The objectives of the present study were to identify potential European host trees for the Pine Wood Nematode (PWN) and to investigate the interrelationship between PWN, host trees and temperature.<br /> Inoculation experiments with a life stage mixture of 2400 to 4000 B. xylophilus per sapling were conducted with three to four year old saplings in greenhouse and climate chambers adjusted at 25 C. To evaluate the development of Pine Wilt Disease (PWD), symptoms were assessed in six wilt classes and water content of wood and needles were recorded. Nematodes were extracted from shoots and roots using a modified Baermann funnel technique. <br /> To determine the effect of B. xylophilus on mortality of P. sylvestris, nematodes were inoculated in 140 saplings with seven densities: 100, 300, 800, 2400, 4000, 6000, 10000. Nematodes were extracted four and twelve weeks after inoculation or at plant death if that occurred before end of experiment. Inoculum densities had no influence on mortality rate which was in general high (70-90 %). Higher population densities in saplings after four weeks were related to higher inoculum densities.<br /> After screening 13 conifer species, P. sylvestris, P. cembra, P. nigra, P. strobus, P. pinaster, P. radiata, P. mugo and L. decidua could be identified as potential sensitive and susceptible hosts for B. xylophilus isolates from Portugal, China and North America. L. kaempferii was moderately susceptible and P. pinea was only susceptible against the isolate from Portugal. A. alba, P. abies and P. halepensis were no hosts for B. xylophilus.<br /> Migration and population dynamics of PWN was studied on P. sylvestris saplings. Plants were divided into 17 segments and nematodes were extracted from each segment at nine sampling dates within a 27 day period after inoculation. The nematode population density per sapling reached three population peaks, 12, 19 and 27 days after inoculation. PWN could be isolated from all 17 segments six days after inoculation. Results indicate that B. xylophilus first migrate rapidly throughout the host before building up a high population level. Nematodes were found to develop several overlapping populations in time depending on the area of the sapling. Four consecutive stages of nematode invasion were observed: (1) Early migration, (2) Distribution and colonisation of all plant parts, (3) Population build up and (4) Retreat into the root-system.<br /> The effect of temperature on population dynamics of PWN and pathogenicity towards P. sylvestris, L. decidua and P. abies was studied by inoculation of sapling with 4800 nematodes. Experiments were carried out in climate chambers at 15°C, 20°C and 25°C. Nematodes were extracted from shoots and roots at seven sampling dates during a 61 day period. Temperature had a major effect on the population dynamics of B. xylophilus in both susceptible conifer species. Temperature had no influence on the pathogenicity of PWN, as maximum mortality in P. sylvestris and L. decidua was reached when temperature exceeded 20°C. However no wilt symptoms were detected at 15°C in any conifer species. The population in P. sylvestris increased to approximately 4000 nematodes per gram dry matter in shoots at 25°C. At 20°C the maximum population density in shoots was approximately 2500 nematodes per gram dry matter. A threshold population density of B. xylophilus must be reached for induction of irreversible wilt in P. sylvestris....
