7. Arbeitsgebiet: Resistenzzüchtung i.e.S.
Ansprechpartner:
Prof. Dr. Thomas Miedaner, Hohenheim
Den Termin des nächsten AG-Treffens finden Sie unter "Neuigkeiten" im GPZ-Terminkalender! Hier finden Sie auch die aktuellen Programme der Veranstaltungen sowie Informationen zur Anreise, etc..
Bericht über die gemeinsamen Vortragstagung der AG Krankheitsbekämpfung und Resistenzzüchtung in Getreide, Hülsenfrüchten und Raps und der Deutschen Phytomedizinischen Gesellschaft
„Fortschritte in der Krankheitsbekämpfung und Resistenzzüchtung bei
landwirtschaftlichen Kulturpflanzen“
am 05./06. Dezember 2011 in Fulda
- 125 Teilnehmer –
Organisation: Prof. Dr. T. Miedaner, Hohenheim,
Prof. Dr. P. Zwerger, Braunschweig, und Dr. B. Holtschulte, Einbeck
Die Vorträge der Veranstaltung finden sich bald als PDF-Dateien am Ende dieses Berichts!
Die gemeinsame Resistenztagung der drei oben genannten Organisationen
in Fulda ist erfreulicherweise zu einem festen Termin geworden. Es ist
nach wie vor die einzige Veranstaltung, die Phytopathologen, den
amtlichen Pflanzenschutzdienst und Pflanzenzüchter zusammenbringt.
Der erste Tag wurde wie immer von der AG Krankheitsbekämpfung gestaltet und widmete sich zunächst der Neuregelung des Pflanzenschutzrechts. In Ergänzung des EU-Pflanzenschutzmittel-Rechtspakets, bestehend aus der „Verordnung (EG) Nr. 1107/2009 („EU-Pflanzenschutzmittelverordnung") sowie der „Richtlinie 2009/128/EG („Rahmenrichtlinie Pestizide“), wurde im Dezember 2011 von Bundestag und Bundesrat ein neues Pflanzenschutzmittelgesetz verabschiedet. Darin enthalten sind ergänzende Bestimmungen sowie Grundsatzregelungen für die Umsetzung der Rahmenrichtlinie Pestizide auf Bundesebene (K. Schorn, Bonn). Die Ausführungsgesetzgebung bei der Umsetzung hat auf Ebene der Bundesländer zu erfolgen. Damit wird im Pflanzenschutzmittelbereich in der Zukunft vieles neu (C. v. Kröcher, Hannover). Alle EU-Staaten müssen künftig nationale Aktionspläne zur Verringerung von Risiken und Auswirkungen, die durch die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln entstehen können, erarbeiten. Der Integrierte Pflanzenschutz soll ab 2014 in allen EU-Staaten verbindliches Ziel werden, um die Anwendung chemischer Pflanzenschutzmittel auf das notwendige Maß zu beschränken. Dies kann erhebliche Auswirkungen auf die landwirtschaftliche Praxis, aber auch die Resistenzzüchtung haben, wenn dieses Ziel ernst genommen wird. Neu ist auch ein Zonensystem zur Zulassung, das einen erleichterten Zugang zu PSM anderer Mitgliedstaaten derselben Zone gewährleisten soll. Als kritisch wird dabei die Einteilung Deutschlands in eine Mittlere Zone gesehen, während Frankreich komplett zur Südlichen Zone gehört (V. Koch-Achelpöhler, Frankfurt).
Bei der Resistenzzüchtung gegen tierische Schaderreger standen zunächst die Weizengallmücken mit drei Vorträgen im Vordergrund (J. Lehmhus, Braunschweig; M. Taylor, Peine; S. Haas, Quedlinburg). Weitere Vorträge galten der Resistenz von Raps, Mais und Lupinen gegen tierische Schädlinge (B. Ulber, Göttingen; A. Berndt, Quedlinburg; F. Foiada, Freising). Deutlich wurden bei allen Vorträgen die großen Schwierigkeiten der Phänotypisierung bei Befall mit Insekten, auch wenn künstliche Infestierung angewendet werden kann. Die Wiederholbarkeiten der Versuche sind trotz aller Anstrengungen oft nur gering, was den bescheidenen Zuchtfortschritt auf diesem Gebiet erklärt.
Der zweite Tag galt zunächst Vorträgen aus dem Schnittpunkt zwischen Phytopathologie und Pflanzenzüchtung. Dabei eröffnete ein Einführungsvortrag von P. Schweizer, Gatersleben, neue Einblicke in die Nichtwirtsresistenz und ihre mögliche Nutzung in der Zukunft. Es wurde klar, dass Nichtwirtsresistenz von Gerste gegenüber Weizenmehltau einen aktiven Vorgang der Pflanze darstellt, für den es inzwischen mehrere Kandidatengene gibt. Ein weiterer Schwerpunkt waren bodenbürtige Viren an Getreide, wo T. Kühne, Quedlinburg, einen umfassenden Überblick über den Forschungsstand bei Gerstengelbmosaikvirus gab und U. Kastirr, Quedlinburg, neue Erkenntnisse über den Viruskomplex bei Roggen vorstellte. In Genbankmaterial fanden sich vielversprechende Populationen und Wildroggenakzessionen. Ein zweiter Schwerpunkt bestand in der Vorstellung des Auswertungsprogrammes RESI in seinen biometrischen (E. Moll, Kleinmachnow) und anwendungstechnischen Aspekten (K. Flath, Kleinmachnow). Es ermöglicht SAS-basiert die varianzanalytische Auswertung von Resistenzdaten, deren Umsetzung in Bonituren, die Durchführung multipler Mittelwertvergleiche sowie die übersichtliche Darstellung der Ergebnisse. Am Beispiel Weizen/Gelbrost wurden die Fortschritte in der praktischen Resistenzzüchtung der letzten Dekade deutlich. In weiteren Vorträgen ging es um die Laborbefunde zur Resistenz von Fusarium culmorum gegen Azolfungizide (A. Serffling, Quedlinburg), wobei die enorme Anpassungsfähigkeit dieser Erreger deutlich wurde. S. Rietz, Kiel, zeigte schließlich Möglichkeiten zur Nutzung von Kohl-Wildformen für die Sclerotinia-Resistenz.
Der letzte Teil der Tagung widmete sich der biotechnologiegestützten Resistenzzüchtung bei Gerste und Weizen. Von den rund 60 molekularen Markern und den Hunderten von QTL, die bei Gerste und Weizen jeweils für die Detektion von Resistenzen zur Verfügung stehen, wird derzeit nur ein halbes Dutzend von privaten Zuchtbetrieben benutzt (T. Miedaner, Hohenheim). Ursachen sind die mangelnde Dauerhaftigkeit monogenischer Resistenzen, fehlende diagnostische Marker, die oft schwierige Verifikation von QTL in anderem genetischen Hintergrund und die genetischen Kosten. Bei Gerste ging es um die Nutzung hochdichter Karten (D. Perovic, Quedlinburg), die die Suche nach Kandidatengenen erleichtern, sowie die Nutzung der Resistenz gegen Ramularia-Blattflecken (B. Ruge-Wehling, Groß Lüsewitz) bzw. Mehltau (J. Rode, Halle/S.). Abschließend berichteten zwei Vorträge über die notwendigen Vorarbeiten bzw. erzielten Ergebnisse von Genexpressionsanalysen auf Resistenz gegen Cercospora bei Zuckerrüben (F. Weltmeier) bzw. Ährenfusariosen bei Weizen (M. Diethelm, Freising).
Die Tagung gab wieder einen guten Überblick über das komplette Gebiet der Krankheitsresistenz, angefangen von den gesetzlichen Rahmenbedingungen über methodische Arbeiten, Übersichtsreferate und detaillierte Ergebnisdarstellungen bis hin zu modernen molekularen Techniken. Die nächste Tagung wird am gleichen Ort vom 09.-10.12.2013 stattfinden.
(T. Miedaner , Hohenheim)
Bericht der gemeinsamen Vortragstagung mit der AG Krankheitsbekämpfung und Resistenzzüchtung in Getreide, Hülsenfrüchten und Raps und der Deutschen Phytomedizinischen Gesellschaft
„Fortschritte in der Krankheitsbekämpfung und Resistenzzüchtung bei
landwirtschaftlichen Kulturpflanzen“
am 10./11. Dezember 2007 in Fulda
- 185 Teilnehmer –
Organisation: Prof. Dr. T. Miedaner, Hohenheim,
Prof. Dr. P. Zwerger, Braunschweig, und Prof. Dr. A.v.Tiedemann, Göttingen
Alle Vorträge des ersten Tages der Veranstaltung finden sich als PDF-Dateien am Ende dieses Berichts!
G.F. Backhaus begrüßte die große Teilnehmerschar und eröffnete die Tagung. Seit der letzten Tagung vor zwei Jahren erfuhr der Agrarbereich gravierende Veränderungen. Anstelle Überproduktion und Stilllegung heißen in der Pflanzenproduktion die Ziele nun wieder Ertragshöhe und -stabilität. Der sich abzeichnende Klimawandel, weltweites Bevölkerungswachstum, steigender Nahrungsmittelverbrauch, insbesondere in China und Indien, und zunehmende energetische Verwendung von Agrarrohstoffen haben Nachfrage und Preise auf den Weltagrarmärkten ansteigen lassen. Nun sind erneut Pflanzenschutz und Resistenzzüchtung gefordert. Mit diesen Problemen beschäftigte sich der erste Halbtag der diesjährigen Veranstaltung.
