Da Stammfußnekrosen im Schadverlauf des Eschentriebsterbens sehr oft auftreten, die Standsicherheit des Baumes gefährden und zudem auch meistens die finale Absterbeursache darstellen, ist dieser Aspekt im Gesamtschadbild von zentraler Bedeutung.

Bisher ist nicht endgültig geklärt, wie Infektionen am Stammfuß der Esche verlaufen, welche Pilze beteiligt sind und welche Faktoren die Entstehung begünstigen. Es ist zu erwarten, dass das Mykobiom (Gesamtheit der vorkommenden Pilze) sowie auch der Schädigungsgrad der Eschenstammfüße von den Standortsfaktoren Feuchtigkeit, pH, Nährstoffe abhängt. Wissen über diese Zusammenhänge ist vonnöten, um weitere Bekämpfungsstrategien zu erforschen und gezielt Maßnahmen zum Schutz der Esche zu ergreifen. Außerdem können für die weitere forstliche Praxis Standortsempfehlungen ausgesprochen werden, an denen die Entwicklung von Stammfußnekrosen weniger stark zu erwarten ist und die Baumart Esche somit eine reelle Überlebenschance hätte.

Die Isolation von H. fraxineus Pilzstämmen aus Stammfußnekrosen ist wichtig für andere mikrobiologisch oder genetisch fokussierte Teilvorhaben des Gesamtverbunds, in welchen zum Beispiel die Züchtung von resistenten Eschen und neuartige Bekämpfungsstrategien gegen den Erreger des Eschentriebsterbens entwickelt und getestet werden.

• Die großen Unterschiede in der Virulenz verschiedener Isolate des Erregers des Eschentriebsterbens können hoffentlich mit diesem Vorhaben erklärt werden.
• Dies würde tiefe Einblicke in die Lebensweise des Pathogens erlauben und Rückschlüsse auf die evolutionäre Entwicklung im neuen Verbreitungsgebiet zulassen.
• Gegebenenfalls werden Standorte oder Gebiete identifiziert, in denen die Virulenz von H. fraxineus besonders hoch oder gering ist.
• Gegebenenfalls sind Aussagen über die historische Ausbreitung des Pilzes in Deutschland möglich.
• Gegebenenfalls sind Aussagen über die zukünftige Entwicklung der Virulenz von H. fraxineus möglich. Dies ist insbesondere im Hinblick auf langfristige Züchtungsarbeiten von Interesse.
• Auf dieser Basis könnten bisherige Strategien im Umgang mit dem Eschentriebsterben optimiert und neue Strategien entwickelt werden.
• Diese Arbeiten tragen vermutlich auch zu einem generell besseren Verständnis über die Evolution und Populationsentwicklung von invasiven Forstpathogenen außerhalb ihrer natürlichen Verbreitungsgebiete bei.
• Die Infektionsversuche liefern Daten zum Grad der Virulenz bestimmter Isolate. Verbundpartner können mithilfe dieser Daten die für ihre Versuchszwecke geeigneten Isolate gezielt aussuchen. So sind zum Beispiel beim Testen der Resistenz von Einzelbäumen gegenüber dem Eschentriebsterben (vergleiche Unterverbund FraxGen) besonders die virulenteren Stämme geeignet.

Zwar ließ sich der Erreger des ETS aus nekrotischen Stammfüßen von Eschen isolieren, der Infektionsweg in die Stammfüße ist jedoch ungeklärt. Genaue Erkenntnisse zu den Infektionsvorgängen an Stammfüßen von Eschen können helfen, Veränderungen hinsichtlich einer Stand- und Bruchgefährdung der Bäume zu beurteilen. Damit können derartige Schädigungen frühzeitig erkannt, verbundene Risiken (z. B. für Waldbesuchende oder arbeitende Menschen) minimiert und Eschenbestände stabilisiert werden.

Kenntnisse zur Dynamik der Holzzersetzung durch den Pilz erlauben die Beurteilung der Dringlichkeit von Sanierungsmaßnahmen.

Die genaue Kenntnis des Mykobioms der Rhizosphäre eröffnet Handlungsmöglichkeiten zur Sicherung von Eschenbeständen. Durch die Erforschung der pilzlichen Diversität an Eschenwurzeln und die Untersuchung der Interaktion des Eschentriebsterben-Erregers mit ausgewählten Pilzarten können die Auswirkungen des Eschentriebsterbens auf die pilzliche Biozönose ermittelt werden; diese Studien erfolgen in Laborexperimenten. Dadurch sollen Möglichkeiten und Wege zur Bekämpfung des Eschentriebsterbens aufgezeigt sowie zur Entwicklung waldbaulicher Maßnahmen beigetragen werden. Gegebenenfalls können weitere Infektionswege aufgedeckt werden.
Die Entwicklung biologischer Kontrollsysteme als Ansatzpunkte für eine Bekämpfung des Eschentriebsterbens mit Antagonisten sind wesentlicher Schwerpunkt von FraxForFuture; Beiträge hierzu leisten auch andere Teilprojekte.