<p><strong>Untersuchungen zur Pathogenität, Invasionsbiologie und Populationsdynamik des Kiefernholznematoden Bursaphelenchus xylophilus (Steiner und Buhrer 1934) Nickle 1970 in Europäischen Koniferen</strong><br /> Ziel der Arbeit war es, den Wirtspflanzenstatus Europäischer Koniferen gegenüber B. xylophilus zu klären und die Wechselbeziehung zwischen Nematoden, Wirtsbäumen und Temperatur zu untersuchen. Inokulationsversuche wurden mir einer Population von 2400 bis 4000 Nematoden pro Pflanze an drei bis vier Jahre alten Schösslingen im Gewächshaus und in Klimakammern durchgeführt. Die Versuche erfolgten bei einer Temperatur von 25°C, sofern nicht verschiedene Temperatureinflüsse untersucht wurden. Um die Entwicklung der Kiefernwelke zu bestimmen, wurde die Welke in sechs Klassen bonitiert und zusätzlich die Wassergehalte von Spross und Nadeln gemessen.<br /> Um den Einfluss von B. xylophilus auf die Mortalität von P. sylvestris zu untersuchen, wurden insgesamt 140 Schösslinge mit sieben unterschiedlichen Populationsdichten inokuliert: 100, 300, 800, 2400, 4000, 6000, 10000. Die Inokulumdichte hatte keinen Einfluss auf die Mortalitätsrate. Sie war mit 70 % bis 90 % generell hoch. Vier Wochen nach Inokulation konnte ein Zusammenhang zwischen hoher Inokulationsdichte und hoher Populationsdichte in Schösslingen festgestellt werden.<br /> Im Wirtspflanzen-Screening von 13 Koniferenarten konnten die Arten P. sylvestris, P. cembra, P. nigra, P. strobus, P. pinaster, P. radiata, P. mugo and Larix decidua als Wirte für die B. xylophilus-Isolate aus Portugal, China und Nord Amerika bestätigt werden. L. kaempferi war moderat anfällig gegen B. xylophilus. P. pinea wies eine moderate Anfälligkeit für das Portugiesische B. xylophilus-Isolat auf. A. alba, P. abies und P. halepensis waren keine Wirte für den Kiefernholznematoden.<br /> Im Wirtspflanzen-Screening von 13 Koniferenarten konnten die Arten P. sylvestris, P. cembra, P. nigra, P. strobus, P. pinaster, P. radiata, P. mugo and Larix decidua als Wirte für die B. xylophilus-Isolate aus Portugal, China und Nord Amerika bestätigt werden. L. kaempferi war moderat anfällig gegen B. xylophilus. P. pinea wies eine moderate Anfälligkeit für das Portugiesische B. xylophilus-Isolat auf. A. alba, P. abies und P. halepensis waren keine Wirte für den Kiefernholznematoden.<br /> Für Untersuchungen zum Einfluss der Temperatur auf die Populationsdynamik von B. xylophilus und auf die Pathogenität gegenüber P. sylvestris, L. decidua and P. abies wurden Schösslinge mit Nematoden inokuliert. An sieben Probenterminen wurden Nematoden innerhalb eines Zeitraumes von 61 Tagen aus Spross- und Wurzelteilen extrahiert. Die Versuche wurden in Klimakammern bei Temperaturen von 15°C, 20°C und 25°C durchgeführt. Die Temperatur hatte einen Einfluss auf die Populationsdynamik von B. xylophilus in beiden anfälligen Wirtsarten. Nematoden entwickelten sich nicht in P. abies. Temperatur hatte keinen Effekt auf die Pathogenität des Nematoden. Die maximale Mortalität wurde bei Überschreiten von 20°C in P. sylvestris und L. decidua festgestellt. Keine der Koniferenarten zeigte Welkesymptome bei 15°C. Die Population in P. sylvestris erreichte mit 4000 Nematoden pro Gramm Trockenmasse höhere Dichten bei 25°C als bei 20°C. Daraus kann abgeleitet werden, dass die irreversible Welke in P. sylvestris durch eine Schwellenpopulation von B. xylophilus induziert wird.</p>...

