Regulierung toxigener Pflanzenpathogene - Ökologische Dienstleistungen der Bodenfauna

Bodentiere bieten eine Vielfalt an ökologischen Funktionen und Dienstleistungen. Dazu zählen beispielsweise die Stimulierung von Zersetzungsprozessen und der Abbau von Pflanzenrückständen, was eine Regulierung von Pflanzenpathogenen und eine Reduzierung von Schadstoffen zur Folge haben kann. Ungeklärt blieb bislang allerdings, inwiefern bestimmte Schlüsselorganismen (Regenwürmer: Lumbricus terrestris; Collembolen: Folsomia candida und Nematoden: Aphelenchoides saprophilus) und deren Interaktion einen signifikanten Beitrag zum Abbau von phytopathogenen und toxigenen Schadpilzen der Gattung Fusarium in Ernterückständen von Getreide leisten und somit zur Lösung agrarrelevanter Umweltprobleme beitragen könnten. Aus diesem Grund wurden 2011 und 2013 Untersuchungen im Freiland durchgeführt, anhand derer folgende Hypothesen geprüft werden sollten: (1) Die eingesetzten Bodentiere fördern den Abbau von Fusarium-Biomasse im Stroh; (2) Die Interaktion zwischen den Vertretern der Makrofauna, Mesofauna und Mikrofauna verstärkt die Reduzierung der Fusarium-Biomasse. In beiden Versuchsjahren wurde nach Versuchsende (4 und 8 Wochen) in Stroh und Boden die Fusarium-Biomasse in Form von Fusarium-Protein-Äquivalenten (FPE) mittels der ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay)-Methodik quantitativ bestimmt. Außerdem wurde die Biomasse der Regenwürmer sowie die Individuenzahlen von Collembolen und Nematoden erfasst. Als Parameter für die Attraktivität des Strohs wurde das Verhältnis zwischen den Anteilen des verbliebenen Strohs auf der Bodenoberfläche und des von den Regenwürmern in den Boden eingearbeiteten Strohs bestimmt. Die eingesetzten Bodentiere förderten den Abbau von Fusarium-Biomasse in Weizenstroh, wobei L. terrestris in seiner Funktion als Primärzersetzer den wesentlichen Beitrag leistete. Der Einfluss von Collembolen und Nematoden stellte sich in Anwesenheit von L. terrestris als vernachlässigbar heraus, da die Interaktion nicht zu einem verstärkten Rückgang der Fusarium-Biomasse führte. Im Wirkungsgeflecht zwischen Bodentieren und pilzlichen Schaderregern tragen vor allem anektische, detritivore Regenwürmer durch aktive Regulierung von Pflanzenpathogenen maßgeblich zur Erhaltung der Bodengesundheit als ökologische Dienstleistung in Agrarökosystemen bei

Diagnostic guidelines for the histological particle algorithm in the periprosthetic neo-synovial tissue

Background The identification of implant wear particles and non-implant related particles and the characterization of the inflammatory responses in the periprosthetic neo-synovial membrane, bone, and the synovial-like interface membrane (SLIM) play an important role for the evaluation of clinical outcome, correlation with radiological and implant retrieval studies, and understanding of the biological pathways contributing to implant failures in joint arthroplasty. The purpose of this study is to present a comprehensive histological particle algorithm (HPA) as a practical guide to particle identification at routine light microscopy examination. Methods The cases used for particle analysis were selected retrospectively from the archives of two institutions and were representative of the implant wear and non-implant related particle spectrum. All particle categories were described according to their size, shape, colour and properties observed at light microscopy, under polarized light, and after histochemical stains when necessary. A unified range of particle size, defined as a measure of length only, is proposed for the wear particles with five classes for polyethylene (PE) particles and four classes for conventional and corrosion metallic particles and ceramic particles. Results All implant wear and non-implant related particles were described and illustrated in detail by category. A particle scoring system for the periprosthetic tissue/SLIM is proposed as follows: 1) Wear particle identification at light microscopy with a two-step analysis at low (× 25, × 40, and × 100) and high magnification (× 200 and × 400); 2) Identification of the predominant wear particle type with size determination; 3) The presence of non-implant related endogenous and/or foreign particles. A guide for a comprehensive pathology report is also provided with sections for macroscopic and microscopic description, and diagnosis. Conclusions The HPA should be considered a standard for the histological analysis of periprosthetic neo-synovial membrane, bone, and SLIM. It provides a basic, standardized tool for the identification of implant wear and non-implant related particles at routine light microscopy examination and aims at reducing intra-observer and inter-observer variability to provide a common platform for multicentric implant retrieval/radiological/histological studies and valuable data for the risk assessment of implant performance for regional and national implant registries and government agencies