Forschung

Im Projekt “Traubenwelke – eine ungelöste physiologische Störung der Weinrebe” wird speziell die Phase der Induktion der Traubenwelke untersucht. Die Traubenwelke ist eine Reifestörung, die zu hohen wirtschaftlichen Verlusten führen kann, und speziell in Österreich ist die Rebsorte Zweigelt besonders betroffen. Zu Beginn der Reife, oder kurz danach, wird die Traubenwelke induziert und führt zu Weinbeeren mit geringem Zuckergehalt, hohen Säuregehalten, geringerer Färbung der Beerenhaut und der Bildung von Fehlaromen. Die Auslöser und die Prozesse in der Pflanze die zur Symptomausprägung führen sind nach wie vor unklar. Im aktuellen Projekt folgen wir der Hypothese, dass die Traubenwelke durch die Folge eines reduzierten Transportes von Assimilaten zu den Weinbeeren bedingt wird. Basierend auf dem aktuellen Wissen werden wir uns im aktuellen Projekt auf die Morphologie des vaskulären Systems und der bewussten Induktion von Traubenwelke Symptomen in der in vitro Kultur fokussieren. Eine Kombination aus mikroskopischen Techniken und molekular biologischen Methoden wird angewendet. Diese frühe Phase der Induktion der Traubenwelke wurde bislang nicht untersucht. Wir erwarten von den Ergebnissen entscheidende Hinweise auf mögliche Auslöser der Traubenwelke.

Nach der Einschleppung der Reblaus (Daktulosphaira vitifoliae; Phylloxeridae) in Europa im 19. Jahrhundert wurde sie zum bedrohlichsten Schädling des weltweiten Weinbaus. Die Wurzelform des monophagen Insekts initiiert Wurzelgallen (Nodositäten) an anfälligen und partiell resistenten Vitis spp.. Die Reblaus schädigt die Wirtspflanze durch den Konsum von Assimilaten, die Unterbrechung der Wasser- und Nährstoffaufnahme und die Manipulation der Sink-Source Allokation darüber hinaus schafft sie Eingangspforten für Sekundärinfektionen. Die Veredelung von Edelreisern auf resistente amerikanische Unterlagen Vitis spp. und deren Hybriden war mehr als 150 Jahre lang die Hauptkulturmaßnahme zur Bekämpfung dieses Parasiten. Aufgrund der Entwicklung und Ausbreitung größerer Populationen aggressiver Reblausstämme in europäischen Weingärten in Kombination mit biotischen und abiotischen (im Kontext des Klimawandels) Effekten an Reben mit phylloxerierten Wurzelspitzen, treten verstärkt Reblausschäden in Weingärten auf. Wissen über die Reblaus-Rebinteraktion ist immer noch dürftig und bezieht sich lediglich auf die Wirtspflanzenabwehr, da es heutzutage keine resistenten Unterlagen gibt. Alle Unterlagen gelten als partiell resistent. Spezifische Effektoren, die vom Parasit sekretiert werden, sind für eine kompatible Reblaus-Vitis Interaktion nötig. Kenntnis über diese Effektoren erlaubt die Identifizierung von Pflanzenabwehrmechanismen für die Induktion solider Reblausresistenz an der Weinrebe. Diese Studie zielt darauf ab Effektormoleküle für die Reblaus-Rebinteraktion, welche die Aggressivität des Parasits ausmachen, zu identifizieren und zu definieren. Zusätzlich wird Basiswissen über die Galleninduktion und Gallenbildung sowie über den Einfluss der Effektoren auf Signaltransduktionswege auf molekularer und zellulärer Ebene generiert. Innerhalb dieses Projektes planen wir in den Insekten hochregulierte Transkripte mit Hilfe von RNA Extraktion kombiniert mit neuer RNAseq Technologie zu identifizieren. Hochregulierte Transkripte werden mit qRT-PCR verifiziert. Anschließend wollen wir mit GE-LC-MS/MS und LC-MS/MS extrahierte Proteine von zwei Reblausstämmen mit verschiedener Wirtspflanzenanpassung (AT1 und DE1) sowie Proteine aus dem Wirtspflanzennährgewebe von drei Vitis-Arten (Unterlagen Teleki 5C (V. berlandieri x V. riparia), Fercal (B.C. n°1B × Richter 31) und Vitis vinifera L. cv. Riesling) identifizieren und charakterisieren. Mit Bioinformatik werden Kandidateneffektoren anhand der Protein- und Transkriptionserkenntnisse ausgewählt. Der regulatorische Einfluss der ermittelten Kandidateneffektoren wird anhand der Wirtspflanzenabwehrreaktion von Zellkulturen getestet und bestätig werden. Genexpressionsniveaus von Effektor behandelten und unbehandelten Zellen werden mit qRT-PCR verglichen.

The overall goal of the proposed project is to develop a concept for the management of Central European vineyards and their surrounding landscapes in order to enhance biodiversity providing those ecosystem services which have the potential to improve vineyard health and economic value. We will use a standardized set of observational and experimental studies across a wide range of Central-European (non-Mediterranean) vineyard systems in France, Switzerland, Germany, Austria and Romania in order to unravel relationships between factors promoting biodiversity focusing especially on soil biodiversity (plants, biological activity and mesofauna) and functioning and the relevant supporting, provisioning and regulating ecosystem services required such as soil fertility, structural stability, water provision as well as pest and weed control. Three scales will be considered, a) the vineyard production area with its zones not directly used for cultivation such as alleyways, b) the vineyard surrounding area with its ecological infrastructures, and c) the surrounding landscape with its landscape elements. The observational studies will be carried out at a considerable number of vineyard locations in each participating country including a set of plots covering landscape diversity, sampling of soil properties, soil biological activity, plants and mesofauna as well as management factors such as tillage, herbicide weeding, mowing and slashing and fertilization on the plot scale. Additionally, type, density and patterns of ecological infrastructures such as hedges, ditches and other semi-natural habitats within and around the vineyard systems as well as relevant landscape parameters representing landscape complexity and connectivity will be considered.