20.03.2014 | Presseinformationen:

Dem Eschensterben auf der Spur Forscher der TU Braunschweig haben schädliche Verbindung des Erregers entschlüsselt

Nachweis der schädlichen Wirkung des Lactons an gekeimten Eschensamen

(English version below)

Forschern der Technischen Universität Braunschweig ist es gelungen, einen wichtigen Beitrag bei der Aufklärung des europäischen Eschensterbens zu leisten. Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen konnten eine bisher unbekannte Verbindung des Erregers aufspüren und deren keimhemmende und gewebezerstörende Wirkung gegen die Esche aufzeigen. Ihre Forschungsergebnisse stellen die Chemiker und Biologinnen in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ vor.

 

Der Aufklärung des Eschensterbens einen Schritt näher
Der Verursacher des europäischen Eschensterbens ist den Wissenschaftlern erst seit wenigen Jahren bekannt – die schädliche Wirkung des „Falschen Weißen Stengelbecherchens“ (Hymenoscyphus pseudoalbidus), einer vermutlich aus Asien stammenden Pilzart, ist allerdings schon seit vielen Jahren sichtbar. Seit Anfang der 1990er Jahre ist ihr ein beträchtlicher Teil des Eschenbestandes zum Opfer gefallen. Einen wichtigen Beitrag zur Entschlüsselung der schädlichen Wirkung des Erregers konnten nun Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen vom Institut für Organische Chemie und vom Institut für Mikrobiologie der Technischen Universität Braunschweig leisten.

Die Braunschweiger Wissenschaftler haben dafür den weitgehend unbekannten Sekundärstoffwechsel des Pilzes untersucht. Dabei sind die Forscher um Dr. Jeroen Dickschat und Dr. Barbara Schulz auf einen Duftstoff des Pilzes, das flüchtige Lacton 3,4-Dimethylpentan-4-olid, gestoßen. Das Besondere an flüchtigen Metaboliten ist, dass sie nur mit einer speziellen Apparatur aus dem Duftraum über einer Pilzkultur (Headspace) aufgefangen werden können, erläutert Dr. Dickschat. Das Institut für Organische Chemie der TU Braunschweig gehört zu den wenigen Forschungseinrichtungen, die zu diesem Zweck über einen „Closed-Loop-Stripping-Apparat“ (CLSA) verfügt, so der Experte weiter.

Mikrobiologinnen der TU Braunschweig testeten anschließend die Bioaktivität der Verbindung gegen Eschensamen. Dabei stellte sich heraus, dass das Lacton besonders schädliche Auswirkungen auf die Eschensamen zeigt: Es hemmt die Keimbildung und zerstört das Gewebe der Sämlinge. Diese Wirkung stellt eine besondere aggressive Schädigung dar, da der Pilz damit den eigenen Wirt und somit seine Lebensgrundlage zerstört, erläutert Dr. Dickschat. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kamen mit weiteren Tests zu dem Ergebnis, dass das Lacton nur die Europäische Esche schädigt, hingegen die in Asien beheimatete Japanische Esche nicht betroffen ist.

„Die Forschungsergebnisse legen nahe“, so Dr. Dickschat, „dass das Lacton einen maßgeblichen Anteil an der schädlichen Wirkung des Pilzes hat. Allerdings, muss es noch weitere Faktoren geben, die diese Wirkung bestimmen und die möglicherweise bei der Pflanze selbst liegen.“ Die Braunschweiger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler hoffen, dass Sie mit ihrer Forschungsarbeit nicht nur Grundlagen für die Untersuchung des Wirk- und Resistenzmechanismus gelegt haben, sondern auch der Kontrolle über den Pilz einen Schritt näher gekommen sind.

 

Publikation
C. A. Citron, C. Junker, B. Schulz, J. S. Dickschat, Ein flüchtiges Lacton aus Hymenoscyphus pseudoalbidus, Pathogen des Europäischen Eschensterbens, inhibiert die Keimung seines Wirtes, Angew. Chem. 2014, DOI: 10.1002/ange.201402290.

 

Kontakt
PD Dr. Jeroen S. Dickschat
Institut für Organische Chemie
Technische Universität Braunschweig
Hagenring 30
D-38106 Braunschweig
Telefon: +49 (531) 391-5264
E-Mail: j.dickschat@tu-bs.de
http://www.oc.tu-bs.de/dickschat

 

Towards a better understanding of ash dieback: Scientists of the TU Braunschweig discover phytotoxic substance from the ash pathogen

Scientists of the Technical University of Braunschweig made a significant contribution to the understanding of the European Ash dieback by isolating a previously unknown substance from the pathogen and investigating its destructive character. The metabolite proved to have a germination inhibiting effect towards ash and causes necroses in the plant tissue. The results of their studies were published in the current issue of the journal „Angewandte Chemie“.

 

One step closer to the understanding of Ash Dieback
The pathogen of ash dieback, the fungus Hymenoscyphus pseudoalbidus, was discovered only a few years ago. This fungus currently invades from Asia and causes effects that are visible since almost two decades. Since the 1990’s a significant part of the ash population in Europe was devastated by the fungus. An important contribution for the revalation of the pathogenicity of this organism was now made by scientists from the Institutes of Organic Chemistry and Microbiology from the TU Braunschweig.

The German scientists around Dr. Jeroen Dickschat and Dr. Barbara Schulz investigated the largely unknown secondary metabolism of the pathogenic fungus. They discovered a volatile lactone (3,4-dimethylpentan-4-olide) in the headspace of agar plate cultures of the fungus for which they used special equipment for headspace analysis (closed-loop stripping apparatus). The Institute of Organic Chemistry is one of the few institutions that have access to and experience with this method, explains Dr. Dickschat.

Biologists then testet the bioactivity of the volatile lactone against seeds of the ash tree. The lactone exhibited a strong germination inhibition towards ash seeds and caused necroses on the seedlings. By this agressive property, the fungus destroys its own host and habitat, comments Dr. Dickschat. The scientists came to the conclusion that only the European Ash is attacked by the lactone, whereas its Japanese sister species seems to be immune.

„We assume that the phytotoxic lactone plays a main role in the pathogenicity of the fungus“, says Dr. Dickschat, „but there are likely more factors involved that may originate from the plant itself.“ The scientists from Braunschweig hope to lay the ground for further work to understand the pathogenicity mechanisms of H. pseudoalbidus and probably pave the way to a control of the disease.

 

Publication
C. A. Citron, C. Junker, B. Schulz, J. S. Dickschat, A Volatile Lactone of Hymenoscyphus pseudoalbidus, Pathogen of European Ash Dieback, Inhibits Host Germination, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, DOI: 10.1002/anie.201402290.

 

Contact
PD Dr. Jeroen S. Dickschat
Institute of Organic Chemistry
Technical University of Braunschweig
Hagenring 30
D-38106 Braunschweig
Germany
Phone: +49 (531) 391-5264
E-Mail: j.dickschat@tu-bs.de
http://www.oc.tu-bs.de/dickschat