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Forschung und Entwicklung bei TrüffelGarten
Die Symbiose zwischen Pilzen und Pflanzen wird Mykorrhiza gennannt, von griechisch: mykes, Pilz; und rhiza, Wurzel. Die Basis dieser Symbiose ist ein Stoffaustausch zum Nutzen beider Partner. Der Pilz erhält von der Pflanze Kohlehydrate, die im Zuge der Photosynthese gebildet werden. Im Austausch dafür versorgt der Pilze die Pflanze mit Makronähr-Stoffen wie Stickstoff, Phosphor, Kalium und mit Spurenelementen. Der Wasseraustausch zwischen Pilz und Pflanze ist ebenfalls von großer Bedeutung für das Gedeihen der Symbiosepartner. In funktioneller Hinsicht bildet der Pilzeine Erweiterung des Wurzelsystems, die Pilzhyphen können auch feinste Bodenporen erschließen. Es werden mehrere Typen von Mykorrhiza unterschieden, Trüffel zählen zu den Ektomykorrhizapilzen.
Trüffel können nur in Symbiose mit Bäumen und Sträuchern gedeihen. Man bezeichnet die symbiotische Vereinigung von Pilz und Feinwurzel als Mykorrhiza. TrüffelGarten hat eine erfolgreiche Methode entwickelt, diese Symbiose unter kontrollierten Bedingungen im Labor und im Glashaus herbeizuführen. Mit einem Jahr sind die Bäumchen bereit zum Auspflanzen. Ehe die Pflanzen jedoch zum Verkauf angeboten werden, müssen sie eine strenge Qualitätskontrolle durchlaufen. Es wird getestet, ob die Wurzeln wirklich mit der gewünschten Trüffelart und nicht mit einer anderen Pilzart mykorrhiziert sind.
Der erste Nachweis asexueller Sporenbildung bei Trüffeln gelang Alexander Urban, einer der beiden Gründer von Trüffelgarten gemeinsam mit Prof. Irmgard Krisai-Greilhuber (beide an der Universität Wien, Institut für Botanik) und mit Isabell Neuner-Plattner und Prof. Kurt Haselwandter (Universität Innsbruck, Institut für Mikrobiologie) und wird in der aktuellen Ausgabe der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Mycological Research veröffentlicht:
Die neue Form der Sporenbildung wurde in naturnahen Wäldern des
Wienerwaldes und des Waldviertels entdeckt und konnte bislang bei
zwei Trüffelarten (Weißliche Trüffel, Tuber borchii, und
Wenigsporige Trüffel, Tuber oligospermum) nachgewiesen
werden. Bei der Wenigsporigen Trüffel ist diese Entdeckung zugleich
der Erstnachweis dieser Art für Österreich. Die neubeschriebenen
Trüffelsporen haben äußerlich keine Ähnlichkeit mit den
unterirdisch wachsenden, bei Feinschmeckern begehrten Fruchtkörpern
der Trüffel. Der Nachweis der Zugehörigkeit der Sporen zu den
Trüffeln gelang durch DNA-Analyse, ähnlich wie einem
Vaterschaftstest. Der Nachweis asexueller Vermehrung bei Trüffeln
eröffnet neue Perspektiven für die Trüffelkultur: Die asexuelle
Fortpflanzung ist für den Organismus in der Regel weniger aufwendig
als die sexuelle und erlaubt daher meist viel höhere
Vermehrungsraten. Die der asexuellen Fortpflanzung entstammenden
Nachkommen haben gleiche Eigenschaften wie der mütterliche
Organismus.
Literatur: Alexander Urban, Isabell Neuner-Plattner, Irmgard Krisai-Greilhuber, Kurt Haselwandter 2004: Molecular studies on terricolous microfungi reveal novel anamorphs of two Tuber species. Mycological Research Vol. 107 (7): 747-756.
