Gulmira Sariyeva

Von Anfang Juli bis Ende August nahm ich an einem wissenschaftlichen Praktikum an der Fakultät für Biologie der Technischen Universität Darmstadt, im Labor für Insect-Associated Microorganisms and Microbial Control bei Assist. Prof. Dr. Andreas Leclerque teil. Das Ziel der Forschung war die Identifikation der Bakterienstämme, die mit molekulargenetischen Methoden aus den Birn- und Apfelbaumpflanzen der Region Yssikköl in Kirgisistan mit Symptomen des sogenannten „Feuerbrands“ isoliert wurden.

Bakterienbrände gelten als eine der weltweit gefährlichsten Krankheiten, die Obstpflanzen befallen können, und verursachen drastische Ernteeinbußen und großflächiges Baumsterben. Der Erreger, das Bakterium Erwinia amylovora, befällt vor allem Kultur- und Wildpflanzen aus der Familie der Rosengewächse.

Der Erreger wurde in den Jahren 2008-2009 nach Kirgisistan gebracht und breitete sich anschließend in sämtlichen Regionen aus. Diese Krankheit ist der Hauptfaktor beim Gesamtverlust an Birnenplantagen in Kirgisistan. Dabei ist anzumerken, dass Birnenplantagen und -gärten in Kirgisistan vor 20 Jahren sehr weitläufige Flächen bedeckten und hauptsächlich für den Export genutzt wurden.

Thomas Ott / TU Darmstadt

Altes Hauptgebäude der TU Darmstadt

Während meines Aufenthalts in Darmstadt arbeitete ich mit der Forschungsassistentin des Labors für Insect-Associated Microorganisms and Microbial Control, Dr. Haifa Ben Gharsa, zusammen. Sie lehrte mich, wie man die PCR mit verschiedenen DNA-Primern und Sequenzierungen von DNA-Amplikonen durchführt.

Das mikrobiologische Labor der TU Darmstadt ist sehr gut organisiert in Bezug auf sämtliche Abfallströme für unsterile und sterile Materialien. Die Arbeitsanweisungen für jeden Bereich des Labors sind sorgfältig vorbereitet und auszuführen. Ich lernte, den Laborraum nach den angeforderten Strömen zu organisieren. Zusammen haben wir 21 Stämme epiphytischer und pathogener Bakterien mittels der klassischen PCR und Sequenzierung von rpoB-, infB-, atpD- und 16sRNA-Genen, den verbreiteten Genen im Haushalt von bakteriellen Metabolismen, identifiziert.

Diese Stämme wurden in Kirgisistan aus verschiedenen Objekten (Äpfel, Birnen) und Regionen (Yssikköl und Naryn) isoliert. Diese Zahl an Stämmen ist für die Anfangsphase einer mikrobiologischen Forschung ziemlich hoch. Folglich habe ich 21 Stämme eindeutig identifizieren können, darunter: Erwinia aphidicola – der Erreger; Pantoae agglomerans – ein epiphytisches Bakterium mit einer sehr großen Bandbreite an stimulierenden Wirkungen auf den Gesundheitsstatus von Pflanzen und die Bodenfruchtbarkeit; Pantoae brenneri – der Erreger bei Pflanzen; sowie Leclercia- und Enterobacter-Stämme.

Privat

Im Labor der TU Darmstadt

Dieser Befund brachte mich auf die weiterführende Idee, die P. agglomerans-Stämme als biologisches Pflanzenschutzmittel gegen pathogene Bakterien wie Erwinia amylovora zu studieren, welches sich in den letzten 20 Jahren in Kirgisistan weit verbreitet hat und sich stark negativ auf Birnbäume auswirkt.

Ich habe nun damit begonnen, P. agglomerans mit E. amylovora zu vergleichen, um zu verstehen, welche Art von Interaktion sich zwischen diesen beiden verwandten Bakterien abspielt und welches Potenzial für deren Nutzung als biologisches Pflanzenschutzmittel gegeneinander besteht.

Es ist sehr schwierig, mikrobiologische und molekulargenetische Forschung in Kirgisistan durchzuführen, da es dort viel weniger Experten auf diesem Gebiet gibt und es an Material und Ausrüstung für mikrobiologische und molekulargenetische Experimente mangelt. Zudem ist es schwierig, finanzielle Unterstützung für diese Art von Forschung zu erhalten, die sehr teuer ist und großer Investitionen bedarf.

Ich bin der DAAD-Stiftung, meinem Stipendien-Paten Dr. Ohler und meinem wissenschaftlichen Berater Dr. Andreas Leclerque überaus dankbar für die freundliche Unterstützung dieser Forschung. In Kirgisistan gibt es diese Art von Forschung nicht und ich bin sehr daran interessiert, diese in Richtung Charakterisierung von Biopräparaten und Veröffentlichung nutzbringender Forschungsarbeiten voranzubringen.

Vor Kurzem kam ich mit einer anderen Mikrobiologin der Akademie der Wissenschaften in Bischkek in Kontakt und wir werden demnächst gemeinsam zu diesem Thema forschen.