Den Einstieg gab J. Zeddies, Hohenheim, mit einer detaillierten
Darstellung der veränderten ökonomischen
Rahmenbedingungen für die Pflanzenproduktion in Deutschland.
Auf den Weltmärkten sind die Vorräte an
Agrarprodukten aufgebraucht. Der Nahrungsbedarf nimmt weltweit zu. Im
Energiesektor haben Brasilien und die USA vor allem bei Bioethanol
gewaltige Expansionspläne. Das alles ist jedoch für
die gegenwärtigen Preissteigerungen - bei einer Verwendung von
derzeit rd. 4% der agrarischen Rohstoffe für energetische
Zwecke - noch kein zureichender Grund. Bei gleich bleibender
Entwicklung wird sich die Energienutzung als Konkurrenz zum
Nahrungssektor nicht vor 2020 bemerkbar machen. Aber nach Meinung von
Zeddies gibt es in der Welt noch reichlich Produktionsreserven, die bei
kostendeckenden Preisen durch Inanspruchnahme von Brachflächen
und Steigerung der Flächenproduktivität erschlossen
werden können.
In den folgenden acht Vorträgen stand der Klimawandel als
wichtigste Veränderung im Mittelpunkt. Allerdings war die
Darstellung mehr durch Erwartungen und Hypothesen als durch Ergebnisse
und Fakten geprägt. H. Tischner, Freising, trug aus der Sicht
des süddeutschen und H.J. Gleser, Kiel, aus der des
norddeutschen Raumes vor. Die allgemein erwartete Erwärmung,
veränderte Niederschlagsverteilung und extremen
Witterungsereignisse können Pflanzenschutzmaßnahmen
erschweren, das Schaderregerspektrum verändern und zu neuen
Unkraut- und Durchwuchsproblemen führen. Insgesamt sollte sich
die Agrarforschung rechtzeitig darauf einstellen anstatt
Kapazitäten im öffentlichen Bereich abzubauen.
Für die Lösung aktueller Probleme sind sicherere
Prognose- und Pflanzenschutzverfahren ebenso notwendig wie wirksame
Sortenresistenz.
Für Getreide (E. Ebmeyer, Bergen), Mais (B. Holtschulte,
Einbeck) und Raps (M. Frauen, Hohenlieth) wurde aus berufenem Munde
über die derzeitige Situation der Resistenzzüchtung
in Deutschland berichtet. Entgegen häufig
geäußerter Ansicht schließen sich ein
hohes Ertragspotential und Krankheitsresistenz generell nicht aus. Eher
umgekehrt müssen hochertragreiche Sorten aus Gründen
der Ertragssicherheit eine „ausreichende“
Basis-Resistenz aufweisen. Mit zell- und biotechnologischen Methoden,
wie molekularen Markern, der Doppelhaploiden-Technik und transgenen
Verfahren, können neue Resistenzgenquellen ohne gleichzeitigen
Ertragsverlust erschlossen werden. Aber auch eine durch
Rückkreuzung entwickelte Maiszünsler-Resistenz ist in
den USA in Hybridsorten mit gleichem Ertrag wie in transgenen Sorten
verfügbar, und allein scheint hier auch die Bt-Resistenz
nicht dauerhaft zu sein. Das hohe Niveau an Krankheitsresistenz, das in
unseren Hochzuchtsorten in Jahrzehnten zusammengetragen wurde, wird,
nach Ebmeyer, voll erkennbar erst im Vergleich zu
„exotischem“ Genbankmaterial, sobald man dieses
einmal zu verwenden gezwungen ist. Bei Mais und Raps sind sowohl die
traditionellen als auch neuen Erkrankungen (z.B. Maiswurzelbohrer, Verticillium-Krankheit)
ohnehin meist nur durch Resistenzzüchtung zu
bekämpfen, lediglich bei Sclerotinia
„überlässt man den Markt den
Fungiziden“ (Frauen).
Im dritten Vortragsblock wurde über die veränderten
Rahmenbedingungen als Herausforderung für die
Pflanzenschutzindustrie vorgetragen - von G. Prigge, BASF, für
das Getreide, M. Schulte, Syngenta, für den Mais und J.
Weinmann, Bayer, für den Raps. Intensität lohnt sich
wieder (Prigge); aber von Bedeutung für den Landwirt ist der
größte kostenfreie Mehrerlös, der
sortenabhängig bei durchaus verschiedener
Behandlungsintensität erreicht werden kann. Für den
Maisanbau ist die unzureichende Verfügbarkeit von Herbiziden
(Schulte) ein Problem und in wärmeren Gebieten die
Bekämpfung von Striga und Orobanche ungelöst.
Für den Raps betonte Dr. Weinmann, dass genetische Resistenz
unentbehrlich ist, um die Wirksamkeit wichtiger Wirkstoffe zu erhalten.
Nach J.M. Greef, FAL Braunschweig, verursachen die Folgen der minimalen
Bodenbearbeitung einerseits und die engen Fruchtfolgen andererseits die
Hauptprobleme, für die weitgehend mit Weizen, Raps und Mais
nur noch drei Fruchtarten zur Verfügung stehen.
Lösungen sah er nur im ganzheitlichen Ansatz, den er jedoch
auch nicht näher erläuterte.
Resistenzforschung und Resistenzzüchtung war am folgenden
Morgen das erste Thema. K.H. Kogel, Giessen, stellte mit dem in
Orchideenwurzeln gefundenen Endophyten Piriformospora
einen interessanten Pilz vor, der bei Getreide nicht nur
kräftigeres Wachstum und um 10% höhere
Kornerträge, sondern auch verbesserte Krankheitsresistenz z.B.
gegen Fusarium- und Rhizoctonia-Pilze
vermitteln könnte. Der Pilz ist stets mit Rhizobium
radiobacter assoziiert, das auch allein Resistenz
auslösen konnte!
Frau Christina Eynck, Göttingen, stellte Ergebnisse ihrer
Dissertation zu Resistenzfaktoren in Raps gegen die
„krankhafte Abreife“ vor. Diese vor allem aus Kohl
in den Raps überführte Ausbreitungsresistenz gegen
das vaskuläre Pathogen Verticillium longisporum
manifestiert sich, wie sie mit überzeugenden histochemischen
Präparaten belegte, u.a. in einer stärkeren
Ligninauflagerung der Zellwände insbesondere in der
Übergangszone von der Wurzel in den Spross. K.J.
Müller, Darzau, berichtete aus zweiortigen Anbauversuchen mit
Sommergersten über deutliche Sortenunterschiede für
die Streifenkrankheit, Drechslera gramineae, die
offensichtlich von der quantitativen Resistenz der alten Sorte
‘Vada’ herrühren. – In
fortwährend grünen Fruchtfolgen können sich
frei lebende Nematoden der Gattung Pratylenchus
kontinuierlich vermehren und erhebliche Schäden
auslösen, wie C. Jung, Kiel, berichtete. Aufgrund der sehr
aufwändigen Merkmalserfassung mittels Auszählen der
im Wurzelraum lebenden Nematoden soll in Zukunft ein Biotest mit
quantitativer Bestimmung der Nematoden-DNA direkt in der Wurzel
entwickelt werden.
Die folgenden drei Vorträge betrafen Untersuchungen zum Fusarium-Resistenz,
wie sie nach Erlass der EU-Höchstmengenverordnung derzeit in
vielen Labors durchgeführt werden. C. Bolduan, Hohenheim,
berichtete aus umfangreichen Feldprüfungen von
Mais-Inzuchtlinien zur genetischen Variation für
Kolbenfäuleresistenz und Toxinakkumulation. Dabei erwies sich
der Befall mit dem DON-Bildner Fusarium gramineum
und dem FUM-Bildner F. verticilloides hoch
korreliert. H.-H. Voss, Hohenheim, und J. Holzapfel, Freising, gingen
in einem gemeinsamen Verbundprojekt den Ursachen der erhöhten Fusarium-Anfälligkeit
von Weizen-Genotypen mit dem Kurzstrohgen Rht2
nach, das wegen seines positiven Ertragseffekts in rund der
Hälfte aller in Deutschland angebauten Weizensorten vorhanden
ist. QTL-Analysen in drei Kreuzungsnachkommenschaften
(anfällig-lang x resistent-kurz) ergaben den weitaus
größten Effekt für
Fusarium-Anfälligkeit jeweils für den Rht2-Locus
auf Chromosom 4DS. H. Bürstmayr, Tulln/A, konnte für
die zwei aus dem Sommerweizenstamm ‚CM82036’
stammenden Resistenz-QTL auf Chromosom 3B und 5A Effekte in derselben
Größenordnung auch nach Rückkreuzung in
Winterweizensorten nachweisen.
Alle Winterweizensorten, die in größerem Umfang in
Deutschland angebaut werden, tragen das Gen Lr37
aus T. ventricosa für
Braunrostresistenz, gegen die 2006 erstmalig Virulenz auftrat. Nur noch
wenige weitere Resistenzgene (Lr9-Lr51) aus
Weizenwildformen sind in Deutschland noch wirksam. Die Entwicklung von
molekularen Markern, über die V. Lind, Quedlinburg,
berichtete, ist daher von aktueller Bedeutung. – Auch die
Halmbruchkankheit durch Pseudocercosporella, neu
syn. Oculimacula, nahm mit der Ausweitung der
Weizenanbaufläche auf 25% LN deutlich zu. Auch hier ist die
Verfügbarkeit von molekularen Markern, worüber N.
