English

As a result of the mutualistic symbiosis between the endophytic fungus Neotyphodium lolii and Lolium perenne (perennial ryegrass), various alkaloids are produced, including Lolitrem B and Paxilline. The increased production of Lolitrem B in N. lolii infected fodder grasses can cause the undesirable animal disorder ryegrass staggers. However, there are positive effects of the symbiosis, in that endophyteinfected grass becomes more competitive than uninfected in the presence of biotic and abiotic stresses. The aim of this work was to make detailed investigations of the effects of the Neotyphodium/grass interaction under the meteorological conditions ruling in Germany. The occurrence of N. lolii in varieties and ecotypes of L. perenne was assessed by staining plant tissue and subsequent microscopic examination. Infected plants were found only rarely in varieties, but were more frequent in ecotypes. NIRSpectroscopy was tested as a possible method for detecting the presence of N. lolii in L. perenne. As expected, the NIR-spectra of the seed samples in diffuse refexion could be obtained, but no significant differences were detected between results for N.-colonised and N.-free samples. Analysis of N. lolii-infected L. perenne from field trials for Lolitrem B showed that there is the potential for ryegrass staggers to occur in Germany. The Lolitrem B concentration of some samples was above the threshold for toxicity of 2000 μg/kg DM. The influence of the parameters temperature, fertilizer and season on Lolitrem B content, and the distribution of Lolitrem B within the plant, were studied in field trials as well as in accompanying climatic chamber experiments. In addition to the in vivo-investigations, the in vitro production of Lolitrem B- and Paxilline by N. lolii isolates was explored.

Deutsch

Bei der mutualistischen Symbiose zwischen dem endophytischen Pilz Neotyphodium lolii und Lolium perenne (Deutsches Weidelgras) werden die Alkaloide Lolitrem B und Paxillin gebildet. Eine vermehrte Produktion von Lolitrem B in mit N. lolii besiedelten Futtergräsern kann die Weidetiererkrankung „ryegrass staggers“ verursachen. Daneben erhalten die besiedelten Gräser besondere Eigenschaften, durch die die Population der Gräser konkurrenzfähiger gegenüber äußeren biotischen und abiotischen Stressfaktoren wird. Ziele der Arbeit waren detaillierte Untersuchungen zu den Auswirkungen der Neotyphodium/Gras Interaktion unter den in Deutschland herrschenden meteorologischen Bedingungen. In L. perenne-Sorten konnte nur selten der Pilz N. lolii nachgewiesen werden. Die in den besiedelten Sorten ermittelten Besiedlungsraten waren gering. Die untersuchten Ökotypen waren dagegen wesentlich häufiger mit N. lolii besiedelt, wobei auch wesentlich höhere Besiedlungsraten gefunden wurden. Weiter wurde die Möglichkeit des Einsatzes der NIR-Spektroskopie zur Bestimmung der N. lolii-Besiedlung untersucht. Zwar konnten in diffuser Reflexion aussagefähige Spektren aufgenommen werden, jedoch waren zwischen den Spektren der besiedelten und freien Proben keine signifikanten Unterschiede feststellbar. Die Ergebnisse der Freilandversuche zeigten, dass es in Deutschland zum Auftreten der Weidetiererkrankung „ryegrass staggers“ kommen kann. Die Lolitrem B-Gehalte einzelner Parzellen lagen oberhalb der toxischen Dosis von 2000 μg/kg. Daneben wurde in Freilandversuchen und Klimakammerversuchen der Einfluss der Parameter Temperatur, Düngung und Jahreszeit auf den Lolitrem B-Gehalt sowie die Verteilung von Lolitrem B innerhalb der Pflanze analysiert. Zusätzlich zu den in vivo-Untersuchungen wurde an N. lolii-Isolaten die in vitro Produktion von Lolitrem B und Paxillin untersucht.