Diversität, antagonistisches Potential und Pathogenität von Mikroorganismen aus dem Boden und der Phyllosphäre von Apfelanlagen : [kumulative Dissertation]

Abstract

Diversität der Gemeinschaften von Mikroorganismen in der Phyllosphäre und im Boden der Apfelanlagen wurde bezüglich des metabolischen, antagonistischen oder pathogenen Potentials ermittelt. Die aus den ausgewählten Umwelthabitaten gewonnenen mikrobiellen Isolate oder metagenomische DNA wurden auf biologische Aktivitäten und Gene für biologisch aktive Substanzen oder Pathogenitätsfaktoren untersucht. Für die Identifizierung der Gencluster für Wirkstoffsynthesen von einem besonders aktiven antagonistischen Umweltisolat B. subtilis A1/3 wurde genomische Genbank in einem neu konstruierten E. coli-Bacillus-Shuttle-Cosmidvektor hergestellt und der komplette Gencluster für die Biosynthese von Bacillomycin L identifiziert. Für die Identifizierung und Expressionsanalyse von eukaryotischen Pathogenese-relevanten Genen wurde eine cDNA-Genbank aus einem in vitro etablierten Infektionsmodell oder aus mit V. inaequalis infizierten Pflanzen angelegt. Zwei bisher unbekannte Gene, cin1 und cin3, wurden identifiziert, die für neuartige Proteine mit bisher unbekannter Funktion kodieren und während der biotrophen Infektion in der Pflanze exprimiert werden.

The diversity of the microbial communities in the phyllosphere and in soil of apple orchards was investigated to access their metabolic, antagonistic or pathogenic potential. The obtained microbial isolates or metagenomic DNA derived from the given environmental habitats were investigated for biologic activity and genes for antimicrobial compounds or pathogenicity factors. To access the genes involved in the production of antimicrobial agents, a genomic cosmid library of an environmental isolate B. subtilis A1/3 with a broad antimicrobial activity spectrum was constructed in a novel E. coli-Bacillus shuttle cosmid vector resulting in successful identification of the complete bacillomycin L gene cluster. For the discovery and expression analysis of the eukaryotic pathogenesis-related genes, a cDNA library was prepared from an in vitro established infection model or from plants infected with V. inaequalis. Two up-regulated fungal, hitherto unknown, potentially pathogenesis-related genes, cin1 and cin3, were identified which encode the putative proteins with as yet unknown functions and are specifically expressed in the pathogen during biotrophic infection.