In den Jahren 2006 und 2007 wurde die räumliche Verteilung von Fusarium spp. und assoziierter Mykotoxine in natürlich infizierten Weizenfeldern auf der Regionalebene und auf der Bestandesebene untersucht. Auf der Regionalebene lagen die beprobten Flächen 100 m bis 10 km auseinander, während auf der Bestandesebene in einem 20 m x 20 m-Raster beprobt wurde. Ein Großteil der Untersuchungen wurde auf rekultivierten Flächen durchgeführt, da deren Bodenhomogenität die Analyse räumlicher Verteilung erleichtert. Die Bestimmung des Befalls mit Fusarium spp. geschah mikrobiologisch und mittels quantitativer PCR. Die Mykotoxinkontamination wurde mit einer Analysemethode (LC-ESI/MS) zum simultanen Nachweis von 32 Mykotoxinen durchgeführt. <br /> Vorherrschende Arten auf den Flächen auf der Regionalebene waren in beiden Jahren F. avenaceum und F. poae. Auch F. culmorum und F. graminearum wurden regelmäßig isoliert. Im Jahr 2006 traten zusätzlich F. proliferatum und F. tricinctum auf. Die Häufigkeit befallener Körner lag mit 7,2 % und 5,9 % in beiden Jahren auf einem ähnlichen Niveau. Unterschiedliche Witterungsbedingungen zwischen Blüte und Ernte führten jedoch zu deutlich unterschiedlichen Befallsintensitäten in beiden Jahren (68 pg mg-1 in 2006, 513 pg mg-1 in 2007). Die Mykotoxine Deoxynivalenol, Zearalenon und Enniatin B wurden in allen Proben nachgewiesen, was deren hohe Bedeutung für die Getreideproduktion unterstrich. 3-Acetyldeoxynivalenol, Moniliformin, Monoacetoxyscirpenol und Nivalenol traten vereinzelt auf, dann aber in relativ hohen Konzentrationen<br /> Die Häufigkeit Fusarium-befallener Körner zeigte in vielen Fällen eine Aggregation im Bestand, was auf die heterogene Verteilung von Ernteresten der Vorfrüchte zurückzuführen war. Bei der Befallsintensität herrschten zufällige räumliche Verteilungen vor. In einigen Fällen wurde eine Tendenz zur Aggregation oder regelmäßigen Verteilung nachgewiesen. Die räumliche Verteilung der Mykotoxinbelastung war abhängig vom Mykotoxin. So traten Deoxynivalenol und Moniliformin vorwiegend zufällig verteilt auf, Enniatin B regelmäßig verteilt und Nivalenol, Zearalenon sowie Zearalenol zeigten ein aggregiertes Auftreten. Der Nachweis verschiedener Verteilungen für die Befallsparameter unterstrich die Bedeutung angepasster und optimierter Beprobungs- und Monitoringstrategien, um die Situation im Bestand adäquat abbilden zu können. <br /> Isolate von F. graminearum aus einem Weizenbestand wiesen eine ähnlich hohe genetische Diversität auf wie Populationen auf höheren Skalenebenen....
<strong>Occurrence of Fusarium head blight in wheat fields - spatial distribution of Fusarium species and associated mycotoxins</strong><br /> Investigations into the spatial distribution of Fusarium spp. and associated mycotoxins in naturally infected wheat fields were carried out in 2006 and 2007, both on a regional and a local scale. On the regional scale the distances between the sampled fields were 100 m to 10 km, whereas the sampling on the local scale was carried out in a 20 m x 20 m-grid. A major part of the investigations took place on recultivated lots where the putative homogeneity of the soil substrate was thought to facilitate the analysis of spatial distributions. Infection with Fusarium spp. was analysed both microbiologically and using quantitative PCR. Mycotoxin contamination was determined using a liquid chromatography method (LC-ESI/MS) for simultaneous detection of 32 mycotoxins.<br /> Predominant species in both years were F. avenaceum and F. poae, whereas F. culmorum and F. graminearum occurred less frequently. In 2006 F. proliferatum und F. tricinctum were also isolated from wheat kernels. The frequency of infected kernels was similar in both years, at 7.2 % in 2006 and 5.9 % in 2007. However, different climatic conditions in the period from flowering to harvest resulted in major differences in fungal biomass between years (68 pg mg-1 in 2006 and 513 pg mg-1 in 2007). The mycotoxins deoxynivalenol, zearalenone and enniatin B were detected in each sample, demonstrating their high relevance in the production of small grain cereals. 3-acetyldeoxynivalenol, moniliformin, monoacetoxyscirpenol and nivalenol were isolated less frequently, but in relatively high concentrations.<br /> The frequency of infected kernels showed aggregated patterns in half of the fields, which was explained by aggregations of residues of the previous crop. The spatial distribution of fungal biomass most frequently had random patterns, although in some cases a tendency to regular and aggregated patterns was observed. The spatial distribution of mycotoxin contamination depended on the mycotoxin. Deoxinivalenol and moniliformin showed predominantly random patterns, whereas enniatin B was largely distributed regularly. Nivalenol, zearalenone and zearalenole showed aggregated patterns. The occurrence of different patterns for the various disease parameters demonstrated the high relevance of adjusted and optimised sampling and monitoring strategies for analysing the disease situation in the field.<br /> Isolates of F. graminearum from one wheat canopy showed a similar high level of genetic diversity to populations on larger scales....

