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Agrarforschung

Untersuchungen zur Entwicklung des Myzels und der Konidien von Uncinula necator und deren Einfluß auf die Epidemiologie

Staatliches Weinbauinstitut Freiburg i. Br.     J. Rumbolz und H.-H. Kassemeyer    
Mai 1995 - März 1998
(hier: Zwischenbericht)

Problemstellung

Der Echte Mehltau der Weinrebe (Uncinula necator) hat in den letzten Jahren zu umfangreichen Schäden in den Weinbaugebieten des Landes geführt. Die Beeinflussung der Qualität des Leseguts durch diese Pilzkrankheit und die damit verbundenen kellerwirtschaftlichen Probleme haben teilweise zu wirtschaftlichen Einbußen geführt. Bei der Bekämpfung des Echten Mehltaus treten in Jahren mit für den Pilz günstigen Klimabedingungen Schwierigkeiten auf, wenn die Pflanzenschutzmaßnahmen nicht rechtzeitig durchgeführt werden. Damit dies gewährleistet ist, muß der Beginn der Epidemie und die Geschwindigkeit der Entwicklung des Schaderregers in Abhängigkeit von der Witterung vorhersagbar sein. Nur so sind gezielte Behandlungen mit chemischen Pflanzenschutzmitteln möglich und auf das notwendige Maß zu reduzieren.

Ziel

Die Untersuchungen zur Konidienkeimung und Myzelentwicklung von U. necator sollen vorhandene Lücken im Verständnis der Biologie des Erregers schließen helfen. Aus Voruntersuchungen an Blattscheiben über die Dynamik der Sporenkeimung und des Hyphenwachstums wurde als Arbeitshypothese zugrunde gelegt, daß ein erfolgreiches Unterbinden der Epidemie des Pilzes nur dann gelingt, wenn sich der Schaderreger nicht auf dem Wirt etablieren kann. Folglich kommt der Hemmung früher, noch bekämpfbarer Entwicklungsstadien des Pilzes größte Bedeutung zu. Es wurde damit begonnen, den Infektionsprozeß mit biochemischen und molekularbiologischen Methoden näher zu untersuchen. Hierbei soll das Vorhandensein bzw. die Rolle pilzlicher Enzyme während der Parasitierung der Rebe geklärt werden. Diese Arbeiten bauen auf Ergebnissen von HEINTZ und BLAICH (1990) auf, welche eine mechanische Penetration durch Cuticula und Zellwand für U. necator postulierten. Die genannten Autoren schlossen jedoch eine Mitwirkung von Enzymen bei diesem Prozeß nicht aus. Im folgenden sollen erste Ergebnisse, die in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Phytopathologie der Universität Konstanz erarbeitet wurden, dargestellt und erläutert werden. Im zweiten Teil werden Fragestellungen behandelt, die das Maß und die Geschwindigkeit der Ausbreitung von U. necator im Freiland betreffen. Mit Topfreben der Sorte Müller-Thurgau, die künstlich mit Sporen des Echten Mehltaus inokuliert wurden, sollte die Latenzzeit (Zeitraum zwischen Inokulation und erneuter Sporulation) unter Freilandbedingungen bestimmt werden.

Untersuchungsmethode

In Laboruntersuchungen wurden Konidien von U. necator auf Gelatine bzw. auf Glas inokuliert und nach Keimung bzw. Bildung von Appressorien (auf Glas) mit einem künstlichen Esterasesubstrat (Indoxylacetat) inkubiert. Ferner wurde eine Waschlösung von Sporen gewonnen, deren Proteinanteil verschiedenen enzymatischen Nachweisreaktionen von Esterase- bzw. Cutinaseaktivität unterzogen wurde.

In Freilandversuchen wurden die ausgetriebenen 2-Augenstecklinge der mehltauempfindlichen Rebsorte Müller-Thurgau an einem beliebigen Blatt künstlich mit Mehltausporen infiziert und das Blatt mit einer Handlupe täglich auf Vorhandensein von Myzel bzw. Konidien hin untersucht. Parallel wurde Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit und Niederschlagsmenge mit einer Wetterstation aufgezeichnet.

Ergebnisse

An gekeimten und ungekeimten Konidien von U. necator konnte nach Inkubation mit einem künstlichen Substrat Esteraseaktivität nachgewiesen werden. Die blaue Anfärbung von Pilzstrukturen, die enzymatisch durch Bildung von Indigokristallen aus Indoxylacetat entsteht, ist am deutlichsten in den Appressorien zu erkennen. Weitere enzymatische Tests ergaben eine hydrolytische und cutinolytische Aktivität der Sporenwaschlösung, die durch verschiedene Organophosphate bzw. Butylisocyanat, einem Abbauprodukt des Fungizids Benomyl, hemmbar ist.

Bei der Ermittlung der Latenzzeit von Myzel des Echten Meltaus im Freiland zeigte sich, daß sporulierendes Myzel zuerst auf jenen Blättern zu finden war, die auf der Blattunterseite inokuliert wurden. Dies deckt sich mit Beobachtungen in Ertragsanlagen. Neben der schnelleren Entwicklung von Myzel ergaben sich im Beobachtungszeitraum auch Unterschiede in der Anzahl der künstlichen Infektionen, die zu einer Pilzkolonie führten (Blattoberseite: 33 %, Blattunterseite: 100 %).

Konsequenz für die Praxis

Der Nachweis von Esteraseaktivität deutet auf das Vorhandensein pilzlicher Enzyme hin, die dem Pilz das Eindringen in die Pflanze erleichtern oder gar erst möglich machen. Neben dem Nachweis des Cutinase-Gens und dessen stadienspezifischer Expression soll mit Hilfe rasterelektronenmikroskopischer Untersuchungen der Kontaktzone von Pilz und Wirt der Einfluß von Cutinase-Inhibitoren (Organophosphate bzw. Butylisocyanat) auf die Penetrationseffizienz geklärt werden. Dies kann bei entsprechender Wirkung der Hemmstoffe als sog. Antipenetrantien Konsequenzen für die Bekämpfung haben. Da die Cutinase bzw. zellwandabbauende Enzyme in den frühen Stadien der Pilzentwicklung wirken, stellen sie ein mögliches Ziel für die effektive Bekämpfung der Rebkrankheit dar.

Die Untersuchungen zur Bestimmung der Latenzzeit im Freiland liefern Daten über die Entwicklungsgeschwindigkeit des Pilzes in Abhängigkeit von Temperatur, Niederschlag und relativer Luftfeuchte. Diese dienen als Grundlage zur Entwicklung eines Prognosemodells für den Echten Mehltau der Rebe, das die wichtigsten Witterungsparameter einschließt.

 

Literatur:
Heintz, C. and Blaich, R. (1 990), Ultrastructural and histochemical studies on interactions between Vitis vinifera L. and Uncinula necator (Schw.) Burr., New Phytol. 115, 107-117.

 

Fördernde Institution: MLR

Förderkennzeichen:  25 - 95 . 7


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