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Pflanzenproduktion I (Subject) / Pflanzenkrankheiten (Lesson)
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- Krankheitssymptome Durch Befall / Infektion der Pflanze induziert# Pathogen lebt in der Pflanze Viroide, Viren, Bakterien, Phytoplasmen, Chromista, Cercozoa, Pilze obligate oder faklutative Parasiten Nematoden (sedentäre: Gallen-, Zysten-N.)
- Schadsymptome Durch Fraß- / Saugtätigkeit der Erreger an Pflanzen hervorgerufen Erreger ernährt sich vorwiegend an der Pflanze Nematoden (wandernde: saugende, fressende) Spinnentiere (Milben, Acari) Schnecken (Mollusca) Vögel Nagetiere
- Unterscheidung Krankheit und Schädigung Schädigung: kurzfristige Interaktion Pflanze <--> Umwelt nachteilige Veränderung der normalen zellulären Prozesse veringerte Leistung von Gewebe bzw Pflanze oft durch abiotische Stressbedingungen/Arthropoden bedingt Krankheit: dauerhafte Interaktion (irritation) Pathogen <--> Wirt Beeinträchtigung von Entwicklung und Wachstum der Pflanze dynamisch biologische Interaktion läuft in zeitlicher Sequenz von Ereignissen ab
- Nenne nicht-infektiöse (abiotische Faktoren) Ursachen von Pflanzenkrankheiten Temperatur Wasser Licht Toxische Chemikalien Pflanzennährstoffe Boden: pH-Wert, etc.
- Nenn infektiöse (biotische Agentien) Ursachen von Pflanzenkrankheiten Pilze (Fungi) Oomycota, Cercozoa Bakterien, Phytoplasmen Sedentäre Nematoden Parasitische Blütenpflanzen Viren und Viroide
- Nenne abiotische Schadfaktoren Klima und Witterung Temperatur (Frost, Kälte, Hitze) Licht (Intensität, Dauer, Qualität) Wind Niederschläge (Regen, Hagel, Schnee; Intensität) Bodenfaktoren Struktur (Verdichtung, O2-Mangel) Chemische Zusammensetzung (Nährstoffmangel bzw. überschuss, Schadstoffe, pH-Wert) Pflanzenbauliche Maßnahmen Agrartechnicken (Bodenverdichtung, Versalzung) Kulturtechniken (Grundwasserabsenkung) Agrochemikalien (Dünge- und Pflanzenschutzmittel) Immissionen (Gase, Stäube) Stress
- Beschreibe die Symptome bei Stickstoffmangel hellgrüne Färbung, vergilbende Blätter, schwacher Wuchs, Notreife
- Beschreibe die Symptome bei Kaliummangel Turgorverlust, Blattrandnekrosen, Fleckung älterer Blätter
- Beschreibe die Symptome bei Phosphormangel schwacher Wuchs, Blätter blaugrün bis rötlich
- Beschreibe die Symptome bei Magnesiummangel Aufhellung der Blätter - gefolgt von Wölbung und nekrotisierung der Interkostalfelder, Blattadern erst später betroffen
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- Beschreibe die Symptome bei Calciummangel Blattdeformationen, junge Blätter gekrümmt, Blattrandchlorosen, Absterben der Vegetationspunkte
- Beschreibe die Symptome bei Eisenmangel Chlorosen, vor allem der Interkostalflder, Blattadern bleiben lange grün
- Beschreibe die Symptome bei Bormangel Basis junger Blätter wird chlorotisch, stirbt ab, verfärbt sich schwarz, Wuchsdeformation, Trockenfäule
- Beschreibe die Symptome bei Molybdänmangel Deformation an jungen Blättern, Fleckung, später Vergilbung, Gelbfleckigkeit
- Beschreibe die Symptome bei Kupfermangel Chlorophylldefekte, Blattnekrosen, bei Getreide weiße, vertrocknende Blattspitzen und -ränder ("Heidemoorkrankheit")
- Beschreibe die Symptome bei Manganmangel helle Laubfärbung, Chlorosen - später Nekrosen - in Interkostalfeldern ("Dörrfleckenkrankheit" des Hafers)
