für ein optimales Wachstum gebildet und auch die Neubildung von Abwehrstoffen aus dem Sekundärstoffwechsel wurde unter suboptimalen Wachstumsbedingungen begünstigt. Dennoch gibt es in der Pflanze Mechanismen, die auch unter günstigen Wachstumsbedingungen die Biosynthese von Flavonoiden fördern. Unter günstigen Wachstumsbedingungen wird allerdings der Primärstoffwechsel begünstigt, wie die Untersuchungen zum Trockenmasseanteil und Zuwachs belegen. Die Stickstoffdüngung führt bezüglich des Sekundärstoffwechsels zu einem Rückgang des Gehaltes an konstitutiven Abwehrstoffen. Aber auch auf die Induktion der Enzyme der Flavonoid-Biosynthese hatte die Stickstoffdüngung einen verlangsamenden Einfluss. Auch vom Blattalter geht ein deutlicher Einfluss auf den Flavonoidgehalt und das Induktionspotential aus. So reagieren ältere Blätter im Allgemeinen mit einer schnelleren Aktivitätszunahme, zeigen aber geringere Enzymaktivitäten als junge Blätter und geringere Veränderungen im Flavonoidgehalt. Aus den Untersuchungen zur Auswirkung von Blattverlust, zum Einfluss von erhöhtem CO2-Gehalt in der Atmosphäre und den Beobachtungen bezüglich des unterschiedlichen Wuchsverhaltens von ‚Golden Delicious‘ und ‚Rewena‘ im Frühjahr konnte gezeigt werden, dass für den Phenylpropanoidgehalt eines Blattes die zur Verfügung stehende Menge an Kohlenhydraten von wesentlicher Bedeutung ist. Aufgrund dieser Ergebnisse wurden diese Einflussgrößen in den Untersuchungen zum Einfluss von Pflanzenstärkungsmitteln auf die Flavonoid-Biosynthese berücksichtigt. Im ersten Jahr des Forschungsprojektes wurden die Pflanzenstärkungsmittel Myco-Sin, Bion, Biokal 01 und 02, Milsana VP 2001 und Milsana Pulver, K-Wasserglas und SilKaBen untersucht, im zweiten Jahr wurden Wiederholungen mit Myco-Sin und SilKaBen durchgeführt sowie die Pflanzenstärkungsmittel Aminosol, Phytoamin, Phyto-Vital und Netzschwefel getestet. Die Behandlung mit den untersuchten Pflanzenstärkungsmitteln übt grundsätzlich einen stimulierenden Einfluss auf alle Enzyme des Flavonoid-Biosynthesewegs aus, unterschiedlich ist jedoch die Reaktionszeitspanne zwischen der Behandlung und der Induktion. Daraus resultierend ergeben sich quantitative und qualitative Veränderungen des Flavonoidspektrums. Der Einfluss ist jedoch stark abhängig von der Sorte, dem Entwicklungsstadium des Blattes sowie vom Ernährungszustand der Pflanze. Geringe Stickstoffdüngung führt einerseits zu höheren konstitutiven Phenylpropanoidgehalten, andererseits tendenziell zu einer schnelleren bzw. stärker ausgeprägten Induktion der Enzyme sowie zu einer höheren spezifischen Enzymaktivität.