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Quantifizierung der Sojapathogene Diaporthe spp. in Bodenproben

Beschreibung

Bei der proteinreichen vegetarischen Ernährung spielen in den letzten Jahren auch in Europa immer mehr Soja und Sojaprodukte eine wichtige Rolle. Dadurch ist auch der Bedarf für in Europa (gentechnikfrei und möglichst biologisch) angebaute Sojabohnen gestiegen.
Gefährdet wird der Sojaanbau in Europa und auch in Deutschland vor allem durch bodenbürtige und samenbürtige Pilze. Hier wiederum besonders wichtig sind Pilze der Gattung Diaporthe. Das Vorkommen von sieben Diaporthe-Arten in Deutschland wurde von uns nachgewiesen und für vier dieser Arten haben wir einen Real-Time-PCR (qPCR) Assay für den Nachweis entwickelt. Um einen Überblick über die Verbreitung der Pilze (Inzidenz) in Deutschland zu bekommen werden zwischenzeitlich Felder beprobt. Dabei spielen Bodenproben eine wichtige Rolle.

Im Projekt wird der Nachweis verschiedener Arten der Pilze im Boden mit Hilfe der Real-Time-PCR (qPCR) etabliert.

Die Vorgehensweise für den Nachweis ist im Prinzip wie folgt: Da für die qPCR DNA benötigt wird, muss zunächst DNA aus den Bodenproben präpariert werden. Hierfür steht ein geeignetes Kit zur Verfügung. Diese DNA wird dann, direkt oder verdünnt, in die Real-Time-PCR eingesetzt.

Für die Etablierung der Methode ist es wichtig, zunächst die Wirksamkeit (Sensitivität, Nachweisgrenze) des Nachweisverfahrens zu testen. Hierfür werden sterile Bodenproben künstlich mit Sporensuspensionen der Diaporthe-Pilze versetzt und aus dem so behandelten Boden DNA präpariert. So wird etabliert, wie viel Pilz im Boden vorhanden sein muss, damit dieser nachgewiesen werden kann, und aus dem Zusammenhang zwischen eingesetzter Menge Pilz und den in der qPCR ermittelten Cq-Werten werden die Grundlagen für die Quantifizierung der Pilze im Boden abgeleitet. Es werden also Verdünnungsreihen der Sporen erstellt und für die Menge, die gerade noch nachgewiesen werden kann, sind zahlreiche Wiederholungen notwendig.

In einer Zeitreihe, die so lange sein wird wie das Semester, wird damit begonnen, die Überdauerung der Pilze im Boden zu untersuchen. Zusätzlich werden echte Bodeproben von verschiedenen Sojafeldern mit untersucht.

Projektzeitraum
Sommersemester 2024
Bewerbungszeitraum
01. bis 14.04.2024
Durchführung
semesterbegleitend
Details zu Projektzeitraum und Durchführung

Details und abweichende Terminvorstellungen können vereinbart werden.

Studienfach
Agrarbiologie
Agrarwissenschaften
Biologie
Biologie - Lehramt
Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie
Nachwachsende Rohstoffe und Bioenergie
Betreuende
Dr. Tobias Link, Behnoush Hosseini
Institut
Institut für Phytomedizin (360) (360a)
Sprache
deutsch/englisch
Teilnehmendenanzahl
min. 1, max. 3
Arbeitsaufwand
ca. 120 Stunden pro Teilnehmende:r | 4 ECTS-Punkte

Arbeitsaufwand (Stunden und ggf. ECTS) sind ungefähre Angaben. Die tatsächlich vergebenen ECTS-Punkte ergeben sich aus der tatsächlich geleisteten Arbeit.

 
Für dieses Projekt ist kein Motivationsschreiben des Studierenden erforderlich
Projektart
experimentell
Lernziele

Die Teilnehmende lernen in diesem Projekt:

Im Projekt erlernt werden Methoden zur Isolierung von DNA aus Bodenproben. Außerdem wird die Real-Time-PCR oder qPCR sowohl als Methode der Diagnose als auch für die Quantifizierung von pilzlicher DNA vorgestellt, durchgeführt und geübt. Aus den Ergebnissen wird berechnet, wie viel Pilzmaterial vorhanden ist. Dadurch sollten sich vertiefte Kenntnisse dieser Methode ergeben.

Außerdem werden Grundlagen der Kultivierung von Pilzen vermittelt und ein Einblick in die Morphologie der Pathogene und ihre phylogenetische Verwandschaft gegeben.
Die Bedeutung von Soja und seiner verschiedenen Pathogene wird besprochen.
Da die Methodik sich wiederholt, können die Studierenden größere Teile der Experimente selbstständig durchführen.

Anmerkungen für Studierende

Das Projekt richtet sich an Studierende mit Interesse an der Phytopathologie und am molekularbiologischen und mikrobiologischen Arbeiten.

Schlagworte
Soja, bodenbürtige Pilze, Diaporthe, Real-Time PCR