Salinity is one of the most serious constraints of rice production in the Mekong Delta of Vietnam. Currently, recommended strategies to overcome the adverse effects of salt stress include the use of tolerant cultivars, ...

Die gravitrope Krümmungsreaktion in höheren Pflanzen als Antwort auf eine veränderte Orientierung zum gegebenen Schwerkraftvektor ist geprägt von einer asymmetrischen Verteilung des Pflanzenwuchsstoffes Auxin. Daher scheint ...

Drought is a wide-spread limiting factor in coffee (Coffea arabica L.) production, but the development of adapted cultivars is hampered by a limited understanding of the physiological resistance mechanism and the extreme ...

Herbicides are an important tool for agricultural production to control weeds, avoid soil erosion, and maintain high yields. Highly competitive weeds like <i>Amaranthus</i> ssp. and <i>Sorghum halepense</i> have to be ...

Mit der vorliegenden Dissertation soll das ökologische Beziehungsgeflecht der Elsbeere (Sorbus torminalis) erfasst werden, einer in Deutschland seltenen, in zerstreuten, kleinen Populationen vorkommenden Baumart (Fam. Rosaceae). In den Jahren 2011 bis 2013 wurden Versuche zur Blüten- und Fortpflanzungsbiologie durchgeführt; auch wurden erstmalig die Tiere erfasst, welche die Ressourcen Blüten, Blätter und Früchte nutzen. Hauptziel dieser Arbeit ist es, die wechselseitigen Beziehungen zwischen Fortpflanzungssystem und Morphologie der Elsbeere einerseits und den Blütenbesuchern, Frugivoren und Herbivoren andererseits zu erfassen. Die Tiere wurden taxonomisch und autökologisch kategorisiert. Bei den Untersuchungsstandorten bei Bonn handelt es sich um eine Baumsamen-Plantage mit unbedrängten, gepfropften Elsbeeren und um einen seit Jahrzehnten forstlich nicht mehr genutzten Berghang des FFH-Gebiets Siebengebirge.<br /> Durch ihr generalisiertes Blütensyndrom sichert sich die konkurrenzschwache Elsbeere in allen für sie besiedelbaren Habitaten den größtmöglichen und von Umwelteinflüssen weitgehend unabhängigen Bestäubungserfolg. Die morphologischen und quantitativen Ausprägungen ihrer generativen Organe unterschieden sich signifikant je nach Standort. <br /> Die Bestäubungsversuche ergaben, dass durch Fremdbestäubung die höchste Anzahl an Samen je Frucht produziert wurde und somit die erfolgreichste von allen Bestäubungsvarianten war. Es gab Hinweise auf ein nicht vollständig funktionierendes gametophytisches Selbstinkompatibiltäts-System (GSI), welches zu einer Erhöhung des Homozygotiegrades führen kann, und entgegen früherer Erkenntnisse scheinen Apomixis und Autogamie bei der Elsbeere möglich zu sein. An der Plantage mit einer weitaus höheren Blütendichte wurden 78 Arten als Blütenbesucher dokumentiert, im Siebengebirge 37 Arten. <br /> Die Klopfschirmproben ergaben eine Phytophagen-Dominanz an beiden Standorten. Im Siebengebirge deutete der hohe Anteil parasitischer Hymenopteren auf eine höhere Spezialisierung dieser Gruppe hin sowie auf stabilere ökologische Verhältnisse und eine höhere strukturelle und floristische Biodiversität. In Folge des starken Befalls wurde die Elsbeerlaus (Dysaphis aucupariae) als sekundäre Nutzungsressource identifiziert, mit deren Auftreten die Zoodiversität in der Baumkrone erhöht wird. Durch die Züchtung von Schmetterlingsraupen mit Elsbeerlaub wurde ermittelt, dass 17 Lepidoptera-Arten die Elsbeere als Raupenfutterpflanze nutzen. <br /> Bei den frugivoren Vögeln konnten Stare und Drosseln als Haupt-Samenausbreiter bestätigt werden. Bei den Säugetieren wurden als potenzielle Samenverbreiter Rehe, Wildschweine und der Steinmarder mit einer Wildkamera eindeutig identifiziert. Die vorliegenden Untersuchungen führen zu einer für den Naturschutz positiven Erkenntnis: Die Elsbeere kann einen wertvollen Beitrag zu Arterhalt und Diversität einer Vielzahl von Insekten und frugivoren Vertebraten leisten und beim prognostizierten Klimawandel zur ökologischen Stabilisierung und Diversifizierung künftiger Forste beitragen....