Meyer, Quedlinburg, vortrug, wegen der ausgesprochen langsamen
Pilzentwicklung und für die erwünschte
Pyramidisierung der Pch1-, Pch2-
und T. kotschyi-Resistenz unentbehrlich.
– Gegen das Soil Born Cereal Mosaic Virus
ist Resistenzzüchtung der einzige Schutz. D. Perovic,
Gatersleben, kartierte die hauptsächlich verwendete
monogenische Resistenz im Rahmen eines EU-Projekts mittels DH-Linien
aus einer geeigneten Kreuzung auf dem Weizenchromosom 5DL, konnte
jedoch in einer Expressionsanalyse weitere sieben Resistenzgene in
Wurzeln, vier im Hypokotyl und vier in den Blättern
nachweisen. – Monique Jürgens, Lundsgaard,
entwickelte Marker für Resistenz gegen das Turnip
Yellow Virus (TuYV) im Raps, wo neben einem dominanten
Hauptgen weitere Minorgene züchterisch Beachtung verdienen.
Über funktionelle Genomforschung und Gentechnik für
biotische Stressresistenz in Gerste und Weizen berichtete P. Schweizer,
Gatersleben. Mit transgenic induced
gene silencing (TIGS)
nach RNAi bombardement fand er in der klassischen
Gerstensorte ‘Golden Promise’ nach Mehltaubefall 37
hochregulierte Gene. Bei der Validierung eines Transgens aus Gerste
für Mehltauresistenz im Sommerweizen ergab sich durch Befall
die Induktion einer Peroxidase, allerdings nur im Blattinneren. In der
Epidermis exprimierte der Weizen das Gen jedoch mit einem
Weizenpromotor. – Die Entwicklung synthetischer Promotoren
für die Nutzung pflanzeneigener Abwehrsysteme, wie
veränderter hypersensitiver Reaktionen, stellte D. Stahl,
Einbeck, vor. Gesucht werden starke, nur lokal wirksame und durch eine
möglichst breite Palette von Pathogenen induzierbare
Promotoren, die aus cis-Elementen zusammengesetzt
werden.
Neueste Ergebnisse trugen abschließend Manuela Diethelm,
Freising, zur Fusarium-Resistenz beim
Winterweizen bezüglich der Entwicklung und Kartierung
funktioneller genetischer Marker mit Hilfe der Expressionsanalyse von
PR-Proteinen und M. Hobert, Quedlinburg, zur Identifikation
differentiell exprimierter Gene der Zellwandsynthese nach
BYDV-Infektion in Gerste vor.
P. Zwerger, BBA Braunschweig, unterstrich in seinem Schlusswort die
schon traditionelle und erneut sehr positive Interaktion der drei in
dieser Tagung kooperierenden Arbeitsgruppen aus landwirtschaftlicher
Praxis, Industrie und Wissenschaft in Pflanzenschutz und
Pflanzenzüchtung. Er dankte alle Beteiligten und
kündigte an, dass Anfang nächsten Jahres der Termin
für die kommende Tagung im Dezember 2009 im Kolpinghaus fest
gebucht wird.
(T. Miedaner G. Röbbelen)
Bitte Vortrag anklicken um Präsentation zu öffnen!
6.
Resistenzzüchtung unter veränderten Rahmenbedingungen
- Raps
Frauen, M.; Norddeutsche Pflanzenzucht Hans-Georg Lembke KG, Holtsee
7. Veränderte
Rahmenbedingungen – Herausforderung für die
Pflanzenschutzindustrie - Getreide
Prigge, G.; BASF Aktiengesellschaft, Limburgerhof
Bericht der gemeinsamen Vortragstagung mit der AG Krankheitsbekämpfung und Resistenzzüchtung in Getreide, Hülsenfrüchten und Raps und der Deutschen Phytomedizinischen Gesellschaft (DPG) am 05./06.12.2005 in Fulda
- 200 Teilnehmer –
Organisation: Prof. Dr. T. Miedaner, Hohenheim, und Dir. u. Prof. Dr. G. Bartels, Braunschweig
In inzwischen bewährter Weise wurde auch im Jahr 2005 eine gemeinsame Vortragsveranstaltung der genannten Organisationen unter dem Titel „Fortschritte in der Krankheitsbekämpfung und Resistenzzüchtung bei landwirtschaftlichen Kulturpflanzen“ durchgeführt. Die Themen waren in sechs Schwerpunkte eingeteilt: (1) Fungizidresistenz bei Getreidepathogenen, (2) Sortenresistenz und Krankheitsbekämpfung, (3) Tierische Schaderreger, (4) Resistenzgenetik und –züchtung, (5) Molekulare Marker als züchterische Werkzeuge, (6) Vom Marker zum Gen. Damit wurde ein weiter Bogen von der praktischen Krankheitsbekämpfung bis zur QTL-Kartierung und Genisolierung geschlagen, der die Breite und Vielfalt der Resistenzforschung in Deutschland repräsentierte.
Das Thema der Fungizidresistenz von pilzlichen Pathogenen ist durch die nachlassende Wirkung der Strobilurine gegenüber Septoria tritici und Drechslera tritici-repentis (DTR) bei Weizen wieder hochaktuell. Nachdem die ersten resistenten Isolate 2002 gleichzeitig in fünf EU-Ländern entdeckt wurden, enthalten 2005 praktisch alle Populationen mehr als 50% resistente Isolate, ohne dass Fitnessnachteile feststellbar sind. Die Resistenz beruht auf einzelnen Mutationen, die bisher an drei verschiedenen Stellen im betroffenen Gen nachgewiesen wurden, wobei unterschiedlich starke Effekte bestehen. Auch die Wirksamkeit der Triazole geht seit 1990 allmählich zurück. Hier handelt es sich um eine polygenisch vererbte Fungizidresistenz der Pilze, die kontinuierlich eine Erhöhung der Aufwandmenge erforderlich macht. Bei den drei Vorträgen der Vertreter von Syngenta (U. Gisi), BASF (G. Stammler und G. Prigge) und Bayer (M. Mehl und U. Krieg) wurde wieder einmal deutlich, dass die Fungizidanwendung auf ähnliche Probleme stößt wie die Sortenresistenz.
Die intensiven Bemühungen des Bundessortenamtes (BSA) zur Feststellung der Krankheitsanfälligkeit von Getreidesorten wurde von Herrn D. Rentel exemplarisch bei Ährenfusariosen dargestellt. Das BSA hat in Zusammenarbeit mit den Züchtern hier Pionierarbeit geleistet: Beginnend mit der Aufnahme des Merkmals in den Sortenkatalog (1985) über die ersten Sprühinfektionen (1990) bis hin zur aktuellen mehrortigen Resistenzprüfung mittels der Maisstoppelmethode. Seit 2000 finden mehrortige Sonderprüfungen auch zur Prüfung auf Resistenz gegen Halmbruchkrankheit, seit 2004 gegen DTR und seit 2005 gegen Mutterkorn bei Roggen statt. Mit der provokanten Frage: „Brauchen wir eigentlich noch gesunde Sorten?“ stellten drei praktische Züchter (A. Spanakakis, E. Laubach, R. Schachschneider) ihre umfangreichen Aktivitäten zur Resistenzzüchtung bei Weizen und Gerste dar. Deutlich wurde, dass bei Getreide heute bei vielen Sorten ein sehr hohes Resistenzniveau gegen zahlreiche wichtige Krankheiten vorliegt, das auf erheblichen finanziellen Vorleistungen der Züchterhäuser beruht. Diese gute Resistenz ermöglicht es dem Weizenanbauer mehr oder weniger ungestraft „pflanzenbauliche Fehler“ (H. Kempf) zu begehen, wie extreme Frühsaat, Weizen nach Weizen und Direktsaat von Weizen nach Mais. Die Notwendigkeit der Resistenzzüchtung wurde auch von den folgenden Vortragenden unterstrichen, die sich mit bereits genannten Erregern (B. Rodemann), Ramularia bei Gerste (A. v. Tiedemann) und Mehltau bei Triticale (K. Flath) auseinander setzten. Tierische Schaderreger spielen in Deutschland naturgemäß nur eine kleinere Rolle, sind jedoch punktuell von großem Interesse, wie bei der Kohlfliegenbekämpfung bei Raps (W. Gehlen) und der zu erwartenden Einwanderung des westlichen Maiswurzelbohrers nach Deutschland (S. Breitenbach).
Die folgenden zwei Themen hatten als Schwerpunkte neue Ergebnisse zur Vermeidung von Mutterkorn bei Roggen aus Sicht der praktischen Pflanzenzüchtung (P. Wilde) und der akademischen Forschung (V. Merditaj) sowie die Resistenz von Weizen gegen Ährenfusariosen. Hier wurden von vier Arbeitsgruppen Fortschritte bei der Merkmalserfassung (F. Mascher), der QTL-Kartierung bei Winterweizen (J. Häberle), einem Vergleich zwischen einer phänotypischen und markerbasierten Selektion bei Sommerweizen (F. Wilde) und biotechnologischen Strategien (P. Karlovsky) berichtet. In der Diskussion wurde durch zahlreiche Beiträge deutlich wie aktuell dieses Thema ist. Es wurde kontrovers diskutiert, ob der Einsatz exotischer Resistenzquellen oder die Erhöhung der Resistenz innerhalb des adaptierten Materials aussichtsreicher ist. Abgeschlossen wurde dieser Schwerpunkt durch zwei Vorträge zur QTL-Kartierung bei Weizen und Raps (A. Naz bzw. S. Werner).
