Ko-Kultivierung von Cyanobakterien mit Arabidopsis thaliana (PDF)

Masterarbeit aus dem Jahr 2024 im Fachbereich Chemie - Biochemie, Note: 1,7, Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Sprache: Deutsch, Abstract: In dieser Arbeit wurde der Einfluss der Ko-Kultivierung von Cyanobakterien, insbesondere Nostoc muscorum, Nostoc calcicola und Anabaena cylindrica, auf das Wachstum von Arabidopsis thaliana mit und ohne Trockenstress untersucht. Die Ko-Kultivierung erfolgte im Gewächshaus als Topfkultur, wobei die Anzahl der Blätter, die Pflanzenhöhe, die Anzahl der Blüten, die Biotrockenmasse und die Pigmentkonzentration der Pflanzen gemessen wurden. Bei der Ko-Kultivierung ohne Trockenstress hatten die Cyanobakterien einen positiven Einfluss auf das Pflanzenwachstum, mit Ausnahme eines statistisch signifikanten negativen Einflusses auf die Pflanzenhöhe. Insbesondere die Ko-Kultur mit N. calcicola bzw. N. muscorum + A. cylindrica zeigte vergleichbare oder bessere Ergebnisse als die Negativkontrolle, wobei unter Trockenstressbedingungen die Ko-Kultur mit N. calcicola bzw. N. muscorum am besten geeignet war. Insgesamt wurde ein überwiegend positiver Einfluss der Cyanobakterien auf das Pflanzenwachstum festgestellt, wobei sich die Nostoc-Stämme als besonders vorteilhaft erwiesen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Cyanobakterien das Potenzial haben, die Auswirkungen von Trockenstress auf das Pflanzenwachstum zu mildern.

Die anhaltende Trockenheit in Deutschland im Jahr 2018 wurde auf der Grundlage belastbarer Schadensmeldungen der Bundesländer und der Erntestatistik als Ereignis von nationalem Ausmass eingestuft. Die Trockenheit hatte deutliche Auswirkungen auf die deutsche Landwirtschaft, die Hektarerträge lagen zum Beispiel bei Getreide um 16 % unter dem dreijährigen Mittel der Vorjahre. Ziel der Landwirtschaft ist es daher, die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegen Trockenstress zu verbessern und die negativen Auswirkungen zu reduzieren. Eine mögliche Lösung könnten Cyanobakterien sein, da sie auf verschiedene Weise gegen Trockenheit wirken und symbiotische Beziehungen mit Pflanzen eingehen können. Dabei können sie Stickstoff aus der Luft binden und in eine pflanzenverfügbare Form umwandeln, was das Pflanzenwachstum fördert und den Bedarf an Stickstoffdünger verringert.