Zuckerrübenlagerung – vom Mikrobiom zum Transkriptom

Abstract

Durch die zunehmende Verlängerung der Verarbeitungskampagne haben sowohl die Bedeutung der Zuckerrüben-lagerung in Feldrandmieten wie auch die dabei auftretenden Zuckerverluste zugenommen. Während der Lagerung wird die Zuckerrübe von Mikroorganismen besiedelt, die Lagerfäulen hervorrufen. Es wird vermutet, dass der dadurch entstehende Zuckerverlust auf die Aktivität von pflanzlichen und mikrobiellen Saccharose abbauenden Enzymen zurückzuführen ist, jedoch fehlte bisher der experimentelle Nachweis. Ziel der Untersuchungen war es daher, die Gen-expression dieser Enzyme in der Interaktion zwischen der Zuckerrübe und dem Lagerfäuleerreger Fusarium graminearum zu analysieren, um Rückschlüsse auf ihre Aktivität zu ziehen. Mit Hilfe des Verfahrens der real-time PCR (qPCR) konnte die Expression der pflanzlichen und mikrobiellen Gene nachgewiesen werden, wobei das Expressionsniveau eine starke Variabilität in Abhängigkeit vom untersuchten Gewebe (nekrotisch, Übergang, gesund) und der Inkubationsdauer (7, 14, 21 und 28 Tage) aufwies. Tendenziell zeigten die mikrobiellen Gene eher eine reduzierte Expression während der Fäulnisausprägung, wohingegen die pflanzlichen Gene zum Teil eine starke Expression aufwiesen. Die Ergebnisse demonstrieren erstmalig, dass die Ausbildung von Lagerfäulen zu einer starken Induktion pflanzlicher und mikrobieller Saccharose abbauender Enzyme führt. Dies verdeutlicht die zentrale Bedeutung mikrobiell induzierter Zuckerverluste für die Zuckerrübenlagerung.