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Stärkung der Resistenz von Gräsern durch UV-C und Beurteilung per qPCR

Beschreibung

Sportrasenflächen wie Golfplätze oder Fußballplätze werden stark beansprucht. Gleichzeitig werden an diese Rasenflächen hohe ästhetische Ansprüche gestellt; nach Möglichkeit sollten sie über das ganze Jahr gleichmäßig grün und dicht und dazu noch vollständig eben sein. Die Gräser, die den Rasen bilden, werden jedoch wie andere Pflanzen auch von verschiedenen Pathogenen befallen, die sie zum Absterben bringen, wodurch dürre Flecken im Rasen entstehen.

Zu Recht ist die Nutzung von Pflanzenschutzmitteln in Sportrasenflächen stark eingeschränkt und soll noch weiter eingeschränkt werden; Fungizide, mit denen die Pathogene bekämpft werden könnten, dürfen bald nicht mehr zum Einsatz kommen. Gleichzeitig wächst das Gras auf diesen Flächen oft bei ungünstigen Temperaturen oder ungünstigen Lichtbedingungen und sollte oft auch ständig gleich feucht sein, was vor allem pilzliche Pathogene im Boden stark begünstigt.

Aus diesen Gründen forschen wir an Methoden, die Abwehr der Gräser im Rasen gegen verschiedene Pathogene zu stärken. Eine Möglichkeit hierfür ist die Bestrahlung mit kurzwelligem UV-Licht, UV-C. Dieses regt Abwehrreaktionen bei Pflanzen an, was von uns inzwischen auch im Gras nachgewiesen werden konnte.

Die Anregung der Resistent weisen wir molekularbiologisch durch Messung der Expression von relevanten PR-Genen durch RT-qPCR nach. Hier konnten wir bislang immer eine zeitlich recht kurze Anregung beobachten. Im Freiland beobachten wir aber, dass das Gras auch über längere Zeit gesünder bleibt, als die Kontrollflächen. Deshalb vermuten wir ein Priming. Wir wollen deshalb auch die Expression der PR-Gene nach Inokulation mit einem Pathogen messen.

Es wird also in der Klimakammer Gras angezogen und dieses einer definierten Dosis UV-C ausgesetzt oder über einen gewissen Zeitraum auch mehreren. Nach einer gewissen Wartezeit (zum Beispiel eine Woche) wird das Gras dann mit einem Pathogen inokuliert (zum Beispiel Fusarium). Zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Inokulation werden Proben genommen. Daraus wird RNA präpariert, diese in cDNA umgeschrieben und damit dann die Real-Time PCR durchgeführt. Wir werden die Genexpression nach der Bestrahlung und der Inokulation vergleichen mit der Genexpression nur nach Inokulation oder nur nach Bestrahlung oder gänzlich ohne Behandlung. So können wir herausfinden, ob die Bestrahlung die Abwehrreaktion verstärkt hat oder nicht.

Projektzeitraum

Sommersemester 2024

Bewerbungszeitraum

01. bis 14.04.2024

Durchführung

semesterbegleitend

Details zu Projektzeitraum und Durchführung

Genauer Bearbeitungszeitraum und Arbeitszeiten nach Vereinbarung

Studienfach

Agrarbiologie
Agrarwissenschaften
Biologie

Betreuende

Dr. Tobias Link, Seema Pawar

Institut

Institut für Phytomedizin (360) (Phytopathologie (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 wird die Kultivierung von Gras unter Laborbedingungen vermittelt. Hauptsächlich werden Methoden zur Isolierung von Nukleinsäuren, insbesonere RNA aus Gras erlernt. Es werden Reverse Transkriptionen durchgeführt und mit der gewonnenen cDNA Real-Time PCR Messungen zur Ermittlung der Expression von abwehrrelevanten Genen.

Die Teilnehmer*innen lernen Grundlagen der pflanzlichen Resistenz kennen und wie diese manipuliert werden können. Gefährdungen des Rasens durch verschiedene Pathogene und durch Umweltbedingungen werden besprochen. Wissen zu verschiedenen Pathogenen wird erarbeitet.

Eine Einführung in die Grundlagen der Rasenpflege vor Ort am Golfplatz ist projektbegleitend ebenfalls möglich.

Anmerkungen für Studierende

Das Projekt richtet sich an Studierende mit Interesse an der Phytopathologie, alternativen Methoden im Pflanzenschutz und am molekularbiologischen und mikrobiologischen Arbeiten.

Schlagworte

Rasen, Agrostis, Resistenz, UVC, alternativer Pflanzenschutz, Real-Time PCR