- Welche Formen von physiologischen Schäden gibt es? Chlorosen Nekrosen Blattverlust Holzschäden
- Bedeutung von Pflanzenkrankheiten Erreger sind Konkurrenten des Menschen (Ertragsverluste) limitieren/beinflussen Art der (Nutz-)Pflanzen und des Anbaus in einem Gebiet reduzieren Quantität und Qualität der Pflazenproduktion ggf. giftige Stoffe für Mensch und Tier (Mykotoxine) Bekämpfung --> ökologische Kosten
- Welche Formen von Symptomen gibt es? äußerlich sichtbare Symptome anatomische und histologische Veräderungen Veränderungen des Stoffwechsels
- Nenne Arten von äußerlich sichtbaren Symptomen und ordne diesen ihre Ursache zu Welkeerscheinungen --> Tracheobakteriosen bzw. -mykosen Verfärbungen --> Virosen Absterbeerscheinungen --> Abwerfen von Pflanzenorganen, Dürre, Fäulnis Formveränderungen --> veränderte Phytohormonbalance Umfallerscheinungen --> Infektion der Stängelbasis Ausscheidungen --> Exsudate von Bakterien bzw. Pilzen Erreger --> Echter Mehltau, Falscher Mehltau, Rost Epiphyten --> Mistel Beschädigungen (Stich- und Fraschäden
- Wundheilung Dedifferenzierung der Zellen (Omnipotenz pflanzlicher Zellen)
- Nekrotisierung Blattflecken, Phytophthora infestans, Virusinfektionen, hypersensitive Reaktion
- Welche Formen von Wachstumsprogressionen und -Depressionen gibt es? Hypertrophien: Zellvergrößerung, z.B. Riesenzellensystem bei Plasmodiophora brassicae, Meloidogyne incognita, etc Hyperplasien: übernormale Zellvermehrung Bildung von Tumoren (Agrobacterium tumefaciens), Gallen, Hexenbesen, etc. Zellproliferation nach Virusbefall führt zu Enationen (blattähnliche Anhänge) Phytoplasmen und Taphrina spp. bedingen Hexenbesen, Blütenverlaubung bzw. -vergrünung (Phylloidie, Vireszenz)
- Hypoplastische Reaktionen quantitativ geringeres Wachstum, Zwergwuchs durch Tilletia contraversa und Viren
- Veränderungen von Zellbestandteilen Kernhypertrophie oder –degeneration Plasmabewegung, Vakuolisierung Plastiden (Chlorophyllverlust durch Toxine) Papillen, Einkapselungen eingedrungener Hyphen
- Cytologisch-histologische Auswirkungen Wundheilung Nekrotisierung Wachstumsprogressionen und -depressionen Hypoplastische Reaktionen Veränderungen von Zellbestandteilen
- physiologischen Auswirkungen Meist vor cytologisch-histologischen Auswirkungen, häufig spezifisch für Wirt-Parasit-System Permeabilität und Wasserhaushalt: Semipermeabilität von Membranen: häufig erstes Zeichen, Elektrolyt-Leakage, z.B. durch Toxine, pektolytische Enzyme Turgorveränderungen wirken auf Wachstum der Zellen Gaswechsel der Pflanzen Respiration (Atmung): erhöhte Stoffwechselaktivität, ADP- und AMP- Gehalt ↑↑, Energieverbrauch ↑↑, Pentosephosphat-Cyclus ↑↑, Aktivität von Oxidasen, Peroxidasen ↑↑ Photosynthese Transpiration Nukleinsäure- und Proteinstoffwechsel: DNAsen und RNAsen Veränderung der Genaktivität: mRNA und Protein-Muster verändert, PR-Proteine Physiologische Phenol-Stoffwechsel Phytohormone bzw. Wachstumsregulatoren
- Auxine (Störung des Phytohormon-Haushaltes) (Zellstreckung und -differenzierung, in jungen Teilen geb.) verändern Membranpermeabilität, Atmung / Stoffwechselaktivität ↑↑ (mRNA, Proteine, etc.) Gehalte häufig ↑↑ (Kohlhernie, Phytophthora infestans, Meloidogyne spp.), Schaderreger bilden z.B. Indol-3-Essigsäure