Der sechste und letzte Themenschwerpunkt befasste sich mit neuen Ergebnissen molekularbiologischer Forschung, die derzeit wohl auf kaum einem anderen pflanzenzüchterischen Gebiet so intensiv betrieben wird wie in der Resistenzgenetik. Es ging um die Entwicklung und Anwendung von funktionalen Markern (C. Ingvardsen) bzw. Resistenzgenanalogen (J.C. Lein) und die Genisolation, die bei dem Rh2-Gen (Resistenz gegen Rhynchosporium secalis, A. Hanemann) gerade läuft, und bei dem rym 4-Gen (Resistenz gegen Gerstengelbmosaikvirus, N. Stein) erfolgreich abgeschlossen wurde.
Die erfreulich hohe Beteiligung sowohl bei der Anzahl der Teilnehmer als auch bei der Anzahl angemeldeter Vorträge zeigt die Aktualität der angebotenen Themen und unterstützt die Notwendigkeit, die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen den drei Organisationen weiterzuführen. Dadurch wird eine breite Plattform geschaffen, die einen interdisziplinären Austausch zwischen Phytopathologen, Pflanzenzüchtern und Teilnehmern der angrenzenden Fachgebieten fördert.
(T. Miedaner, Hohenheim)
Bericht der gemeinsamen Vortragstagung der GPZ mit der AG Krankheitsbekämpfung (BBA) und der Deutschen Phytomedizinischen Gesellschaft (DPG) unter demRahmenthema:
„Fortschritte in der Krankheitsbekämpfung und Resistenzzüchtung bei Kulturpflanzen“
am 8./9. Dezember 2003 in Fulda.
- 205 Teilnehmer -
Organisation: PD Dr. T. Miedaner, Hohenheim
[gemeinsam mit Prof. G. Bartels (BBA) und Prof. V. Zinkernagel (DPG)]
Als Vorsitzender der AG
Krankheitsbekämpfung und Resistenzzüchtung in
Getreide, Hülsenfrüchten und Raps
begrüßte Prof. F. Klingauf, BBA Braunschweig, die
Teilnehmer, die sich in großer Zahl wie seit Jahrzehnten im
Saal des Kolpinghauses in Fulda versammelt hatten. Er
eröffnete die Tagung mit einem herzlichen Dank an die
Organisatoren und gab seiner Freude Ausdruck, dass sich die drei auf
diesem Gebiet in Deutschland tätigen Vereinigungen hier nun
zum dritten Male zur gemeinsamen Diskussion aktueller Fragen des
Krankheitsaufkommens und Pflanzenschutzes sowie der Resistenzforschung
und Resistenzzüchtung zusammengefunden haben.
Den Einstieg in den ersten Themenbereich der samenbürtigen
Krankheiten gab Dr. T. Puhl, Bayer CropScience, mit einem kurzen
Überblick über die Entwicklung der Samenbeizung, die
um 1920 mit Quecksilber-haltigen Beizen begann (1982 verboten) und sich
schrittweise mit neuen Mitteln zu einer der wirksamsten und zugleich
ökologisch schonendsten Pflanzenschutzmaßnahmen
entwickelte. Vormals gewichtige Krankheiten, wie Schneeschimmel oder
Brandkrankheiten, spielen heute auch bei engen Fruchtfolgen, pflugloser
Bodenbearbeitung oder geringen Aussaatmengen (z.B. bei Hybridsorten)
dank der üblichen Saatgutbeizung in der konventionellen
Landwirtschaft praktisch keine Rolle mehr. Im ökologischen
Getreidebau und der ökologischen Saatgutvermehrung sind
allerdings Brand-Ährenkrankheiten zunehmend ein Problem.
Jedoch fanden sich in Untersuchungen von Frau Dr. R. Wächter,
BBA Darmstadt, bei 30 geprüften Winterweizensorten deutliche
Unterschiede in der Steinbrand-Anfälligkeit. Die teilweise zu
beobachtenden Frühsymptome an jungen Blättern
korrelierten jedoch mit dem im ELISA gemessenen Pilzbefall kaum. Aus
weiteren einschlägigen Erfahrungen im
Weizen-‘Ökoanbau’ berichtete Dr. H.
Spieß, IBDF Dottenfelderhof, über Vorteile
späterer Saat (die Pflanze wächst an
wärmeren Tagen dem Pilz davon) und Unterschiede der
Sortenresistenz (besonders günstig schnitten
‘Stava’ und andere Svalöf-Weibull-Sorten
ab). Ähnliche Sortenunterschiede stellte Dr. K.J.
Müller, Darchau, unter natürlicher und
künstlicher Infektion auch bei Sommer- und Wintergerste
für Flugbrand (‘Steffi’ u.a.), Hartbrand
sowie die Streifenkrankheit (Resistenzdonoren:
‘Vada’, ‘Betzes’ u.a.) fest.
Die 7 folgenden Vorträge befassten sich mit den Blattflecken
im Getreide, die in den letzten Jahren viel von sich reden machten,
zumal parasitäre und nicht-parasitäre Ursachen im
konkreten Fall nicht immer einfach zu unterscheiden sind. In einer
überzeugenden Präsentation trug Prof. A. von
Tiedemann, Göttingen, eine ganze Reihe von Kennzeichen vor, an
denen die derzeit zunehmend epidemische
Blatt-‘Sprenkelkrankheit’ infolge Befall mit
Ramularia collo-cygni äußerlich, histologisch und
epidemiologisch von der nicht-parasitären
Blattverbräunung zu unterscheiden ist. Als Auslöser
für die letztere kommen nach bisherigen experimentellen
Befunden im Göttinger Institut Sauerstoff-Radikale infrage,
die in bestimmten Entwicklungsphasen unter Starklichtbedingungen (vor
allem in photosynthetisch besonders aktiven Genotypen?) entstehen und
ausgewachsene Blätter im Verlauf einer einzigen Woche
völlig nekrotisieren können. In der Diskussion wurde
erneut (ohne sichere Antwort) auf die bei mlo-Resistenz der Gerste
typischen Nekroseflecken hingewiesen. In vier weiteren
Beiträgen wurden vorliegende Erfahrungen und
Versuchsergebnisse mit Getreideblattflecken und den
Möglichkeiten ihrer Bekämpfung zusammengetragen. Frau
C. Linde, Zürich, machte an den Ergebnissen einer
populationsgenetischen Analyse am Pilz Rhynchosporium secalis
wahrscheinlich, dass sich dieses Pathogen nicht im Ursprungsgebiet des
Wirtes (Gerste), dem „fruchtbaren Halbmond“,
sondern in Skandinavien entwickelte und demzufolge Resistenzgene eher
in der dortigen Gerste zu finden sein dürften.
Den dritten Themenbereich Resistenzprüfungen
eröffnete Prof. K.H. Kogel, Gießen, mit einem
grundlegenden Beitrag über den programmierten Zelltod, die
Apoptose (PCD), als Schlüsselelement zur Erzeugung
krankheitsresistenter Kulturpflanzen. Gegenüber der
Hypersensitivität (HR), die bisher im Mittelpunkt der
Ursachenforschung hochgradiger Resistenzerscheinungen stand, ist die
PCD-Reaktion (als Überexpression eines dominanten Eingangsgens
der Zelltod-Kaskade) in Bezug auf das Pathogen unspezifisch, also breit
und dauerhaft wirksam, und bedingt gegen (nekrotrophe) Wurzelpathogene
Resistenz, jedoch gegen (biotrophe) Blattpathogene erhöhte
Anfälligkeit! Abschließend für den ersten
Halbtag wurden praxisnahe Versuchsergebnisse zur
Resistenzprüfung von Rhizoctonia solani an Mais und
Zuckerrüben zur Diskussion gestellt.
Am Dienstag früh eröffnete Dr. J. Steinberger,
Hannover, mit Ausführungen zu den Resistenzprüfungen
des Bundessortenamtes im Rahmen der Sortenzulassung. In
Zuckerrüben gibt es nach Dr. J. Hallmann, Münster,
bei der im Wesentlichen aus Beta procumbens eingebrachten
Nematodenresistenz Stabilitätsprobleme durch Selektion
virulenter Pathotypen oder durch Fremdbestäubung. Neuere
Ergebnisse der Resistenzentwicklung gegen den Falschen Mehltau des
Salats durch Bremia lactucae, einem klassischen Fall von
Gen-für-Gen-Beziehung, bei dem für das Pathogen
inzwischen 38 Virulenzen beschrieben sind, berichtete Prof. V.
Zinkernagel, Freising.