<strong>The Significance of the Wild Service Tree (Sorbus torminalis L. Crantz) in Regard to Animal Ecology</strong><br /> This thesis aims to document the ecological web of the wild service tree (Sorbus torminalis) – a rare species of the Rosaceae family which in Germany occurs in scattered and small populations. During the years 2011 to 2013 research on flower visitors and reproduction biology were conducted and, for the first time, those animals were documented which use the tree´s annual resources flowers, leaves, and fruits. The main objective of this thesis is to record the mutual relationships between the reproductive system and the morphology of S. torminalis on the one hand and the flower visiting, frugivorous, and herbivorous animals on the other. These animals were classified taxonomically and autecologically. Both research sites are located near Bonn; one is a tree seedling plantation with grafted and generously spaced trees; the other is a slope on a hill in the nature reserve Siebengebirge (FFH, Flora-Fauna-Habitat-Directive) which has been taken out of forestry management for several decades.<br /> With its generalistic flower syndrome, the competitively weak service tree manages to ensure the greatest possible pollination success in all its suitable habitats. Due to the strong tree competition in the Siebengebirge, the two locations showed significant differences in the morphologies and quantities of the tree´s reproductive organs. <br /> Experiments proved that cross-pollination yielded the highest numbers of seeds per fruit which translated into the greatest reproduction success. There were signs pointing to a sometimes failing gametophytic self-incompatibility system (GSI) which can increase the degree of homozygosity. Contrary to literature, S. torminalis seems capable of apomixis and autogamy. On the plantation with its far greater flower density, 78 flower visiting species were recorded whereas the Siebengebirge location yielded 37 species.<br /> The beating tray results showed that the feeding guilds in both locations were dominated by phytophagous invertebrates. The high percentage of parasitic hymenoptera species in the Siebengebirge pointed to a higher specialization of this group and a more stable ecological situation as well as a higher structural and floral biodiversity there. As a consequence of a massive infestation with Dysaphis aucupariae, this aphid proved to be an abundant secondary food resource for many animals. The aphids increased canopy zoodiversity considerably. Rearing caterpillars exclusively with service tree leaves showed that also 17 butterfly species used the tree as a food resource.<br /> Starlings and thrushes were identified as main seed dispersers; a scouting camera captured roe deer, wild boars, and stone marten as potential seed dispersing mammals.<br /> The evaluation of the collected animal data leads to a positive insight for nature conservation: Wild service trees can considerably improve species conservation success and enrich the numbers and diversity of many invertebrate species as well as frugivorous vertebrates. And, last but not least, during a climate change, S. torminalis could help to ecologically stabilize and diversify future managed forests....

Arable soils usually store several thousand kg phosphorus (P) per ha, thus far exceeding the recommended P fertilizer dose to sustain crop yields. However, the soil profile is frequently not considered in fertilizer ...

Pflanzenassoziierte Bakterien können zum Pflanzenwachstum und zur Pflanzengesundheit beitragen, jedoch ist bisher wenig über ihre Abundanz, Diversität und ihr antagonistisches Potenzial zur biologischen Kontrolle bodenbürtiger ...

Challenging environmental conditions are known to alter glutathione homeostasis, notably by inducing the accumulation of oxidized glutathione, an effect that may be influential in the perception or transduction of stress ...