Zeitschrift für Pflanzenphysiologie und Pathologie

Induktion einer systemischen Resistenz in Augenbohnen gegen Macrophomina phaseolina, den Erreger der Holzkohlenfäule, durch chemische Induktoren

Montaser Fawzy Abdel-Monaim

Die durch Macrophomina phaseolina verursachte Holzkohlenfäule an Augenbohnen führt zu Ernteverlusten mit schwerwiegenden sozioökonomischen Folgen. Sechzehn Isolate von M. phaseolina wurden aus kranken Augenbohnenpflanzen isoliert, die an verschiedenen Orten im Gouvernement New Valley gesammelt wurden. Alle erhaltenen Isolate können Augenbohnenpflanzen (Sorte Balady) befallen und Holzkohlenfäule am Basilikumstamm mit unterschiedlichen Schweregraden verursachen. Das M. phaseolina-Isolat Nr. 14 war in dieser Hinsicht das aggressivste und verursachte 85,8 % Holzkohlenfäule.

Kaliumsilikat (KS), Propylgallat (PG), Hydrochinon (HQ) und Salicylsäure (SA) in Konzentrationen von 1,5 und 10 mM wurden in dieser Untersuchung als vielversprechende Methoden zur Bekämpfung solcher Krankheiten in vitro und in vivo verwendet. Die Ergebnisse zeigten, dass alle getesteten chemischen Induktoren in vitro bei unterschiedlichen Konzentrationen nur wenig Einfluss auf das Wachstum von M. phaseolina hatten. Die Wachstumshemmung von M. phaseolina wurde durch Erhöhung der Konzentration der chemischen Induktoren leicht verstärkt. Unter Treibhaus- und Feldbedingungen verringerten alle getesteten chemischen Induktoren die Holzkohlenfäule im Vergleich zur Kontrollbehandlung signifikant. Propylgallat und HQ führten zu der geringsten Schwere der Holzkohlenfäule. Im Gegensatz dazu wiesen SA und KS den geringsten Schutz gegen die Schwere der Holzkohlenfäule auf.

Außerdem verbesserten alle getesteten chemischen Induktoren die Wachstumsparameter der Augenbohnenpflanze signifikant, nämlich Pflanzenlänge, Zahl der Zweige/Pflanze, Frisch- und Trockengewicht der Pflanzen (kg/Feddan) und Ertragskomponenten, nämlich Hülsenlänge (cm), Zahl der Samenhülsen-1, Gewicht von 100 Samen, Gesamtertrag (kg Feddan) im Vergleich mit den Kontrollpflanzen während der Saisons 2014–2015 und 2005–2016. In 5 mM PG eingeweichte Augenbohnensamen wiesen in beiden Saisons die höchsten Ertragskomponenten auf, während HQ die niedrigsten aufwies. Die Analyse der Mineralzusammensetzung der Pflanzen zeigte einen signifikanten Anstieg der Gehalte an Stickstoff (N), Kalium (K), Phosphor (P) und Rohprotein bei Augenbohnenpflanzen, die aus mit chemischen Induktoren behandelten Augenbohnensamen gewachsen waren, im Vergleich zu Kontrollpflanzen während der Wachstumsperioden (2014–2015 und 2015–2016). Salicylsäure, gefolgt von PG, ergab in beiden Wachstumsperioden die höchsten Mineralgehalte.

Die Ansammlung von Ascorbatperoxidase (APO), Polyphenoloxidase (PPO), Phenylalanin-Ammoniak-Lyase (PAL), Superoxiddismutase (SOD)-Enzymen, Pathogenese-verwandtem (PR)-Protein (Chitinase und β-1,3-Glucanase), Phenol-, Flavonoid- und Ligningehalt in mit M. phaseolina geimpften und mit chemischen Induktoren behandelten Pflanzen war im Vergleich zu unbehandelten geimpften und unbehandelten nicht geimpften Pflanzen erhöht. PG verzeichnete während aller getesteten Bestimmungszeiträume die höchsten Werte an oxidativen Enzymen, Pathogenese-verwandtem (PR)-Protein und Phenol-, Flavonoid- und Ligningehalten. Generell beginnen die Enzymaktivitäten von APO, PPO und β-1,3-Gluconase nach zwei Behandlungstagen anzusammeln und erreichen Höchstwerte nach acht Tagen, während PAL, SOD und Chitinase Höchstwerte nach sechs Tagen erreichten und danach die Aktivitäten dieser Enzyme progressiv abnahmen. Andererseits stiegen die Gesamtwerte von Phenolen, Flavonoiden und Lignin in Augenbohnenpflanzen, die mit M. phaseolina inokuliert und mit getesteten Induktoren behandelt wurden. Die höchste Ansammlung von Phenolen wurde 6 Tage nach der Anwendung verzeichnet, während Flavonoide und Lignin 8 Tage nach der Anwendung den höchsten Wert aufwiesen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Chemikalien eine wichtige Rolle bei der Bekämpfung der Augenbohnen-Kohlefäule spielen könnten, da sie eine systemische Resistenz in Augenbohnenpflanzen induzieren.