Die folgenden Ausführungen zur Resistenzzüchtung
konzentrierten sich zunächst auf die Rostkrankheiten des
Getreides. Dr. V. Lind, Aschersleben, zeigte die aktuelle Situation
für Braunrostresistenz im deutschen Winterweizensortiment (10%
der Sorten sind vollständig, 16% altersresistent) sowie neuere
Virulenzverschiebungen im Spektrum der Erregerrassen. Entsprechendes
für den Gelbrost in Weizen und Triticale trug Frau Dr. K.
Flath, Kleinmachnow, vor, wobei sie belegen konnte, dass bei
Pyramidisierung auch weniger wirksame Allele in einer Sorte noch
deutlich zur Resistenzsteigerung beitragen können, solange die
entsprechenden Mehrfachvirulenzen nicht in größeren
Häufigkeiten in der Pathogenpopulation vorkommen. Im Roggen
ist aufgrund der gefundenen hohen Virulenzdiversität in den
Rostpopulationen die züchterische Nutzung qualitativer
Braunrost-Resistenzgene deutlich risikoreicher (Frau K. Wilde,
Hohenheim), wenngleich Dr. St. Roux, Groß Lüsewitz,
in >700 Genbank-Herkünften 23 resistente Akzessionen
mit einem differentiellen Reaktionsmuster beschreiben und mit
molekularen Markern bereits lokalisieren konnte. Bei Prof. B. Keller in
Zürich laufen Untersuchungen zur QTL-Kartierung von
Resistenzloci gegen Braunrost und Spelzenbräune in Schweizer
Winterweizen, wie T. Schnurbusch berichtete. Zuletzt beleuchtete Frau
Dr. E. Seigner, Wolnzach (LfL Bayern), als ein beachtenswertes Beispiel
die erfolgreiche Mehltauresistenzzüchtung beim Hopfen.
Ährenfusariosen und Mykotoxine sind zur Zeit im Bereich der
Weizenkrankheiten ein Dauerthema. Eine Lösung des Problems
kann nur durch die Vernetzung von optimalen Anbaumaßnahmen
und der Verwendung resistenter Sorten erfolgen. Dies muss bereits auf
dem Feld zu einer Verminderung der Deoxynivalenol (DON)belastung
führen. Der Vortrag von Frau Dr. C. von Kröcher, PSA
Hannover, zeigte beispielhaft die Probleme auf, wenn die diskutierten
niedrigen Grenzwerte überschritten werden. Angeheizt wurde die
Diskussion bekanntlich durch Änderungen im Anbausystem:
getreidereiche Fruchtfolgen, ein zu hoher Maisanteil und minimale
Bodenbearbeitung, wozu Prof. N. Lütke-Entrup, Soest, das
Bekannte zusammengetragen hatte. Vorträge über
züchtungsrelevante Ergebnisse hielten C.J. Cumagun, Hohenheim,
zur Vererbung der Aggressivität und
Deoxynivalenol(DON)-Produktion von Gibberella zeae (Fusarium
graminearum); M. Schmolke, Freising, zum Nachweis von Resistenz-QTLs
gegen Ährenfusariosen in Winterweizen; Prof. H.
Bürstmayr, Tulln/Österr., zur Resistenzgenetik und
Frau F. Wilde, Hohenheim, zur Selektion bei Ährenfusariosen in
Sommerweizen; und zuletzt Dr. B. Rodemann, BBA Braunschweig,
über Befallsverlauf, Resistenztypen und Sortenverhalten bei
Fusariosen.
Viruskrankheiten des Getreides beunruhigen die Praxis gleichfalls
zunehmend. Zur Erfassung bodenbürtiger (durch den Bodenpilz
Polymyxa übertragener) Viren beschrieb Frau Dr. U. Sperling,
Magdeburg, einen einfachen Tüpfeltest (‘tissue print
immuno assay’) mit aus Pflanzengewebe ausgedrücktem
Pflanzensaft, der besser als die in der Regel unsicheren Virussymptome
Befallsstandorte zu erfassen erlaubt. Dr. E. Schliephake, Aschersleben,
stellte dem die Epidemiologie und genetische Diversität des
Gelbverzwergungvirus der Gerste als eines
insekten-übertragenen Virus gegenüber.
Abschließend demonstrierte Dr. W. Huth, Braunschweig, als
Virologe den Begriffswirrwarr, der bei der Erörterung von
Viruskrankheiten der Kulturpflanzen ein gegenseitiges
Verständnis nicht selten erheblich erschwert.
(Thomas Miedaner, Stuttgart-Hohenheim)
Resistenzzüchtung gegen Brandpilze ?!
- Ein Workshop der Landessaatzuchtanstalt der Universität Hohenheim zum Ökologischen Landbau am 12. Dezember 2002 -
Brandpilze des Getreides sind sie heute
wieder überall dort "brandaktuell", wo nicht gebeizt wird -
sei es aus wirtschaftlichen oder ökologischen
Gründen. In Deutschland kommen bei Weizen drei Arten von
Brandpilzen vor: Steinbrand oder Stinkbrand (Tilletia caries),
Zwergsteinbrand (Tilletia controversa) und Flugbrand (Ustilago
tritici). Mindererträge von bis zu 50 bis 70% wurden von
Steinbrand noch 1977 in Deutschland berichtet. Der
bodenbürtige Zwergsteinbrand ist vor allem ein Problem in
Bayern und Baden-Württemberg. Bei Flugbrand liegen die
Befallszahlen mit maximal 5 bis 10% erkrankter Ähren deutlich
niedriger. Auch ökologische Betriebe können wirksam
beizen, wenn sie das Senf-Meerrettich-Präparat
Tillecur® der Firma Schaette benutzen. Es ist zur
Saatgutbehandlung gegen Steinbrand erlaubt und kann Wirkungsgrade
zwischen 97 und 100% erreichen. Allerdings ist eine aufwändige
Rücktrocknung des Saatgutes notwendig. Es kommt heute auch die
Behandlung des Saatgutes mit niederenergetischen Elektronen in Frage
(e®-ventus®), mit der sehr hohe Wirkungsgrade gegen
Steinbrand erreicht werden (Dr. Marga Jahn, BBA Kleinmachnow). Gegen
die Bestrahlung mit Elektronen bestehen aber seitens der
Demeter-Landwirte Vorbehalte. Weitere Saatgutbehandlungsmethoden wie
Heißluftbehandlung und Mikrowellenbehandlung befinden sich in
Entwicklung. Gegen Flugbrand hilft nach wie vor nur die
Heißwasserbehandlung mit all ihren Problemen.
Wenn das Z-Saatgut für den ökologischen Landbau ab
2004 (laut EU-Verordnung 2092/91 EEC) mindestens eine Generation unter
ökologischen Bedingungen produziert werden soll,
können vor allem Steinbrand und Flugbrand für
ökologische Züchter und Saatgutvermehrer
Schwierigkeiten bereiten. Deshalb wurde an der Landessaatzuchtanstalt
der Universität Hohenheim, Stuttgart, die Literaturstudie
„Chancen einer Resistenzzüchtung gegen Brandpilze
bei Weizen für den ökologischen
Pflanzenbau“ angefertigt (Dipl. Agr.-Biol. Kirsa Fischer,
Hohenheim) und in einem Workshop den Fachkollegen aus Beratung,
Züchtung und Wissenschaft vorgestellt.
Die rund 50 Teilnehmer des Hohenheimer Workshops waren sich einig, dass
in Deutschland dringender Forschungsbedarf besteht. Während
man sich in Kanada, USA, Dänemark, der Tschechischen Republik,
Rumänien und Russland intensiv mit Resistenzzüchtung
gegen Brandpilze beschäftigt, gibt es in Deutschland derzeit
nur wenige, kurzfristige Projekte und die ökologischen
Pflanzenzüchter finden kaum Unterstützung in der
Forschungslandschaft. Nicht einmal die Anfälligkeit der
derzeit angebauten Weizensorten ist bekannt (Dr. K.-J. Müller,
Darzau). Deshalb sind die ökologisch orientierten
Pflanzenzüchter derzeit dabei, eigene Programme aufzubauen.
Dabei machen uns andere Länder vor, wie es gehen
könnte. Ein Bericht von Frau Dr. Mariana Ittu (RICIC,
Fundulea/Rumänien) belegte eindrucksvoll die
züchterischen Möglichkeiten und zeigte erste Erfolge
im Hinblick auf sortenfähiges Material. Es gibt heute gegen
Steinbrand fünfzehn (Bt1 - Bt15) und gegen Flugbrand
fünf (Ut1 - Ut4, Utx) monogenische Resistenzen, die gezielt in
Zuchtmaterial eingekreuzt werden können. Gegen alle diese
Resistenzgene und auch gegen viele Genkombinationen wurden jedoch
weltweit schon virulente Brand-Rassen gefunden, am
erfolgverprechendsten sind derzeit noch die Gene Bt8 bis Bt12. Die
praktische Durchführung der Resistenzprüfung bei
Steinbrand ist relativ unkompliziert, die Sporen werden einfach dem
Saatgut beigemischt. Bei Flugbrand ist das wesentlich komplizierter,
wie ein Vortrag von Herrn Dr. M. Herrmann (BAZ,
Groß-Lüsewitz) zeigte. Dabei ist die Inokulation von
Saatgut mit der Vakuummethode schon eine deutliche Erleichterung
gegenüber der Inokulation jeden Einzelblütchens. Eine
Beschleunigung des Züchtungsprozesses ist durch den Nachweis
des Pilzmyzels im Schossstadium mit Hilfe molekularer Marker, einem
neuen immunologischen Test (ELISA) bzw. einer einfachen
Färbemethode möglich (Dr. Eibel/Dr. Koch, BBA
Darmstadt). Beim Weizenflugbrand lassen die relativ komplexen
Resistenzmechanismen zusätzlich die Wirkung quantitativer
Resistenzen vermuten.