Ein neues, asexuelles Sporenstadium
Bei den neuentdeckten Vermehrungsstadien der beiden Trüffelarten handelt es sich um einen ca. 0,5 mm hohen, mit dem freien Auge kaum sichtbaren, weißlichen Flaum. Im Mikroskop erscheinen die Sporenträger glasig-durchsichtig und wirtelig verzweigt (ähnlich wie z.B. eine Zimmertanne). Die Sporen sind glatt, farblos und tropfenförmig und ca 4-5 µm lang, das entspricht ca. der Größe von 1/200 mm. Im Gegensatz zu den meist unterirdisch wachsenden Trüffeln werden die asexuellen Sporen oberflächlich am Waldboden gebildet, sie sind jedoch auf Grund ihrer Unscheinbarkeit bis jetzt übersehen geblieben. Während asexuelle Sporen (Konidien, Anamorphe,..) bei vielen Pilzarten vorkommen und bei zahlreichen Schlauchpilzen sogar das dominante oder auch das einzig bekannte Sporenstadium sind, waren bei Trüffeln bis jetzt ausschließlich die sexuell gebildeten Ascosporen bekannt. Diese Entdeckung ist eine Neuheit nicht nur für die echten Trüffeln selbst, sondern auch für ihre nächsten, ober- und unterirdisch wachsenden Verwandten, darunter beispielsweise die Lorcheln (Gattung Helvella). Leben im verborgenen – eine neue Trüffelart für Österreich
Die neuen Sporenstadien konnten durch den Vergleich ribosomaler DNA-Sequenzen zwei Trüffelarten zugeordnet werden: Der weißlichen Trüffel oder weißen Frühlingstrüffel (Tuber borchii), einer Art, die in Italien auch ein wichtiger Marktpilz ist (Tartuffo bianchetto), sowie der „wenigsporigen“ Trüffel (Tuber oligospermum), einer seltenen Art mit hauptsächlich mediterraner Verbreitung. Der Fund von asexuellen Sporenträgern der wenigsporigen Trüffel (Tuber oligospermum) ist zugleich auch der Erstnachweis dieser Art in Österreich. Dies wirft mehrere Fragen auf: kommt in Österreich auch die Trüffel zur Reife, oder beschränkt sich das Vorkommen auf die asexuelle Vermehrung, ein Phänomen, das nicht selten am Rand des Verbreitungsgebietes einer Art zu beobachten ist? Besteht das österreichische Vorkommen bereits seit längerer Zeit oder ist es das Resultat einer Arealausweitung dieser Art in Folge des Klimawandels? Da über die Verbreitung der Trüffel und anderer unterirdisch wachsender Pilze in Österreich in Summe noch sehr wenig bekannt ist, müssen diese Fragen derzeit noch offen bleiben.
Natürliche Lebensräume als Refugien der
Biodiversität
Die neuen Trüffel-Sporenstadien wurden im Wienerwald und im Waldviertel gefunden, jeweils in naturnahen Waldbeständen. Diese Entdeckung verweist nicht zuletzt auch auf die Bedeutung der Erhaltung naturnaher Lebensräume für den Schutz der Biodiversität, sowie auf die potentielle wirtschaftliche Bedeutung von Biodiversität. Ein nachhaltiger Schutz natürlicher Lebensräume ist daher nicht nur eine ethische Forderung, sondern auch Grundlage einer nachhaltigen wirtschaftlichen Entwicklung.
Ein neuer „Player“ im „wood wide
web“?