Die genetische Zusammensetzung der detektierten H. fraxineus-Stämme, die durch Mikrosatellitenanalyse aufgefächert werden, ermöglicht zukünftig die Einordnung in schwächer oder stärker pathogene Stämme und ihre räumliche Verteilung in Beständen. Die Ermittlung des Einflusses von abiotischen Faktoren und des Mykobioms auf H. fraxineus und das Eschentriebsterben schafft ein vertieftes ökosystemares Verständnis. Die erstmalige Übersicht über die Pilzarten der Rhizosphäre und die Veröffentlichung von DNA-Sequenzen kann von zukünftigen Projekten als Referenz benutzt werden.

In diesem Teilvorhaben werden Transkriptomdaten (RNA-Seq) von H. fraxineus erhoben. Die Anzucht des Pathogens erfolgt sowohl in vitro auf mit Blattsubstrat supplimierten Nährmedien als auch in planta. Es werden Eschenarten ausgewählt, die auf eine Infektion entweder anfällig oder widerstandsfähig reagieren. Durch eine vergleichende Analyse der Transkriptomdaten soll ein Einblick in die unterschiedlichen Infektionsverläufe gewonnen und die Schlüsselgene identifiziert werden. Die Evaluierung der Expression von Genmarkern erfolgt in selektiertem anfälligen bzw. widerstandsfähigem Vermehrungsgut aus Blatt- und Stammfußnekrosen.

• Es werden Erkenntnisse zu Pathogen-Wirt-Interaktionen gewonnen, insbesondere zu den Faktoren, die eine endophytische oder nekrophytische Kolonisation ermöglichen.
• Durch die Zusammenarbeit mit den anderen Teilvorhaben sollen zudem Erkenntnisse abgeleitet und bewertet werden, die zu einer Hemmung des Wachstums oder Herabsetzung der Virulenz des Pathogens führen.

• Das Eschentriebsterben wird von einem krankheitsauslösenden Pilz, Hymenoscyphus fraxineus, verursacht. Ziel des Projekts ist es diese Krankheit zu bekämpften. Hierzu sollen harmlose, pilzliche Endophyten verwendet werden, die in Pflanzen wachsen ohne Krankheiten zu verursachen und gleichzeitig Metabolite produzieren, die H. fraxineus hemmen. Aus Untersuchungen an anderen Pilz-Baum-Interaktionen ist bereits bekannt, dass die biologische Bekämpfung mit endophytischen Pilzen, die aktive Metaboliten gegen Krankheitserreger ausscheiden, zur Behandlung von Bäumen erfolgreich eingesetzt werden kann.
• Für die Entwicklung der biologischen Behandlungsmaßnahme werden endophytische Pilze isoliert und die chemischen Strukturen ihrer inhibitorisch wirkenden Metaboliten aufgeklärt. Anschließend werden Eschensämlinge im Labor mit diesen Endophyten infiziert. Die Kandidaten, die H. fraxineus-Infektionen erfolgreich abmildern oder verhindern, werden weiter in jungen Eschenbäumen getestet. Unter Umständen erweist sich eine Mischinokulation mit mehreren Pilzen oder mit Pilzen und Bakterien als die erfolgreichste Behandlung der Esche (Zusammenarbeit mit Teilprojekt 2 und Teilprojekt 9).
• Ein weiterer Ansatzpunkt, um das Eschentriebsterben zu bekämpfen, könnten auch die krankmachenden Faktoren (Virulenzfaktoren) des Pathogens H. fraxineus darstellen. Hierzu gehören Substanzen, die der Krankheitserreger produziert, um Konkurrenten auszuschalten, oder die den Baum direkt schädigen. Um die schädlichen Einflüsse dieser Virulenzfaktoren auszuschalten, werden auch die chemischen Strukturen dieser Metabolite aufgeklärt.
• Für eine erfolgreiche Bekämpfung des Eschentriebsterbens wird es notwendig sein, die Esche durch verschiedene Maßnahmen zu stärken und zu behandeln, wozu dieses Projekt einen wichtigen Beitrag zu leisten hoffen.