Um eine wirksame Resistenzzüchtung gegen Brandpilze nach
modernen züchterischen Methoden aufzubauen, ist es
zunächst nötig, das Virulenzspektrum und die
Virulenzdynamik des Stein- und Flugbranderregers im deutschen Raum zu
erfassen. Erste Ansätze dazu gibt es bereits bei der
Biologischen Bundesanstalt in Darmstadt (Dr. E. Koch). Desweiteren
müssten die derzeit verbreiteten Weizensorten im
ökologischen Landbau mehrortig und mehrjährig auf
ihre Resistenz geprüft werden. Mittelfristig sollten die
Züchter auch ihre ganzen Weizensortimente auf Brandresistenz
untersuchen und mit vielversprechenden Herkünften neue
Kreuzungen durchführen. Nach allem, was man bisher
weiß, wird das jedoch nicht ausreichen. Ausländische
Resistenzquellen müssen in deutsches Zuchtmaterial eingekreuzt
und mit vielen Sporenherkünften aus der Zielregion
geprüft werden. Für die Wissenschaft bleibt die
Erforschung der komplexen Wirt-Pathogen-Wechselwirkungen sowie
möglicher quantitativer Resistenzen eine Herausforderung. Neue
molekulare Marker, die die Resistenz schon im Keimlingsstadium ohne
aufwändige künstliche Infektionen erkennen lassen,
würden den langwierigen Zuchtprozesses wesentlich
beschleunigen.
Bis resistente Sorten zur Verfügung stehen, wird es noch
Jahrzehnte dauern. Für den ökologischen Landwirt
bleibt derzeit nur übrig, regelmäßig
Z-Saatgut zuzukaufen, das auf Brandsporen kontrolliert wurde, oder sein
hofeigenes Saatgut in einem Labor untersuchen zu lassen. Auf die
aufwändige Saatgutbehandlung mit Rücktrocknung kann
er dann getrost verzichten. Aber nur wenn die Grenzwerte strikt
eingehalten werden, lassen sich die Brande in Schach halten. Trotz
Saatgutuntersuchung und -behandlung kann langfristig auf
Resistenzzüchtung nicht verzichtet werden, waren sich die
Teilnehmer des Workshops einig.
Thomas Miedaner, Stuttgart-Hohenheim
Die Literaturstudie kann in begrenztem Umfang kostenlos bei mir angefordert werden: miedaner@uni-hohenheim.de
Bericht vom Treffen am 10./12. Dezember 2001 in Fulda
- 183 Teilnehmer -
Vortragsveranstaltung zum Thema:
"Fortschritte in der Krankheitsbekämpfung und Resistenzzüchtung bei landwirtschaftlichen Kulturpflanzen"
gemeinsam mit der AG Krankheitsbekämpfung und Resistenzzüchtung in Getreide, Hülsenfrüchten und Raps sowie der Deutschen Phytomedizinischen Gesellschaft
Organisation: PD Dr. Thomas Miedaner, Hohenheim, und Prof. Dr. G. Bartels, Braunschweig
Seit über 50 Jahren versammeln sich in Deutschland Anfang Dezember im Saal des Kolpinghauses in Fulda Experten und Interessenten aus Wissenschaft und Praxis, aus Hochschulen und Industrie, aus Forschung und Beratung zu Vorträgen und Diskussion aktueller Themen der Krankheitsbekämpfung und Resistenzzüchtung bei landwirtschaftlichen Kulturpflanzen. Professor F. Klingauf, Präsident der Biologischen Bundesanstalt Braunschweig, eröffnete die diesjährige Tagung und begrüßte die zahlreichen Teilnehmer, namentlich den Ehrenvorsitzenden der AG, Herrn Prof. Gerhard Fischbeck, Weihenstephan. Das zweitägige Vortragsprogramm war in 9 Themengruppen gegliedert. Die beiden ersten behandelten gegenwärtig besonders akute Fragen des Pflanzenschutzes, die folgenden befaßten sich vorwiegend mit Ergebnissen der Pflanzenzüchtung in Forschung und Praxis.
1. Pflanzenschutz im ökologischen Landbau.
Als Einstieg in die erste Gruppe von 7 Vorträgen erläuterte Herr W. Vogt-Kaute, AGÖL (Arbeitsgemeinschaft ökologischer Landbau) die Bedeutung, die für das Funktionieren einer gesunden Pflanzenproduktion im ökologischen Landbau (ÖL) der bestmöglichen Ausnutzung aller natürlichen Regelungssysteme zukommt. Dazu gehören die Fruchtfolge, einschließlich ggf. erforderlicher Anbaubeschränkungen (z.B. keine Kartoffelproduktion im Bodenseegebiet wegen des hohen Phytophthora-Befallsdrucks), Maßnahmen zu Aufbau und Führung der Pflanzenbestände (Aussaatstärke, Nährstoffversorgung, Mischkulturen u.ä.) und nicht zuletzt geeignete Sorten und gesundes Saatgut. Hinzu kommen der z.Zt. noch mögliche Einsatz von Kupfer- oder Schwefel-Spritzungen sowie von Pflanzenstärkungsmitteln.
Anschließend berichtete PD Dr. S. Kühne, BBA Kleinmachnow, über die Rahmenbedingungen für den Pflanzenschutz im ÖL im Vergleich zur "guten fachlichen Praxis" und zum "integrierten Pflanzenschutz". Beispielsweise verzichtet der ÖL auf alle "synthetischen" Pflanzenschutzmittel und schenkt Nützlingen stärkere Beachtung. Aber es gibt natürlich auch hier Probleme, so mit dem Stein- und Flugbrand im Getreide, dem Westlichen Maiswurzelbohrer, der Phytophthora im Kartoffelbau, dem Insektenbefall im Raps oder der Ausbreitung der Ackerkratzdistel. Bei chemischen Pflanzenschutzmitteln für den ÖL führt die BBA keine Wirkungsprüfung durch, vergibt jedoch eine Zulassung ("zur Befallsminderung geeignet"), z.B. für Eisen-III-Phosphat gegen Schnecken, Cu (bis 8 kg/ha/Jahr) oder Neem (Fa. Trifolium) sowie auch für Pflanzenschutzmittel "zur Selbstherstellung", wie Bienenwachs, Gelatine oder Quassia (gegen Sägewespe). In der Diskussion blieb die Frage offen: "Ist für den ÖL eine Flächenausdehnung auf 20% möglich?". Aber unwidersprochen blieb, daß ÖL "die konservativste Form des Pflanzenschutzes" und seit 80 Jahren praktisch gleichgeblieben ist.
In Sachsen deckt der ÖL nach P. Grübner, Dresden, rd. 1,6% der LN, wobei ¾ der Betriebe unter 500 ha, jedoch ca. 5% über 1000 ha (!) groß sind. Die Beratungsaufgaben für den ÖL müssen die Berater des Amtlichen Pflanzenschutzdienstes aus Kapazitätsgründen hier mit übernehmen. Dafür müssen sie sich spezieller Schulungen unterziehen; auch gibt es in Sachsen ÖL-Versuche, 2 zu Getreide und 10 zu Gemüse.
Dr. H. Spieß, ehem. Mitarbeiter der Fa. Schette AG, Bad Waldsee, stellte Abläufe der Entwicklung, Prüfung und Markteinführung von Pflanzenstärkungsmitteln dieses Unternehmens dar. Wo im ÖL der prophylaktische Pflanzenschutz nicht mehr ausreicht, muß kurativer Pflanzenschutz helfen, z.B. mit MycoSin als Cu-Ersatz im Weinbau, Milsana gegen den Echten Gurkenmehltau oder Weizensteinbrand. Senf- bzw. Meerrettich-Extrakte sind für die "Selbstherstellung" nicht zugelassen, weil damit die Gefahr einer 100% Keimhemmung besteht. Für Gemüse und Zierpflanzen unter Glas kann sich der Biologische Pflanzenschutz lebender Organismen bedienen und es gibt hier an die 30 verschiedene Verfahren (Dr. E. Koch, BBA Darmstadt). Im Ackerbau ist ein entsprechendes Vorgehen zumeist nicht möglich und auch zu teuer. Dennoch gibt es auch hier erfolgreiche Lösungen, so die Verwendung von Trichogramma-Eigelegen gegen den Maiszünsler, Bt-Bakterien (Novodor) gegen den Kartoffelkäfer oder Pilzmycel von Coniothyrium minitans (Contans), das Sclerotinia-Sklerotien von Raps im Boden erfolgreich abbauen kann. Nach ersten Ergebnissen der BBA kann Frühbefall von Steinbrand (Tilletia caries) mittels ELISA sowie PCR-Test in der jungen Pflanze festgestellt und Saatgut durch Heißluftbehandlung (75° C) entseucht werden. Aber das wirksame Verfahren einer Elektronenbeizung des Saatguts ist im ÖL nicht zugelassen.