Alexander Urban: „Dieser Fund kam eigentlich unerwartet, mit André Breton könnte man auch von „objektivem Zufall“ sprechen. Möglich wurde diese Entdeckung erst durch die Anwendung molekularbiologischer Methoden in der Biodiversitätsforschung. Wir sequenzierten die Funde, da ich diese keinem beschriebenen Sporenstadium zuordnen konnte. Das Ergebnis war zunächst so überraschend, dass ich Mühe hatte, nicht an eine Probenverwechslung zu glauben. Erst als sich bei mehrfacher Wiederholung an mehreren Proben die Ergebnisse stets bestätigten, erschien uns eine Veröffentlichung gerechtfertigt." Der Fund dieser Sporen wirft auch ein neues Licht auf die Fortpflanzung der Ektomykorrhizapilze. Dabei handelt es sich um Pilze, die eine bestimmte Form der Symbiose, meist mit Bäumen, entwickelt haben. Die Entdeckung, dass das unterirdische Geflecht aus zahlreichen Pilzarten Bäume auch über Artgrenzen hinaus vernetzt hat den Vergleich mit dem „world wide web“ nahegelgt (T. Helgason, et al. 1998: Ploughing up theWood Wide Web. Nature. Vol. 394: 6692). Bislang war die Forschung auf Ektomykorrhizapilze mit meist großen und auffälligen, oft essbaren oder giftigen Fruchtkörpern („Schwammerln“) zentriert. Möglicherweise hat die viel unauffälligere asexuelle Sporenbildung aber eine bislang völlig unterschätzte Bedeutung für die Vermehrung dieser ökologisch so wichtigen Gruppe von Pilzen.
Wir möchten in Zukunft unter anderem der Frage nachgehen, ob sich die asexuelle Sporenbildung auch unter Kulturbedingungen sowie bei weiteren Trüffelarten nachweisen lässt. Die Kenntnis der asexuellen Fortpflanzung mancher Trüffelarten hat potenziell erhebliche Bedeutung für die Trüffelkultur.
Asexuelle und sexuelle Vermehrungsformen bei
Schlauchpilzen
Asexuelle Vermehrungsstadien kommen grundsätzlich bei sehr unterschiedlichen Organismen vor. Oft dient die asexuelle Vermehrung dazu, in kurzer Zeit sehr hohe Vermehrungsraten zu erzielen, da diese Vermehrungsform in der Regel schneller und weniger aufwändig ist als die sexuelle Vermehrung. Manche Organismen gehen auch dann zur asexuellen Vermehrung über, wenn die Lebensbedingungen zum Leben und Wachsen ausreichen, jedoch für die sexuelle Fortpflanzung nicht hinreichen. Bei vielen Arten, besonders bei Parasiten, sind Perioden asexueller Fortpflanzung Teil eines komplexen Generationswechsels, der oft auch mit einem Wirtswechsel einhergeht.
Bei Pilzen werden asexuelle Sporen (Konidien) an mehr oder weniger differenzierten Sporenträgern gebildet. Die Strukturen der asexuellen Sporenbildung werden auch als Anamorphe bezeichnet, im Gegensatz zu den Teleomorphen, die der Bildung und Verbreitung der sexuellen (meiotischen) Sporen dienen. Bei den Schlauchpilzen (Ascomyzeten) sind jeweils etwa 30.000 sexuelle und asexuelle Vermehrungsstadien bekannt, die in der Regel als eigene Arten beschrieben sind. In nur wenigen tausend Fällen ist die Verbindung von sexuellen und asexuellen Lebensstadien bekannt.
Biodiversität
Das Schlagwort Biodiversität bezeichnet die im Laufe der Evolution entstandene Vielfalt an unterschiedlichen Organismen. Die Pilze zählen neben den Gliederfüßlern (Insekten und andere) und den Bakterien zu den Organismengruppen, bei denen der Anteil noch unbekannter Arten besonders hoch eingeschätzt wird. Zwischen 70.000 und 100.000 weltweit beschriebene Pilzarten stehen geschätzten 1,5 Millionen Pilzarten gegenüber. Nicht nur in tropischen Wäldern, auch im Boden („the poor man´s rainforst“) und anderen Lebensräumen unserer Breiten werden laufend neue Arten beschrieben. Bedauerlicherweise können weder die wenigen Pilzkundler noch die Aktivitäten der Naturschützer mit der Geschwindigkeit der Zerstörung und Veränderung der Lebensräume Schritt halten.
