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Forschungsstelle
ACW (ina)
Projektnummer
01.16.04.45
Projekttitel
Molekulare Diagnostik und Epidemiologie von agronomisch relevanten Schadorganismen
Projekttitel Englisch
Molecular diagnostics and epidemiology of agronomically relevant pests and diseases
Kurztitel
Molekulare Diagnostik Schadorganismen

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Schlüsselwörter
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Kurzbeschreibung
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Projektziele
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Neue Kenntnisse/Literatur
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Arbeitsvorgang/Stand der Arbeiten
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Kunden/Berichterstattung
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Englisch)
Molecular ecology, genomics, population genetics, molecular epidemiology, source tracking, identification, barcoding, marker development, marker assisted breeding
Kurzbeschreibung
(Deutsch)
Korrekte Identifikation von landwirtschaftlich relevanten Schädlingen und Krankheiten ist eine wesentliche Grundlage als Entscheidungsgrundlage für Quarantänemassnahmen und für einen erfolgreichen und nachhaltigen Pflanzenschutz. Zusammen mit epidemiologischen Daten über Häufigkeit, Verteilung und Vorkommen von Arten und über agronomisch relevante Eigenschaften bilden diese Informationen die Basis für die Entwicklung robuster und zuverlässiger Pflanzenschutz-Strategien.

1. Molekulare Diagnostik: Quarantäne-Diagnostik wird im Rahmen der Pflanzenschutzverordung durchgeführt. Sie ist in der Regel dringend und bedarf oft der Entwicklung/Modifikation molekularer Methoden zur genetischen Identifikation von unbekannten Quarantäneorganismen, weshalb dieser Arbeit eine hohe Priorität eingeräumt werden muss. Die Entwicklung von molekularen Markern für spezifische Eigenschaften wie Pathogen- oder Pestizidresistenzen ist die Voraussetzung für epidemiologische Untersuchungen über deren Häufigkeit und Auftreten, für die Pflanzengenotypisierung zur Validierung des Nuklearstocks und für die markerunterstützte Selektion von Apfelsorten.
2. Molekulare Ökologie und Epidemiologie: Vergleichende genomische, populationsgenomische und transkriptomische Analysen von agronomisch relevanten Organismen dienen dazu, Fragen über die genetischen Grundlagen von spezifischen Anpassungen zu beantworten und eröffnen damit neue Möglichkeiten für den Pflanzenschutz. Informationen über populationsgenetische Parameter bilden die Basis zum Verständnis von Faktoren, die für die Verbreitung und Populationsgrössen verantwortlich sind. Epidemiologische Untersuchungen der Häufigkeit und Ausbreitung von agronomisch relevanten Eigenschaften (z.B. Resistenzen) bilden die Grundlage für die Formulierung von Pflanzenschutz-Strategien, die zum Beispiel neu auftretende Pestizidresistenzen bei Insekten berücksichtigen müssen. Die Analyse der Daten bedient sich einer Bioinformatik-Infrastruktur die ständig weiter entwickelt werden muss. Im Rahmen von zwei EU-FP7 Projekten werden genetische Barcodes für die Identifikation von Nematoden (QBOL) etabliert und praxistaugliche molekulare Diagnostik-Tests für NPPO's (Q-Detect) entwickelt.
Projektziele
(Deutsch)
1. Molekulare Diagnostik: Die Quarantäneorganismen werden effizient identifiziert, die entwickelten/eingesetzten Methoden entsprechen dem aktuellen Standard. Die entwickelten/eingesetzten molekularen Marker sind zuverlässig und werden effizient eingesetzt.
2. Molekulare Ökologie und Epidemiologie: Molekulare Ökologie und Epidemiologie: Vergleichende Genomanalysen zwischen pflanzenpathogenen Mikroorganismen und nicht-pathogenen nahen Verwandten werden durchgeführt, um Pathogenitäts-Gene zu identifizieren. Der wichtigste Zielorganismus für diese Arbeiten ist der Feuerbranderreger Erwinia amylovora.
Populationsgenetische und epidemiologische Untersuchungen agronomisch relevanter Organismen werden durchgeführt um die Populationsstruktur und die wichtigsten Ausbreitungswege kennen zu lernen und damit Ansatzpunkte für einen verbesserten Pflanzenschutz und bessere Quarantänemassnahmen zu erhalten. Die wichtigsten Zielorganismen sind der Apfelwickler Cydia pomonella und pflanzenpathogene Nematoden der Gattung Meloidogyne.
Neue Kenntnisse/Literatur
(Deutsch)
Jänsch M, Frey JE, Hilber-Bodmer M, Broggini GAL, Weger J, Schnabel G, Patocchi A (2011) Plant Pathology, DOI: 10.1111/j.1365-3059.2011.02511.x
Smits THM, Rezzonico F, Kamber T, Blom J, Goesman A, Ishimaru CA, Frey JE, Stockwell VO, Duffy B (2011) PLOS one 6, 1-8 (e22247).
Aluja M, Guillén L, Rull J, Höhn H, Frey J, Graf B, Samietz J (2011) Bulletin of Entomological Research 101, 451-465.
Powney R, Smits T, Sawbridge T, Frey B, Blom J, Frey JE, Plummer KM, Beer SV, Luck J, Duffy B, Rodoni B (2011) Journal of Bacteriology 193, 785-786.
Smits T, Rezzonico F, Kamber T, Goesmann A, Ishimaru CA, Stockwell VO, Frey JE, Duffy B (2010) Journal of Bacteriology 192, 6486-6487.
Brunner P, Frey JE (2010) Journal of Evolutionary Biology 23: 797-804.
Frei A, Szalatnay D, Zollinger T, Frey JE (2010) The Journal of Horticultural Science and Technology 85, 277-282.
Pasquer F, Pelludat C, Duffy B, Frey JE (2010) BMC Biotechnology 10, 13.
Smits T, Jaenicke S, Rezzonico F, Kamber T, Goesmann A, Frey JE, Duffy B (2010) BMC Genomics 11:2; doi:10.1186/1471-2164-11-2.
Arbeitsvorgang/Stand der Arbeiten
(Deutsch)
Molekulare Diagnostik: Die Diagnosen werden auf der Basis der DNA-Sequenz des Barcode-Fragments des Gens Cytochrom Oxidase 1 durchgeführt. Dies erlaubt die Nutzung verschiedener Gen-Datenbanken und damit Zuordnungen auch bei "Nichtzielorganismen" bzw. Organismen, auf welche in spezifischen Analysen nicht getestet würde. Die Identifikation basiert auf einem Abgleich mit der Datenbank der "Barcoding Life" Initiative (BOLD - barcoding of life database) und GenBank.