Frau Dr. W. Pallutt, BBA Kleinmachnow, erläuterte Veränderungen im neuen Pflanzenschutz-Gesetz und Probleme in der Pflanzenschutzmittelzulassung (Lückenindikation) speziell für den ÖL. Im letzteren Falle muß die Initiative für ein Genehmigungsverfahren vom Interessenten ausgehen, auch wenn, als im öffentlichen Interesse stehend, letztlich Kostenerlaß gewährt wird (was es jedoch für Anwendungen in Haus- und Kleingärten nicht gibt).
Abschließend beschrieb Dr. H. Kempf, Feldkirchen/Moosburg, als Weizenzüchter die Zuchtziele für den ÖL. Das Ergebnis einer "zertifizierten Ökozüchtung" ist eine "Ökosorte". Für deren züchterische Entwicklung sind Verfahren wie Embryokultur, Hybridzüchtung mittels CMS ohne Restorer, Colchicin-Anwendung, In vitro-Selektion oder DNA-basierte diagnostische Methoden nicht erlaubt. "Ökologisches Saatgut" kann von konventionell gezüchteten Sorten stammen, muß aber mind. ein Jahr in einem ÖL-Betrieb vermehrt worden sein. Spezielle Zuchtziele für ÖL-Eignung sind u.a. Sorten mit längerem Stroh, mit besserem Unkrautunterdrückungsvermögen (frohwüchsig, breitblättrig), guter Nährstoff-Effizienz und nachhaltiger Krankheitsresistenz. Entgegen gelegentlichen Vermutungen sind beim Weizen die meisten modernen Zuchtsorten den älteren Sorten und Landrassen in vielen dieser im ÖL erwünschten Eigenschaften überlegen. Aber es gilt auch, daß in Weizen aus ÖL wegen der geringeren N-Verfügbarkeit im System zugleich mit dem geringeren Rohproteingehalt auch das Backvolumen stark abfällt. Andererseits korreliert hier ein höherer Feuchtklebergehalt viel besser mit der Backqualität als bei konventionell erzeugtem Weizen, was bedeutet, daß als Backweizen für den ÖL vermutlich doch andere Sorten gezüchtet werden sollten.
2. Mykotoxine im Getreide.
Bei den Mykotoxinen handelt es sich, wie Dr. B. Rodemann, BBA Braunschweig, berichtete, um eine ganze Reihe von Stoffwechselprodukten, die außer von vielen Schimmelpilzen auch von den phytopathogenen Fusarium-Arten gebildet werden (und auch im Mutterkorn enthalten sind). In Fusarium sind die Hauptkomponenten Trichothecene, wie Deoxynivalenol (DON) und Zearalenon (ZEA), die außerordentlich hitzestabil, basen- und säurebeständig sind und sich deshalb im befallenen Getreide allen Entgiftungsvefahren entziehen. Von der Weltgetreideernte sollen 25% mykotoxinbelastet sein, eine besondere Gefahr für Kleinkinder (Breinahrung). Für Erwachsene gilt als ADI- (acceptable daily intake-) Wert für DON 1mg/kg Körpergewicht und für ZEA 0,1mg/kg (wegen dessen Hormonwirkung). Verständlicherweise ist der Ährenbefall mit Fusarien ein besonderes Problem, das in den letzten Jahren durch mehrere Faktoren verstärkt wurde: enge Getreidefruchtfolgen, Zunahme des Maisanbaus sowie von Verfahren der minimalen Bodenbearbeitung, feuchte Witterung, Kurzstrohsorten, unbefriedigende Fungizidwirkung (wegen geringer Beweglichkeit der Mittel in der reifenden Ähre), Einsatz der reifeverzögernden Strobilurine u.a..
Im Rahmen der Besonderen Ernteermittlung untersuchte die Bundesanstalt für Getreideverarbeitung in Detmold (Dr. J. Wolff) Stichproben aus Erntepartien von 14.000 Schlägen. Unter diesen waren einzelne deutlich (z.T. auch grenzwertüberschreitend) belastet. Die Gehalte an DON und ZEA waren nicht korreliert, aber es gab eine gute Korrelation zwischen der visuellen Kornbonitur und dem DON-Gehalt. Eine deutliche Abnahme der Mykotoxingehalte wurde im Verlauf der Verarbeitung des Getreides und entsprechend eine relativ höhere Kontamination in der Kleie (Kornhülle) gegenüber dem Mehl (Endosperm) festgestellt. In gleicher Weise reduzieren alle Reinigungsschritte vor dem Mahlen die Belastung des Mehls; überdies gibt es wirksame Spezialreinigungsanlagen (Bühler). Aber es fehlt (über die visuelle Kornbonitur hinaus) eine befriedigend quantitative Analysenmethode zur Schnellbestimmung von Mykotoxinen (die es allerdings leider für Schwermetalle, PCB u.ä. Schadstoffe auch nicht gibt) sowie eine verläßliche Vorschrift für eine repräsentative Probenahme.
Insgesamt werden aus solchen Gründen hohe Erwartungen in die Züchtung gesetzt, zumal die Beschreibende Sortenliste für die Fusarium-Anfälligkeit deutliche Sortenunterschiede ausweist. Diskutiert werden drei Resistenzmechanismen: Eindringungsresistenz, Ausbreitungsresistenz und Abbau der vom Pilz produzierten Toxine. Frau B. Schneider, Hohenheim, beschrieb für die Resistenzzüchtung vier verschiedene Strategien: 1) Direkte Selektion auf Ertrag + Fusarium-Resistenz, 2) Rekurrente Selektion, 3) Einkreuzung exotischer Resistenzquellen und 4) Marker-gestützte Selektion. Nach Ergebnissen an S2-Nachkommenschaften von Roggen und Weizen gilt für den DON-Gehalt additive Vererbung. Zudem gibt es Genotypen, die deutlich besser als der beste Elter sind (Trangression). Auch ist erfreulich, daß sich die Feldinfektion durch Sprühen in die Ähre als zuverlässig erwies (obwohl der natürliche Infektionsweg im Bestand von unten nach oben verläuft), und die visuelle Ährenbonitur ist genauer als die analytische Bestimmung des DON-Gehalts mittels ELISA.
3. Gegenwärtige Bedeutung und Zukunft der Resistenzzüchtung.
Als Auftakt für den zweiten Teil der Tagung zum Thema der Krankheitsresistenz von Sorten präsentierte Dr. J. Steinberger, BSA Hannover, mit einer Bestandsaufnahme anhand der Beschreibenden Sortenliste die Fortschritte (und bei bestimmten Krankheitserregern, wie z.B. Fusarien, die Schwierigkeiten) der Resistenzzüchtung. Die verwendeten Züchtungsmethoden und ihr Erfolg werden durch gegebene genetische und technische Voraussetzungen (für Getreide Dr. T. Miedaner, für Raps Dr. W. Paulmann, Hohenlieth) bestimmt, aber das Ziel, eine dauerhafte Krankheitsresistenz bei möglichst gleich hohem Ertrag auch bei Nichtbefall, ist für alle Fruchtarten dasselbe.
4. Analyse von Pathogenpopulationen.
Offenbar sind auch die Mechanismen (Selektion), die zur Anpassung (Überwindung) von Erregern an die Sortenresistenz führen, dieselben wie diejenigen einer Resistenzentwicklung gegenüber Fungiziden. Eine stärkere Exposition der Pathogenpopulation, z.B. durch intensiveren Mitteleinsatz (in Norddeutschland) oder längere Vegetationszeit (infolge Strobilurin-Behandlung), verstärkt, so Dr. F. Felsenstein, Fa. EpiLogic, Freising, den Selektionsdruck zugunsten virulenter Pathotypen, Rekombinanten oder Mutanten, wie Frau Dr. K. Flath, BBA Kleinmachnow, anschließend an aktuellen Änderungen der Virulenzsituation bei Weizengelbrost und Roggenbraunrost sehr anschaulich belegte. Mit eindrucksvollen Ergebnissen veranschaulichte Prof. B. McDonald, ETH Zürich, die Mechanismen solcher Verschiebungen im Spektrum des Erregers Mycosphaerella graminicola (Septoria tritici) des Weizens, bei dem sexuelle und asexuelle Vermehrung zur Pathogenese beitragen. Durch die heute mögliche zuverlässige Identifikation und Quantifizierung der einzelnen Isolate mit molekulargenetischen Methoden ergaben sich so überraschende Befunde wie derjenige, daß ein Inokulumeintrag von außen nur zu Beginn der Vegetation von größerer Bedeutung ist, gegen Ende der Saison jedoch die größte Erregerdiversität auf den resistenten Wirtspflanzen nachweisbar wird, nicht weil diese (durch Überlebensstress) die Rekombination fördern, sondern weil auf ihnen Rekombinante Fitnessvorteile nutzen können. Demzufolge kann die Pathogenpopulation in einem Getreidefeld gegen Ende der Vegetationszeit bis zu 20% aus Rekombinanten bestehen!
