Übertragungseffizienz der Vektoren von Rebphytoplasmosen

DARIMONT, H.; MAIXNER, M.
Übertragungseffizienz der Vektoren von Rebphytoplasmosen
Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft
Institut für Pflanzenschutz im Weinbau, Brüningstraße 84, D-54470 Bernkastel-Kues
Übertragung von Rebphytoplasmosen
Zwei Zikadenarten sind in Deutschland als Vektoren von Rebphytoplasmosen (Vergilbungskrank heiten) bekannt. Der Cixiide Hyalesthes obsoletus überträgt die weit verbreitete Schwarzholzkrank heit. Seine wichtigste Wirtspflanze, die Ackerwinde (Convolvulus arvensis), ist auch das bedeutendste Reservoir für die Erreger der Schwarzholzkrankheit. Schon die an den Windenwurzeln
saugenden Larven von H. obsoletus infizieren sich mit den Phytoplasmen, die durch die fliegenden
Adulten auf Reben übertragen werden können. Wirtschaftliche Schäden entstehen besonders durch
die erhebliche Qualitätsminderung des Leseguts und die Entwicklung von Fehltönen im Wein. In
den für den Vektor optimalen, mikroklimatisch begünstigten Steillagengebieten der Mosel, des
Rheins und der Nahe verursacht die Krankheit besonders hohe Schäden.
Die zweite in Deutschland auftretende Rebphytoplasmose (FD-Pfalz) ist von untergeordneter Bedeutung. Sie tritt nur in geringer Befallshäufigkeit auf, obwohl die Erreger in der Roterle (Alnus glutinosa) überall verbreitet sind. Als Vektor haben wir die Macropside Oncopsis alni identifiziert, die
ausschließlich an Erlen vorkommt und nur sehr selten in Weinbergen an Reben gefangen wird.
Zur Überwachung des Infektionsdruckes durch die Vergilbungskrank heiten wird das Vorkommen
und die Infektionshäufigkeit der natürlichen Wirtspflanzen der Phytoplasmen in und um Weinbergs´flächen überprüft und ihr Einfluss auf die Durchseuchung der Vek torpopulationen untersucht.
Zusätzlich werden Inokulationsversuche durchgeführt, um die Effizienz der Übertragung der
einzelnen Vektorarten abzuschätzen.
Schwarzholzkrankheit
ØErreger: Phytoplasma der Stolbur-Gruppe
Identische Krankheitssymptome in der Rebe:
ØVerfärbung
FD-Pfalz
ØErreger: Phytoplasma der Elm-Yellows -Gruppe
ØNatürlicher Wirt: Ackerwinde (Convolulus arvensis)
ØVektor: Hyalesthes obsoletus (Cixiidae)
ØMangelnde Holzreife
ØZerstörte Trauben
ØNatürlicher Wirt: Roterle (Alnus glutinosa)
ØVektor: Oncopsis alni (Macropsidae)
Methoden
Ergebnisse und Diskussion
Übertragungsversuche
Alle für Inokulationsversuche verwendeten Zikaden wurden als Adulte im Freiland gefangen. H.
obsoletus stammte überwiegend von Ackerwinde in Weinbergen, während O. alni von infizierten
Erlen gesammelt wurde. Mit O. alni wurden sowohl Erlen als auch Rebstecklinge inokuliert. H.
obsoletus wurde auf Vicia faba als krautiger Versuchspflanze und Rebstecklingen gehalten.
Zusätzlich wurden für und potentiellen Begrünungspflanzen für Weinberge durchgeführt. Alle
krautigen Pflanzen und die Erlen wurden aus Samen gezogen, während Rebstecklinge von Holz
symptomfreier Reben aus unbefallen Anlagen gewonnen wurde. Sie wurden vor den Versuchen
einer Heißwasserbehandlung zur Elimination von Phytoplasmen unterzogen.
Nach Beendigung der Übertragungsversuche wurden alle wiedergefundenen Zikaden durch PCRTests auf Phytoplasmenbefall überprüft. Krautige Versuchpflanzen wurden 4-6 Wochen nach
Versuchsende, Erlen und Reben ca. 8 Wochen nach Versuchsende und erneut nach einer
Überwinterung getestet..
Die Ergebnisse der Übertragungsversuche mit den beiden Vektorarten sind in der folgenden
Tabelle zusammengefasst.
