Erich-Christian Oerke Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Präsentation zum Thema: "Erich-Christian Oerke Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn"—  Präsentation transkript:

1 Erich-Christian Oerke Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Früherkennung von Stress und Stresstoleranz Biotischer Stress Erich-Christian Oerke INRES – Phytomedizin Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

2 Background Jahrgang 1958 Biologie-Studium in Hannover
Promotion bei Prof. F. Schönbeck (Inst. f. Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz, Hannover): Einfluss von Stress auf die Prädisposition und Leistung von Gerste und Bohne (1988) Crop Production and Crop Protection – Estimated Losses in Major Food and Cash Crops (Elsevier Science, 1994) seit 11/1993 in Bonn, INRES – Phytomedizin Habilitation (2000): Befall – Schädigung – Schaden: Eine Bewertung der Ertragsverluste durch Schadorganismen und deren Vermeidung seit 04/2004 Sprecher des GRK 722 ‘Einsatz von Informations- techniken zur Präzisierung des Pflanzenschutzes‘ Pers. Background Arbeitsgebiet(e) Perspektiven

3 Arbeitsgebiete Wirt-Pathogen-Interaktionen
Struktur und Funktion: Mikroskopie Befalls-Verlust-Beziehungen Sensoren im Nahbereich / auf niedrigen Skalenebenen Thermografie Hyperspektrales Imaging Wirkung von Fungiziden auf Pflanzen Pers. Background Arbeitsgebiet(e) Perspektiven

4 Arbeitsschwerpunkte Venturia inaequalis: Pathogenitätsfaktoren, Etiologie Fusarium spp. an Getreide: Interaktionen eines Erreger-komplexes mit der Wirtspflanze (Mykotoxine, Epidemiologie) Detektion, Identifizierung und Quantifizierung von Blatt-krankheiten (GRK 722, CROP.SENSe.net) Puccinia hordei an Gerste(ngenoypen) Pers. Background Arbeitsgebiet(e) Perspektiven

5 Venturia inaequalis: Struktur und Funktion
10 µm C Schumacher et al. (2008) Phytopathology 98: U Steiner & EC Oerke (2007) Phytopathology 97: 10 µm Pers. Background Arbeitsgebiet(e) Perspektiven

6 Besiedlung von Weizenblättern durch Fusarium graminearum
Expression des EGFP-Gens in Mycel und Makrokonidien von Fusarium graminearum K Eiden et al. (2008) Cer Res Comm 36 (Suppl. B): Pers. Background Arbeitsgebiet(e) Perspektiven

7 Decision support systems
Heterogenität als Herausforderung Sensor(s) Expert knowledge Decision support systems Control operation Data management Pers. Background Arbeitsgebiet(e) Perspektiven

8 Detektion von Fusarium-Befall der Ähre an Weizen mittels IRT
digitale Infrarot-Aufnahme zu EC (Kerpen-Buir ) Pers. Background Arbeitsgebiet(e) Perspektiven

9 Erfassung von Apfelschorf mittels Thermografie
adaxial abaxial L06 L04 L01 L05 L03 L02 18.0 18.5 19.0 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 10 20 30 40 50 60 Leaf temperature [ °C ] Distance [pixel] L01, L02, L x 105 ml-1 L04, L05, L x 104 ml-1 Pers. Background Arbeitsgebiet(e) Perspektiven

10 Spektrale Signatur einer Blattkrankheit
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 350 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 Reflectance Wavelength [nm] x y 1000 nm λ 400 nm Pers. Background Arbeitsgebiet(e) Perspektiven

11 Kombination von SVIs zur Identifikation von Blattkrankheiten
A Mahlein et al. (2010) Precision Agriculture 11: Pers. Background Arbeitsgebiet(e) Perspektiven

12 Klassifizierung von Cercospora-Blattflecken an Zuckerrüben
Line-Scan A Mahlein (2010) Pers. Background Arbeitsgebiet(e) Perspektiven

13 Biotischer – abiotischer Stress
Abiotische Faktoren Biotische Faktoren Betroffene Pflanzenteile alle, reagieren z.T. unterschiedlich bzw. sukzessiv punktuell, aber Aus- wirkungen (oft) auf die gesamte Pflanze Auftreten langsam schnell Einwirkungsdauer Stressintensität nimmt mit der Dauer zu Resilienz + / - (elastisch) - (plastisch) Stressvermeidung Nein (→ Toleranz1) Adaption Ja (UV-Schutz) ja (Resistenz) nein (sensitiv bzw. tolerant) 1 geringerer Stress bzw. geringere Ertragsreaktion Pers. Background Arbeitsgebiet(e) Perspektiven

14 Mittelfristige Ziele 3D-Mapping der Entwicklung von Pathogenen und ihrer Wirkung auf die Wirtspflanze: Leaf positioning system Nutzung von Sensoren: Down-Scaling, non-destructive, repeated measurements at micro-scale Verknüpfung mit molekularbiologischen Untersuchungen Regulation der Genaktivität während der Pathogenese (Sekretom, etc.) Venturia inaequalis als Modellsystem Pers. Background Arbeitsgebiet(e) Perspektiven

15 Mapping Overlay of Different Information Layers
F Nutter et al. (2010) Pers. Background Arbeitsgebiet(e) Perspektiven

16 Stressreaktion von Wirt und Pathogen
Veränderungen im Wirt-Pathogen-Verhältnis durch abiotische Stressfaktoren Vergleich der Mechanismen in Pilz und Pflanze (Bedeutung in der Ontogenese: Dehydrierung von Konidien) Resistenzreaktion von Wirtsgenotypen bei abiotischem Stress (z.B. P. triticina an Weizen, P. hordei an Gerste) Pers. Background Arbeitsgebiet(e) Perspektiven

17 Interaktion von Pathogenen an Zuckerrübe
Weight [g] a a b a b b b ab b b Beet weight b b b c c c Root weight C Hs Rs Hs+Rs C Hs Rs Hs+Rs C Hs Rs Hs+Rs Alyssa (susceptible) Calida (RCRR tolerant) Sanetta (BCN resistant) Different letters within each cultivar indicate significant differences according to Tukey´s test (P < 0.05) C Hillnhütter et al. (2010) Nematology (in press) Pers. Background Arbeitsgebiet(e) Perspektiven

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