Fungizide werden in der Landwirtschaft und im Gartenbau erfolgreich eingesetzt. Im Gegensatz zu diesen Monokulturen besteht das Ökosystem Wald aus einem empfindlichen Beziehungsgeflecht verschiedenster Organismen. Da Fungizide nicht selektiv auf den Erreger H. fraxineus wirken, sondern eine Vielzahl verschiedenster Pilze treffen, ist eine Bekämpfung mit Fungiziden undenkbar. Es wird also eine Alternative gesucht, die eine selektive Bekämpfung des Erregers ermöglicht. Der Einsatz von Viren könnte diesbezüglich erfolgreich sein, denn Viren können - in seltenen Fällen - die Infektiosität des pilzlichen Erregers herabsetzen. Dieses Phänomen ist als Hypovirulenz bekannt. Für die Bekämpfung des Kastanienrindenkrebses (Cryphonectria parasitica) wird bereits ein Virus (Cryphonectria parasitica Hypovirus 1) für die Bekämpfung des Pilzes in Europa erfolgreich eingesetzt. Der Vorteil einer solchen Bekämpfungsstrategie ist, dass sich die Viren selbständig vermehren und ausbreiten, aber auf natürliche Weise nicht weitere Pilzarten infizieren können und damit auf die jeweilige Pilzart begrenzt bleiben. Das Ökosystem als Ganzes wird also nicht beeinflusst. Eine künstliche Infektion über Artengrenzen hinweg ist im Labor dagegen für einige Pilz-Virus Kombinationen möglich.  
Viren, welche die Infektiosität des H. fraxineus herabsetzen, sind trotz intensiver Suche bisher nicht beschrieben worden. Deswegen müssen Viren gefunden werden, die über künstliche Infektion in den Erreger H. fraxineus eingebracht werden und hier eine Reduzierung der Infektiosität bewirken. Für H. fraxineus ist bisher weder eine Vorgehensweise zur Transfektion von Viren noch für eine Transformation von DNA beschrieben worden. Beide, Transfektion und Transformation, werden im Rahmen des Projektes entwickelt.
Anhand des Phänotyps verschiedener Virus-infizierter H. fraxineus-Isolate wird das Potential zur Reduzierung der Infektiosität (Hypovirulenz) abgeschätzt. Erfolgversprechende Infektionen werden für den Biotest in Teilprojekt 2 vorgeschlagen. Transfektionen und Transformationen können außerdem bei der Analyse von Wirt-Pathogen-Beziehung und der Entwicklung von Zielsequenzen helfen.

• Die Applikation der dsRNA hat viel Potenzial langfristig und nachhaltig zum Erhalt der Esche beizutragen, da es ein therapeutischer, kurzfristig wirksamer Ansatz ist und es zurzeit keine geeignete Methode zur direkten Bekämpfung des Erregers des Eschentriebsterbens gibt.
• Die Ergebnisse der Untersuchungen können auch auf andere Wirt-Pathogen-Systeme übertragen werden. Dafür wäre nur die Anpassung der dsRNA-Sequenz an die neuen Zielgene der Pathogene notwendig.
• Die Methode lässt sich zudem auf einen großen Maßstab skalieren, z. B. für den Einsatz in Baumschulen mit mehreren Hundert Sämlingen. Dafür ist die ökonomisch effiziente Herstellungvon dsRNA notwendig. Zudem bietet sich eine Nutzung von automatisierten Applikationsrobotern an.
• Der Transport von stammapplizierter dsRNA zu den Blättern wurde schon in anderen Bäumen und Pflanzen nachgewiesen und es ist zu erwarten, dass Eschen hier keine Ausnahme machen. Offen ist derzeit noch, ob die dsRNA effektiv von H. fraxineus aufgenommen wird und es zum Stilllegen der Zielgene führt.

In den letzten Jahrzehnten wurden zur Ertragssteigerung in Land- und Forstwirtschaft regelmäßig Fungizide eingesetzt, um Pilzkrankheiten zurückzudrängen. Ergebnis war häufig die Entwicklung von Resistenzen der Erreger gegen die eingesetzten Mittel. In der Forstwirtschaft ist der Einsatz von Fungiziden außerdem aus ökologischen und praktischen Gründen oft nicht angebracht. Einen komplett anderen Weg verfolgt die Forschung zur biologischen Kontrolle, die sich die antagonistischen Wechsel¬wirkungen zwischen den Mikroorganismen zu Nutze macht. Es existieren bereits umfangreiche Studien zu den antagonistischen Wirkmechanismen und eine langjährige kommerzielle Nutzung mikrobieller Präparate bei der Kontrolle von Pilzkrankheiten.
Im Mittelpunkt steht die Entwicklung eines biologischen Kontrollsystems für den Erreger des Eschentriebsterbens auf Basis von mikrobiellen Antagonisten. Die zeitliche Bestimmung der Persistenz der bakteriellen und pilzlichen Inokulationsstämme sowie des Erregers ermöglicht weitere Einblicke in die Konkurrenz innerhalb der Mikrobiota und die Interaktion mit der Pflanze. Zusätzlich kann so die Stabilität des biologischen Kontrollsystems eingeschätzt und überprüft werden.
Die Ergebnisse des Projekts erweitern am Beispiel des Eschentriebsterbens den Kenntnisstand zur Rolle der pflanzlichen Mikrobiota bzw. einzelner Antagonisten bei der Ausprägung von Resistenzen gegenüber biotischen Schaderregern und tragen zum Erkenntnisgewinn in der Interaktionsbiologie (Wechselwirkungen Pflanze-Mikroorganismen) bei.