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Foto: goodluz/fotolia

Masterarbeit von Marcus Feldbaumer

Untersuchung der Abwehrreaktion von Robinia pseudoacacia bei Inokulation mit Verticillium nonalfalfae

Bei der Gewöhnlichen Robinie (Robinia pseudoacacia) handelt es sich um einen ursprünglich in Nordamerika beheimateten Baum, der Anfang des 17. Jahrhunderts in Europa eingeführt wurde. Hier gelang es ihr sich teilweise massiv auszubreiten und die heimische Vegetation zu verdrängen. Auch im Osten Österreichs kann die Robinie gehäuft auftreten und mitunter ökologische sowie wirtschaftliche Probleme verursachen. Ihre Bekämpfung gestaltet sich leider äußerst schwierig. Mechanische Bekämpfungsmaßnahmen führen aufgrund ihrer Kostenintensität und mangelnder Wirksamkeit meist nicht zu einem befriedigenden Ergebnis. Aus diesem Grund wurde ein vielversprechendes biologisches Herbizid das auf einem Pilz, dem Welkeerreger Verticillium nonalfalfae, basiert, an der Robinie getestet. Dieses sogenannte Myko-Herbizid wurde ursprünglich zur Bekämpfung des Götterbaumes, einer aus China stammenden Problembaumart, am Institut für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz (IFF) der Universität für Bodenkultur Wien entwickelt und lieferte hier sehr vielversprechende Ergebnisse. Im Gegensatz zum Götterbaum, der nach der Behandlung (Inokulation) mit dem Myko-Herbizid ausnahmslos abstarb, konnte sich die Robinie nach anfänglichem Welken wieder erholen. Die Masterarbeit “Untersuchung der Abwehrreaktion von Robinia pseudoacacia bei Inokulation mit Verticillium nonalfalfae“ ging nun der Frage nach, wie sich die Robinie gegen den Pilz zur Wehr setzt. Zu diesem Zweck wurde infiziertes und gesundes Holz der Robine untersucht.

Das Holz der mit dem Myko-Herbizid behandelten Robinien wies eine Reihe von Veränderungen auf, die teils bereits mit freiem Auge ersichtlich waren. Der Jahrring der im Jahr der Verabreichung des Herbizides gebildet wurde, zeigte vornehmlich im großporigen Frühholz punktförmige gräulich-, bräunliche Verfärbungen als Reaktion auf den Welkeerreger. Diese Verfärbungen waren meist über den gesamten Querschnitt verteilt und bildeten so einen Ring aus. Es zeigte sich auch, dass diese Verfärbungen von der Verabreichungsstelle des Herbizides über die Baumhöhe hin erst zunahmen und schließlich ab einer gewissen Höhe wieder abnahmen.

Unter dem Mikroskop konnten weitere Details der Abwehrreaktion erkannt werden. Einzelne Holzporen, die Gefäße genannt werden und zur Wasserleitung dienen
sowie das sie umgebene Gewebe, wiesen starke Verfärbungen auf. Auch die Verthyllung, Zellmembranen die Gefäße verschließen, waren stark verfärbt. Diese Verfärbungen deuteten zum einen auf die Einlagerung phenolischer Verbindungen, chemische Abwehrstoffe des Baumes, sowie auf abgestorbene Zellen hin. Das
Vorhandensein von abgestorbenem Gewebe wiederum, kann Zeichen einer sogenannten “Hypersensitiven Reaktion“ sein. Dabei handelt es sich um das vorsätzliche Absterben von mit einem Krankheitserreger infiziertem Gewebe, um dessen weitere Ausbreitung zu verhindern. Aber auch vom Krankheitserreger produzierte Giftstoffe könnten für das Absterben des Gewebes verantwortlich sein.

Neben den Verfärbungen konnten auch strukturelle Änderungen der Holzanatomie beobachtet werden. In gesundem Robinienholz wird im Frühholz ein mehrreihiges
Band aus großporigen Gefäßen gebildet. In weiterer Folge nimmt der Gefäßdurchmesser sowie die Häufigkeit der Gefäße stetig ab. Das Spätholz besteht dann zum Großteil aus dickwandigen Holzfasern mit nur mehr vereinzelten Gefäßen geringen Durchmessers.

Bei den mit dem Myko-Herbizid behandelten Robinien wurde hingegen ein weiteres Band an großen Gefäßen im Spätholz gebildet. Die relative Gefäßfläche des Spätholzes der behandelten Robinien war signifikant größer als jene der Kontrollproben und es konnte überdies auch kein statistischer Unterschied mehr zwischen der relativen Gefäßfläche des Frühholzes und der relativen Gefäßfläche des Spätholzes behandelter Robinien erkannt werden. Die Zellwanddicke der Holzfasern des Spätholzes der behandelten Robinien nahm hingegen deutlich ab. Das Phänomen eines zusätzlichen Bandes großer Gefäße im Spätholz ist der Literatur durchaus bekannt. Beispielsweise reagiert die Gewöhnliche Esche (Fraxinus excelsior) nach Zurückstutzen ihrer Krone ebenfalls mit der Anlage eines Bandes großporiger Gefäße im Spätholz. Die Abnahme der Zellwanddicke bei gleichzeitiger Zunahme großporiger Gefäße dürfte auf einen Trade-Off Effekt hindeuten. Das heißt, die Pflanze produziert vermehrt Leitungsgewebe auf Kosten von dickwandigen Holzfasern die der Festigkeit dienen.

Aufgrund der umfangreichen Abwehrreaktion der Robinie, dürfte das verwendete Myko-Herbizid nicht in der Lage sein, diesen Baum nachhaltig zu bekämpfen. Es ist allerdings nicht auszuschließen, dass andere Stämme des Pilzes eine größere Wirksamkeit zeigen könnten.

 

Download

Die Masterarbeit "Untersuchung der Abwehrreaktion von Robinia pseudoacacia bei Inokulation mit Verticillium nonalfalfae" (2018) von Marcus Feldbaumer wurde an der Universität für Bodenkultur Wien an dem Institut für Botanik: Stoffliche und energetische Nutzung nachwachsender Rohstoffe verfasst und kann hier heruntergeladen werden
(PDF-Download: 26,6 MB).

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