- Gibberelline (Störung des Phytohormon-Haushaltes) (Pflanzenwachstum ↑↑, Wirkung mit Auxinen häufig synergistisch), Nachweis an Gibberella fujikuroi, Erreger der Bakanae-Krankheit an Reis
- Cytokinine Bildung in Wurzelspitzen Differenzierung von Zellen Verhindern Abbau von Proteinen und Nukleinsäuren, verzögern Seneszenz (grüne Insel) Regulieren Sink-Source-Beziehungen
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- Ethylen Stimuliert Blattfall, Bildung von Adventivwurzeln Bildung von Phytoalexinen
- Abscisinsäure Inhibiert Wachstum und Samenkeimung Beschleunigt Alterungsprozesse, bedingt Kleinwuchs
- Entstehung einer Wirt-Pathogen-Interaktion Verbreitung und Übertragung von Krankheitserregern (und Schadtieren) Räumliche und zeitliche Koinzidenz Kontakt mit dem Wirt Eindringen in den Wirt Kolonisierung des Wirts Reproduktion Ausbreitung --> Unterdrückung oder Vermeidung der Wirtsabwehr --> Abwehr des Pathogens durch den Wirt
- Eigenschaften eines erfolgreichen Phytopathogens Infiziert (befällt) Wirtspflanze(n) Wachstum und Reproduktion Überleben in Abwesenheit des Wirtes Bildung von leicht zu verbreitenden Einheiten, z.B. Sporen Mechanismen zur Gen-Rekombination Anpassung an wechselnde Umweltbedingungen
- Pathogen Agens (lebend oder Virus), das Krankheit verursacht (auch Nematoden)
- Parasit Organismus, der sich von einem anderen ohne Gegenleistung ernährt
- Mutualismus Wechselbeziehung zwischen Lebewesen zweier Arten, die für die Individuen beider Arten vorteilhaft ist (Eusymbiose); zumindest eine der Arten kann auch ohne die andere überleben
- Pathogenität Fähigkeit eine Krankheit hervorzurufen; qualitativ (ja/nein), pathogen bzw. apathogen
- Virulenz Ausprägung / Grad der Pathogenität (quantitativ); schwach virulent, hoch virulent, etc. Ausstattung eines Pathogens mit Virulenzgenen (qualitativ), bestimmt Rass(-zugehörigkeit) spezifischer Pathogene; virulente Rassen kompatibel mit anfälliger Sorte, avirulente Rasse auf resistenter Sorte inkompatibel
- Aggressivität Ausprägung der Krankheit bzw. deren Verlauf; unabhängig vom Wirtsgenotyp
- Infektion Vorgang der Etablierung eines Pathogens in einem Wirt Zustand durch die Etablierung eines infektiösen Agens in einer passenden Wirtspflanze
- Kompatibilität Übereinstimmung von Faktoren (von Wirt und Pathogen), die zur Ausbildung einer Krankheit führen
- Inkompatibilität Mangel an Übereinstimmung führt zur Abwehr eines Pathogens
- Abwehr Ausprägung von Faktoren zur Unterbindung der Etablierung von Pathogenen an bzw. in Pflanzen
- Immunität Totale Abwehrreaktion einer Pflanzenspezies gegen Infektionen durch bestimmte Pathogenspezies (Nicht wirtsresistenz), beruht auf Zusammenspiel konstitutiver und induzierbarer Abwehrmechanismen
- Resistenz Genetisch determinierte Fähigkeit zur erfolgreichen Abwehr von Pathogenen; quantitativ
- Anfälligkeit Koplementär zu Resistenz
- Obligate parasiten hochspeziailisiert Vermehrung nur auf lebendem Substrat
- Fakultative Parasiten Größter Teil des Lebenszyklus auf dem Wirt, Wachstum und Vermehrung auch auf totem organischen Substrat möglich
- (Eu-)Symbionten (Mutualismus) Beide Partner profitieren vom Zusammenleben, zumindest zeitweise, Lebenszyklus im Wirt