Weitere Forschungen über Trüffel und
Trüffelkultur
TrüffelGarten ist aktiv in der Trueffelforschung tätig. Der Trüffelkultur stellen sich, trotz beträchtlicher Fortschritte in den letzten Jahren, noch viele ungelöste Fragen. Neben grundlegenden biologischen Fragestellungen, beispielsweise den Lebenszyklus der Trüffelarten betreffend, stehen sehr angewandte Fragestellungen:
Niederschlagsverteilung und
Trüffelwachstum
Welche Niederschlagsverteilung ist für die Trüffel optimal, und inwieweit lassen sich durch Bewässerung Niederschlagsdefizite ausgleichen? Die Analyse von Trüffelfundmengen und Niederschlagsdaten hat ergeben, das in unseren Breiten sowohl die Niederschläge des Winterhalbjahres als auch der Regen im Hochsommer wesentlichen Einfluss auf den Ertrag nehmen. Im Rahmen der Studie wurden Schwellenwerte für die Monatsniederschlage ermittelt, die nicht unterschritten werden dürfen, soll es nicht zu einer Minderung des Ertrages kommen. Damit wird es möglich, die Bewässerung exakt auf den Bedarf abzustimmen. Obenstehende Graphik vergleicht die auf Basis der Niederschlagsdaten vorhergesagte Trüffelproduktion mit tatsächlichen Fundmengen von Trüffelplätzen im südlichen Niederösterreich.
Qualitätskontrolle
Die Trüffelkultur steht und fällt mit der Qualität der Mykorrhizierung: sowohl Quantität als auch Qualität (die richtige Trüffelart) der Mykorrhizierung müssen stimmen, um dem Trüffelmyzel einen entscheidenden Startvorteil im Trüffelgarten zu geben. Die Testverfahren zur Qualitätssicherung stützen sich auf mikroskopische und molekularbiologische Analysen und sind arbeits- und laborintensiv. Die Entwicklung einfacherer, aber trotzdem sicherer Testverfahren wäre wünschenswert.
Diversität der Trüffelarten und anderer unterirdisch
wachsender Pilze
Die unterirdisch wachsenden Pilze (Hypogäen) zählen zu den hinsichtlich ihrer Verbreitung und Ökologie am wenigsten erforschten Organismengruppen in Österreich. Viele der unterirdisch wachsenden Pilze wurden bis jetzt nur an einem oder wenigen Standorten gefunden, von manchen Arten existiert nur eine einzige Aufsammlung aus Österreich. Alexander Urban und Tony Pla setzen die Forschungen von Kurt und Anna Mader über die Hypogäenflora Ostösterreichs fort. Ein Ergebnis unserer Suche ist der Erstnachweis zweier Trüffelarten in Österreich, der Gekrösetrüffel (Tuber mesentericum) und der Wintertrüffel (Tuber brumale). Es ist nicht unwahrscheinlich, dass noch weitere Arten in Österreich entdeckt werden.Wir bestimmen auch Ihre Trüffelfunde!
Ökologie
Welchen Einfluss kann die Trüffelkultur auf Landschaft, Landwirtschaft und Umwelt haben? Wir erwarten, dass der Einfluss überwiegend sehr positiv sein wird, da TrüffelGärten potentiell sehr wertvolle Lebensräume nicht nur für die seltenen Trüffel, sondern auch für Tier und Pflanzenarten sind. Darüber hinaus ist die Trüffelkultur gleichsam zu einer weniger intensiven Wirtschaftsweise "verurteilt", da beispielsweise Stickstoffdünger den Erfolg der Trüffelkultur selbst in Frage stellt. TrüffelGarten informiert über die Umwelt- und Naturschutz bezogenen Aspekte der Trüffelkultur.