Diplom-Biologe Philip Jacobs
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Philip Jacobs, Ernst-Christian Landsberg, Charlotte Hecht-Buchholz, Ursula
Ortmann und Carmen Wolfram-Wienberg
Institut für Pflanzenbauwissenschaften, Fachgebiet Pflanzenernährung
Humboldt-Universität zu Berlin, Lentzeallee 55-57, D-14195 Berlin
Zusammenfassung
Maispflanzen wurden im Alter von 4 Tagen mit dem Bakterienstamm
Pantoea agglomerans D5/23 inokuliert und in steriler Hydrokultur unter
Laborbedingungen bzw. in sterilisiertem künstlichen Boden in Gefäßen
im Freiland kultiviert. In steriler Hydrokultur wurde ein Teil der Pflanzen
mit 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure (2,4-D) behandelt, um den Bakterien
das Eindringen zu erleichtern.
Elektronenmikroskopische Aufnahmen von Wurzelschnitten aus Hydrokultur
zeigten starke Bakterienbesiedlung an der Oberfläche. Bakterienbesiedlung
wurde in Rissen des Wurzelcortex beobachtet, wo die Seitenwurzeln durchbrechen,
bei einer Maispflanze auch in Intercellularen des Wurzelcortex im Bereich
der Wurzelhaarzone. 2,4-D-behandelte Pflanzen bildeten gehemmte, stark
gestauchte Seitenwurzeln (MROs, sog. veränderte Wurzelauswüchse).
In den MROs wurden keine Bakterien gefunden, in großer Zahl jedoch
in geschädigtem umgebendem Cortexgewebe, auch innerhalb lysierter
Cortex- und Epidermiszellen. Durch 2,4-D-Zugabe wurden die Pflanzen stark
geschädigt; zusätzliche Inokulation mit Pantoea agglomerans führte
zu noch geringerem Frisch- und Trockengewicht bzw. Pflanzenlänge.
2,4-D-behandelte Pflanzen wurden allgemein stärker besiedelt als unbehandelte
Pflanzen.
Alle Maiswurzeln aus sterilisiertem Boden zeigten unter dem Lichtmikroskop
4 Tage nach Inokulation Bakterienbesiedlung. Die inokulierten Pflanzen
waren augenscheinlich stärker besiedelt als die nicht inokulierten.
38 Tage nach Aussaat zeigten sich bei geringer N-Gabe an den Pantoea-inokulierten
Maispflanzen signifikant höhere Chlorophyllmeterwerte als bei den
nicht inokulierten Pflanzen. Bei den Pflanzen mit hoher N-Gabe war der
o. g. Unterschied nur tendenziell vorhanden; während der späteren
Messungen war er nicht mehr existent. Im Alter von 83 Tagen wiesen die
inokulierte und unbehandelte Pflöanzen überhaupt keine signifikanten
Unterschiede mehr auf. Alle Pflanzen zeigten eine Besiedlung der Wurzeloberfläche
durch verschiedene Bakterienarten ohne erkennbare Unterschiede zwischen
Pflanzen mit bzw. ohne Inokulation.
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Philip Jacobs, Ernst-Christian Landsberg, Charlotte Hecht-Buchholz, Ursula
Ortmann, and Carmen Wolfram-Wienberg
Institut für Pflanzenbauwissenschaften, Fachgebiet Pflanzenernährung
Humboldt-Universität zu Berlin, Lentzeallee 55-57, D-14195 Berlin,
Germany
Summary
Maize plantlets inoculated with the bacterial strain Pantoea agglomerans
D5/23 were grown in hydroponic under sterile conditions resp. in sterilized
artificial soil in pots outside. Plants in hydroponic were also treated
with 2,4-D. Transmission electron microscopy of root cuttings revealed strong
bacterial settlement on the root surface after hydroponic cultivation.
Bacterial settlement was observed in disruptions of the root cortex where
lateral roots emerged, and in intercellular spaces of the cortex in the
root hair zone of one maize plant. 2,4-D-treated plants developed modified
root outgrowths (MROs, inhibited lateral roots). Bacteria were not observed
inside MROs, but settled damaged cortex tissue around them, including lysed
cortex and epidermis cells. Plants were strongly impaired by application
of 2,4-D; additional inoculation of Pantoea agglomerans resulted in even
lower development of fresh and dry weight resp. plant length. 2,4-D-treated
plants were generally more strongly colonized than plants without 2,4-D.
Light microscopy of maize roots grown in artificial soil showed bacterial
settlement of the root surface 4 days after inoculation, non-inoculated
roots hardly being colonized. 38 day-old inoculated maize plants had significantly
higher SPAD values than non-inoculated plants in case of low N nutrition.
After 82 days, there were no significant differences at all, neither in
N accumulation nor in biomass production. All plants showed root surface
colonization by various bacterial species and without recognizable differences
between inoculated and non-inoculated plants.
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zuletzt geändert am 3. 12. 1998
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