Berechnung von Übertragungswahrscheinlichkeit und Übertragungseffizienz
Aus der Zahl der in den Transmissionsversuchen eingesetzten Zikaden pro Pflanze (N) und dem
Anteil infizierter Versuchspflanzen (RIO ) wird die Übertragungswahrscheinlichkeit (pIO ) errechnet.
Sie bezeichnet das Risiko für eine Wirtspflanze, durch das Saugen eines Vektors mit dem
entsprechenden Phytoplasma infiziert zu werden. Die Infektionshäufigkeit in der Vektorpopulation
(pFI ) wird durch Tests der Zikaden als Anteil infizierter Tiere ermittelt. Daraus lässt sich die
Übertragungseffizienz (peff)ermitteln. Sie kennzeichnet das Risiko einer Versuchspflanze, durch
einen infizierten Vektor tatsächlich inokuliert zu werden.
Parameter zur Beschreibung des Infektionsrisikos
p IO = 1 − (1 − RIO )1 / N
p eff =
p IO
p FI
R IO = Inokulationsrate (infizierte / inokulierte Versuchspflanzen)
pFI
= Infektionshäufigkeit in der Vektorpopulation ( PCR positive / getestete Vektoren)
N
= Zahl der Insekten pro Versuchspflanze
pIO = Übertragungswahrscheinlichkeit
(Swallow, 1985)
Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Inokulation beim Saugen eines Vektors
peff = Übertragungseffizienz
(Irwin + Ruesink, 1986)
Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Inokulation beim Saugen eines infizierten Vektors
Literatur
Irwin, M.E., Ruesink, W.G. 1986. Vector intensity: a product of propensity and activity. in McLean, G.D., Garrett, R.G.,;
Ruesink, W.G., (eds.): Plant virus epidemics: Monitoring, modelling, and predicting outbreaks. Academic Press,
Maixner, M., Ahrens, U., Seemüller, E. 1995. Detection of the German grapevine yellows (Vergilbungskrankheit) MLO in
grapevine, alternative hosts and a vector bya specific PCR procedure. Europ. J. Phytopatholgy101, 241-250.
Maixner, M., Reinert, W., Darimont, H.: Transmission of grapevine yellows byOncopsis alni (Schrank)
(Auchenorrhyncha: Macropsinae). Vitis
Swallow, W.H. 1985. Group testing for estimating infection rates and probabilities of disease transmission.
Phytopathology75, 882-889.
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In den meisten Populationen von H. obsoletus ist die Infektionshäufigkeit deutlich höher als bei O.
alni, obwohl diese Zikaden gezielt von infizierten Erlen gefangen wurden. Beide Arten übertragen
die jeweiligen Phytoplasmen mit höherer Effizienz auf ihre natürlichen Wirtspflanzen (krautige
Pflanzen bzw. Erle) als auf Reben. Vicia faba wurde durch H. obsoletus besonders effektiv mit dem
Erreger der Schwarzholzkrankheit inokuliert. Dagegen wurde das Habichtskraut Hieracium pilosella
nicht infiziert, obwohl die Zikade diese Pflanze offensichtlich zu Nahrungsaufnahme nutzte. Effektiv
war die Infektion von Ranunculus bulbosus . Acht von 11 Pflanzen wurden erfolgreich inokuliert,
während im Freiland, trotz hoher Vektordichten auf diesem Weinbergsunkraut, bisher keine
infizierten Pflanzen gefunden werden konnten und die Infektionshäufigkeit der Vektorpopulationen
in Rebflächen, auf denen diese Pflanze dominiert, mit 4 % - 8 % gering ist. Tatsächlich starben die
infizierten R. bulbosus innerhalb weniger Wochen ab. Damit spielt dieses perennierende Unkraut
keine Rolle als Reservoir des Schwarzholzkrankheit-Phytoplasmas. Die Infektionswahrscheinlichkeit für rebpathogene Phytoplasmen ist damit gering. Sie wir weiter vermindert durch die Präferenz
beider bekannter Vektoren für alternative Wirtspflanzen.
Besonders O. alni wird nur selten
mit wenigen Exemplaren auf
Reben angetroffen.
Dementsprechend findet man die
FD-Pfalz besonders in alten
Reben. Obwohl auch H. obsoletus
krautige Pflanzen bevorzugt, ist
das Risiko einer Rebe, an
Schwarzholzkrankheit zu
erkranken relativ hoch. Dies
erklärt die gegenüber der FD-Pfalz
deutlich höheren Infektionsraten
durch die Schwarzholzkrankheit
und ihr häufiges Auftreten schon
in Junganlagen.
Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft (BBA)