5. Analyse der Wirt-Pathogen-Beziehung.
Objekte der folgenden 4 Vorträge waren die Kartoffeln und Zuckerrüben. Die Phytophthora der Kartoffel gehört seit über 100 Jahren zu den klassischen Themen der Resistenzzüchtung und dennoch ist bis heute der Kartoffelanbau mit bis zu 16 Fungizidbehandlungen/Jahr (= ca. 800,- DM) belastet. Für den Züchter besteht hier u.a. das Problem, daß Kartoffelsorten in ihrer Vegetationszeit zwischen 70 und 180 Tagen variieren und deshalb für eine Auslese auf die erwünschte "relative" (weil erwartungsgemäß dauerhaftere) Resistenz ein reifezeitunabhängiger Resistenzwert notwendig wäre, um die Aufspaltungsvarianz einer F1-Nachkommenschaft sicher ausnutzen zu können (Dr. U. Darsow, Groß Lüsewitz). Für den Pflanzenschutz (Dr. H. Habermeyer, Freising) versucht das "Phytophthora-Modell Weihenstephan" die sortenspezifische Resistenz zur Bemesssung einer (reduzierten) Spritzfolge zu nutzen und anhand von detaillierter Wetterdatenauswertung Beratungsgrundlagen für einen optimalen Spritzstart und die notwendigen Spritzabstände und Aufwandmengen zu entwickeln. Demgegenüber ist das Problem der Wurzelhalsfäule der Zuckerrübe durch Rhizoctonia solani jüngeren Datums, heute jedoch weltweit verbreitet und kann insbesondere in Rübenmieten nach Ernte befallener Felder gewaltige Schäden anrichten. Der Erreger ist bodenbürtig, hat sehr viele Wirtspflanzen und ist durch Myzelanastomosen zu rascher Rassenneubildung fähig. Weil Fungizide fehlen und Fruchtfolgemaßnahmen wirtschaftlich nicht vertretbare Anbauabstände erfordern würden, ist Resistenzzüchtung das einzige realistische Verfahren. Da Prüfungen im Feld nicht möglich sind, berichtete Dr. G. Büttner, IfZ Göttingen, von der Entwicklung eines Resistenztests mit befallsfreier Vorkultur der Pflanzen im Gewächshaus. Ausgangsmaterial mit polygenischer Resistenz ist aus Fort Collins, USA, verfügbar (Dr. W. Beyer, Einbeck), aber die derzeit ersten Sorten sind aufgrund ihres Ertragsrückstands bei Befallsfreiheit nur als Spezialsorten für den Fall hoher Befallswahrscheinlichkeit empfehlenswert. Den Vortragsblock schloß ein Beitrag von Dr. M. Korell, Gießen, über eine eingehende molekulare Analyse der Mlg-vermittelten Resistenz im Gerste/Mehltau-Pathosystem.
6. Genetische Ressourcen.
Frau Dr. H. Riemer, BAZ Aschersleben, stellte EVA II - ein deutsches Netzwerk für die Evaluierung von Getreide (WW, SG) auf Krankheitsresistenz vor, in dem rd. 20 Institute und Züchtungsbetriebe jährlich an ihrem Standort Sortimente aus je 100 Genbanklinien und Zuchtstämmen gegen bis zu 10 Pilzkrankheiten 3-4mal bonitieren (sollen). H. Winter, Berlin, berichtete über den Stand langjähriger Bemühungen zur Übertragung von Phomaresistenz aus B. juncea und Wildkruziferen (z.B. Coincya monensis) in den Raps.
7. Resistenzzüchtung und Zuchtmethodik.
Am letzten Halbtag war der Vortrag von Dr. K. Brunckhorst, Einbeck, für manchen Zuhörer der wichtigste Grund, rechtzeitig seinen Platz im Saal aufzusuchen. Dieses belohnte der Vortragende erwartungsgemäß mit soliden Daten und Einschätzungen zu Materialverfügbarkeit und Selektionsmöglichkeiten sowie daraus resultirendem Zuchtfortschritt und Forschungsbedarf für die praktische Resistenzzüchtung am Weizen. Laufend kommen resistente Sorten und bessere Fungizide auf den Markt, ohne daß, nach Brunckhorst, die Praxis deutlich weniger spritzt! Es gibt auch Sorten mit erfreulich "nachhaltiger" Resistenz ('Greif', auch 'Flair' im Vergleich zu 'Ritmo' oder 'Apollo'). Anfällige Stämme/Sorten sind nicht grundsätzlich ertragsstärker, aber in jedem Falle hilft Resistenz zu besserem Ertrag. Gefragt ist Resistenz "im vorderen Bereich" der Bestandesentwicklung; späterer Befall (z.B. Braunrost) ist für die Resistenzzüchtung in der Regel nachgeordnet. Trotz großen Interesses gibt es hinsichtlich Fusarium im Weizensortiment bei Hochertragssorten wenig Bewegung; epidemiologisch vorteilhaft sind ein etwas längerer Halm und eine nicht zu dichte Ähre.
Leider muß sich der vorliegende Bericht für die folgenden 12 Vorträge auf wenige zusammenfassende Hinweise beschränken, obwohl auch hier z.T. sehr interessante Fortschritte der Resistenzzüchtung und Resistenzanalyse vorgestellt wurden, so zur Vererbung der Fusarium-Resistenz bei Triticale (Frau N. Heinrich, Hohenheim), zum internationalen Resistenztest auf Blattfleckenkrankheit(en) der Gerste (Dr. H. Pinnschmidt, Slagelse, DK), zu Prüfungsmethoden und -ergebnissen beim bodenbürtigen (Polymyxa) Getreidemosaikvirus von Roggen und Weizen (Frau Dr. U. Kastirr, Aschersleben), zur Genetik und züchterischen Verbesserung der Toleranz gegenüber dem BYDVirus der Gerste (PD Dr. F. Ordon, Gießen) oder zur Etablierung von dauerhafter Mehltauresistenz am Apfel (Dr. A. Urbanietz, Ahrensburg).
8. Kartierung von Resistenzen und markergestützte Selektion.
Einen abschließenden Höhepunkt der Tagung boten die drei letzten Vorträge auch deshalb, weil sie in sehr überzeugender Weise die völlig neuartigen Möglichkeiten, aber auch die Grenzen aufzeigten, die sich aus der molekulargenetischen Systemanalyse pflanzlicher Pathogenabwehr für gentechnische Anwendungen in der Resistenzzüchtung ergeben können. Prof. P. Schulze-Lefert, MPIZ Köln-Vogelsang, berichtete von seinen Untersuchungen zur molekularen Struktur und Funktion der Mla-Resistenzgene beim Gerstenmehltau. An diesem hoch polymorphen Locus sind 11 verschiedene Gene in 3 getrennten Genfamilien bekannt, deren Sequenz im N-terminalen Bereich hoch konserviert, in der C-terminalen Hälfte deutlich variabler ist, wobei das jeweils funktionelle Allel durch einen Mikrosatelliten in einem Intron charakterisiert ist. Überaus förderlich für deren Funktionsanalyse sowie auch für ihre Pyramidisierung ist es, daß heute in Köln die Transformationseffizienz bei dem durch Agrobacterium vermittelten Gentransger bei Gerste auf 15% (so hoch wie beim Reis) gesteigert werden konnte. Als Schlüssel für die zahlreichen, verschiedenen rassenspezifischen Resistenzreaktionen wurde ein rar-Genlocus identifiziert, der den resistenzvermittelnden Zelltod bei der primär infizierten Zelle über einen H2O2-Ausbruch nicht nur bei Mehltaubefall, sondern auch bei einigen anderen pathogenen Pilzen auslöst. Dieses Gen ist wie in der Gerste so auch in Arabidopsis thaliana hochgradig konserviert, so daß mit ihm ganz neue Anwendungsperspektiven für eine zukünftige Resistenzzüchtung erkennbar werden. Dennoch gilt sprichwörtlich, daß "nicht alle Blütenträume reifen". Stilbene sind phenolische Substanzen aus dem Phenylalanin-Stoffwechsel, die in der Weinrebe (Resveratrol) oder auch der Kiefer (Pinosylvin) die Zellwände pilzlicher Krankheitserreger (Botrytis, Phoma) angreifen und zerstören können. Für die Stilbensynthese verantwortliche Gene konnten, wie Frau L. Serazetdinova, AMP Hamburg, berichtete, isoliert und erfolgreich in den Weizen transferiert werden. Dort funktionieren sie mit den gleichen Promotoren im entsprechenden Gewebe und Entwicklungsrhythmus, aber einer nur enttäuschend geringen Effektivität, offenbar weil ihre Synthese aus den im Weizen verfügbaren Vorstufen im Vergleich mit der Donorspezies Rebe zu deutlich hydrophileren Stilbenvarianten führt. Ähnliche wirtsspezifische Funktionsänderungen fand auch Dr. D. Mattern, Aschersleben, bei transgenen Kartoffeln, bei denen sich eine deutliche Verschiebung der relativen Resistenzreaktionen gegen verschiedene untersuchte Viren ergab.
In den Vortragspausen der Tagung stimulierten nicht nur Kaffee und Tee, sondern auch die 10 attraktiven Poster im Foyer das Gespräch. Insgesamt war vermutlich das Informationsangebot für viele Teilnehmer kaum zu verkraften. Dennoch wurde die Vereinbarung der drei Vereinigungen, die diese Tagung vorbereitet hatten, allseits begrüßt, daß sie eine solche gemeinsame Tagung als zentrale Informationsplattform zum Thema:
"Krankheitsbekämpfung und Resistenzzüchtung bei Kulturpflanzen"
für alle Interessenten in Zukunft zweijährlich in Fulda am selben Ort und in ähnlicher Weise veranstalten wollen.
(T. Miedaner und G. Röbbelen)