Der nächste Schritt wird also die Planung von Experimenten mit kirgisischen P. agglomerans- und E. amylovora-Stämmen sein, um zu verstehen, wie sie miteinander interagieren und ob sich die eine Spezies als biologisches Pflanzenschutzmittel gegen die andere Erregerspezies einsetzen lässt. Ich werde diese Angelegenheit mit Dr. Leclerque besprechen, da er ein sehr erfahrener Experte auf dem Gebiet der mikrobiologischen und genetischen Erregerforschung ist.

Die Forschung wird im molekularbiologischen Labor der Staatlichen Universität Yssykköl durchgeführt werden, aber ich muss noch finanzielle Unterstützung finden. Ich habe einen Bericht auf der Facebook-Seite der Staatlichen Universität Yssykköl hochgeladen und einige der Forschungsergebnisse auf der Internationalen Konferenz der Technischen Universität Osch (Kirgisistan) im Oktober 2023 veröffentlicht, die ich im Dezember zudem in weiteren Fachzeitschriften veröffentlichen werde. Ich werde an einem gemeinsamen Forschungsprojekt mit Dr. Leclerque zur weiteren Bestimmung von Pflanzenerregern mitwirken.

Während meines Aufenthalts in Darmstadt begann ich, die Zeit, die ich nicht im Labor verbrachte, zum Schreiben meiner Habilitationsschrift zu nutzen, was eine großartige Möglichkeit war, mich unter angenehmen Bedingungen wie kostenlosem Internetempfang und der ruhigen und malerischen Naturlandschaft der Vororte Darmstadts mit ihren Weizenfeldern und majestätischen Eichenwäldern voll und ganz auf diese Arbeit zu konzentrieren. Ich habe die ersten 120 Seiten der Schrift fertiggestellt und sie zur Begutachtung durch meinen wissenschaftlichen Referenten in Bischkek eingereicht.

Darin sind auch die Forschungsergebnisse aus meiner Zeit an der TU Darmstadt enthalten und ich hoffe, dass sie die Habilitationsschrift durch ihren Status als neue und interessante Einsichten herausstechen lassen werden. Ich habe 2 Forschungsarbeiten mit Ergebnissen aus der TU Darmstadt veröffentlicht und sie in den Abschlussbericht des durch das Wissenschafts- und Bildungsministerium der Republik Kirgisistan geförderten Forschungsprojekts Nr. 68 "Entwicklung und Erprobung eines Biopräparats zur Behandlung von Bakterienbrand bei Obstbäumen in Kirgisistan" miteinbezogen.

Ich habe also versucht, meine Zeit in Darmstadt möglichst produktiv zu verbringen, indem ich die Forschungsaktivitäten im ergonomisch sehr gut ausgestatteten und organisierten Labor mit Wandern durch die malerischen Wälder und Felder in der Umgebung Darmstadts abstimmte. Aufgrund meines Hintergrunds auf dem Gebiet der Biologie und Pflanzenphysiologie war es für mich auch eine Freude, die deutschen Wälder mit ihren über 200 Jahre alten Eichen und Buchen, Wildtieren wie Wildgänsen, Rehen, Reihern, Wildschweinen etc. zu sehen.

Mir gefällt die Lebensart der Deutschen mit ihrer demokratischen Haltung zu Kleidung, regelmäßigem Sport und Spaziergängen durch die Felder und Parks, der Nutzung von Fahrrädern, Sauberkeit und Ordnung. Mein letzter Aufenthalt in Deutschland war in Jahr 2013 und es hat mich sehr gefreut, das Land mit wissenschaftlichen Vorsätzen erneut zu besuchen und seine Wälder, seine Lebensart, seiner Fortschrittlichkeit beim Gebäudebau, in der Forschung und dem Wissenschaftssektor wiedererleben zu können. Ich kehrte nach Heidelberg zurück, wo ich bereits 2003 Zeit verbracht habe, besuchte zum ersten Mal Wiesbaden und Mainz und war gebannt von der Größe und dem majestätischen Anblick des Rheins.

Ich stellte den Kontakt mit Professor H. K. Lichtenthaler wieder her, der während meines ersten DAAD-Stipendiums an der TU Karlsruhe im Jahr 2001 mein wissenschaftlicher Berater war. Es freut mich sehr, dass er noch immer sehr aktiv und engagiert ist und sich an mich erinnert hat. Ich habe vor, weiter mit Dr. Haifa Ben Gharsa aus Dr. Leclerques mikrobiologischem Labor zur Interaktion von Mikroorganismen zu forschen. Ich bin sehr froh, Mikrobiologieexperten gefunden zu haben, die meine Forschung ermöglichen können.

Zum Abschluss möchte ich mich vielmals bei Dr. Ohler, Dr. Andreas Leclerque und der DAAD-Stiftung für die Möglichkeit bedanken, nach Deutschland zurückzukehren, neue molekulargenetischen Techniken zu erlernen, interessante Forschungsergebnisse zu erzielen und so positive Emotionen aus meiner Zeit in Darmstadt mitzunehmen!