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Titelaufnahme

Titel
Maize endophytes - diversity, functionality and application potential / submitted by: Muhammad Naveed
VerfasserNaveed, Muhammad
Begutachter / BegutachterinSessitsch, Angela ; Puschenreiter, Markus ; Reichenauer, Thomas
Betreuer / BetreuerinSessitsch, Angela
ErschienenWien, 2013
UmfangXIV, 252 S. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Diss., 2013
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Endophyten / Pflanzenwachstumsförderung / Burkholderia phytofirmans PsJN / Enterobacter sp. FD17 / Photosynthese / Nährstoffgehalt / Trockenstress / L-tryptophan / Kolonisierung mit Endopyhten / Mais / Weizen
Schlagwörter (EN)Endophyte / Burkholderia phytofirmans PsJN / Enterobacter sp. FD17 / photosynthesis / antioxidant activity / nutrient content / drought stress / L-tryptophan / precursor-inoculum interaction / endophytic colonization / maize
Schlagwörter (GND)Mais / Weizen / Endophyten / Burkholderia / Enterobacter / Pflanzenwachstum / Dürreresistenz / Auxine
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-18126 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
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Maize endophytes - diversity, functionality and application potential [2.58 mb]
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Wir untersuchten das Potenzial von fünf Endophytenstämmen, das Wachstum und den Ertrag von verschiedenen Maissorten zu erhöhen unter axenischen und natürlichen Bodenbedingungen. Dabei wurde festgestellt, dass die Bakterien das Pflanzenwachstum unter keimfreien Bedingungen fördern. FD17-Inokulierung bewirkte in einem Containment Versuch eine Steigerung der Pflanzenbiomasse von 39% sowie eine Ertragsteigerung von 42%. FD17 besiedelte erfolgreich Rhizosphäre, Wurzel und Stämme. Enterobacter sp. FD17 zeigte das höchste Potential, Pflanzenwachstum unter natürlichen Bodenbedingungen zu fördern. Wir konnten zeigen, dass in vitro Tests von bakteriellen Endophyten dazu geeignet sind, bestimmte Stämme für die Anwendung in Feldversuchen auszuwählen. Der zweite Teil der Studie beschäftigte sich mit erhöhter Trockenstresstoleranz von Mais und Weizen durch die endophytische Besiedelung durch B. phytofirmans PsJN und Enterobacter sp. FD17 in Topf- und Feldversuchen. Die Resultate der Topfversuche zeigten eine signifikante Reduktion der Trockenstresssymptome. Dies zeigte sich in der Erhöhung der Stammbiomasse, der Wurzelbiomasse, des relativen Wassergehalts und der Photosyntheserate. Die Bakterienstämme kolonisierten die Maissetzlinge und konnten in den Wurzeln, im Stamm und den Blättern sowohl von nicht gestressten als auch gestressten Pflanzen nachgewiesen werden. Der Trockenstress wurde durch das Aussetzen der Bewässerung in den Zeiträumen der Ausläuferbildung und der Blütenbildung hervorgerufen. Im Detail bewirkte die Inokulation eine Ertragssteigerung von 18-21%. Unsere Resultate lassen vermuten, dass endophytische Bakterien verwendet werden können, um die Effekte von Trockenstress während des Wachstums von Mais und Weizen zu vermindern. Abschließend evaluierten wir die L-TRP-abhängige Wirkung von B. phytofirmans PsJN auf das Wachstum von Maispflanzen sowie die Auswirkung auf die Produktion von Auxinen in Topfversuchen. Die kombinierte Anwendung von PsJN und L-TRP bewirkte eine Steigerung der Sprossbiomasse bis zu 62%. Der Bakterienstamm kolonisierte die Maissetzlinge effizienter in der Anwesenheit von exogenem L-TRP. Die Resultate lassen vermuten, dass eine Inokulation mit PsJN bei gleichzeitiger L-TRP Zugabe einen sinnvollen Beitrag zur Ertragssteigerung von Mais bewirken könnte.

Zusammenfassung (Englisch)

We evaluated the growth promotion potential and colonization capacity of five endophytic bacterial strains for enhancing growth and yield of different maize cultivars under axenic and natural soil conditions. We found that the inoculant strains had the potential to improve maize seedling growth under axenic conditions. In the containment trial, FD17 inoculation significantly increased plant biomass and grain yield up to 39 and 42%, respectively, as compared to the un-inoculated control. We confirmed that strain FD17 is efficiently colonizes the rhizosphere, roots and stems of maize plant. Based on rigorous testing Enterobacter sp. FD17 showed highest potential to promote growth and health of maize grown under natural soil conditions. The second part of the study aimed to assess the drought stress resilience of maize and wheat through endophytic colonization by B. phytofirmans PsJN and Enterobacter sp. FD17 in the pot and field. Bacterial inoculation minimized the drought stress-imposed effects significantly increasing shoot biomass, root biomass, relative water content, photosynthesis and efficiency of PSII in the pot trial. The inoculant strains efficiently colonized maize seedlings and were recovered from roots, shoots and leaves of both irrigated and stressed plants. In the field, the plants were exposed to drought stress at tillering and flowering growth stage by skipping the respective irrigation. Inoculation increased grain yield up to 21 and 18%, respectively, at both stages over the control. These studies suggested that endophytic bacteria could be efficiently used to reduce the effects of drought stress on growth and yield of maize and wheat. In the third phase of study, we evaluated the L-TRP-dependent response of PsJN inoculation to maize growth and auxin biosynthesis under pot conditions. PsJN inoculation supplemented with L-TRP (10-5 M) significantly increased root and shoot biomass up to 62 and 55%, respectively, compared to control. The inoculant strain colonized more efficiently maize seedlings in the presence of exogenously applied L-TRP. The results imply that L-TRP-derived IAA biosynthesis in the rhizosphere by PsJN inoculation could be a useful approach for improving the growth and yield of maize.