Molekulare Ökologie und Epidemiologie: Etablierte populationsgenetische Labormethoden werden eingesetzt bzw. weiter entwickelt. Neue Methoden für den Einsatz des GS Junior, z.B. zur Anreicherung bestimmter Gene, werden evaluiert und adaptiert. Die aktuellen, für populationsgenetische Analysen notwendigen bioinformatischen Instrumente werden implementiert und Analyse-Pipelines zusammen gestellt. Diese Bioinformatik-Infrastruktur und die Tools werden von verschiedenen Gruppen der ACW benützt (Bakteriologie, Nematologie, Entomologie). Die populationsgenetischen Analysen ermöglichen Studien zur Ausbreitungsdynamik (Migration) und Invasionsbiologie (Herkunft, Invasionsverlauf) verschiedenster Schadorganismen. Die vergleichenden genetischen und genomischen Analysen erlauben Rückschlüsse über Anpassungen an die Umwelt (Temperatur, Wirte, Feinde) und ggf. Pflanzenschutzmassnahmen (Pestizid-Resistenzen). Diese Informationen finden Eingang in die Weiterentwicklung von nachhaltigen Pflanzenschutzstrategien.
Kunden/Berichterstattung
(Deutsch)
BLW: Vollzugsunterstützung bezüglich Quarantäneorganismen