Entwicklung von Strategien zur Feuerbrandbekämpfung im ökologischen Obstbau

Der Feuerbranderreger Erwinia amylovora kann im Kernobst große Schäden verursachen. Um Feuerbrandepidemien zu verhindern, benötigt der ökologische Obstbau Strategien, die Blüteninfektionen verhindern. Von 2004 bis 2008 wurde in einem von BÖL geförderten Projekt Methoden etabliert, Präparate getestet und Strategien entwickelt. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wurden von 2009 bis 2011 20 weitere Präparate getestet. LX4630 und Chitoplant reduzierten die Symptombildung im Blütensystem. LX4630 zeigte auch in Freilandversuchen eine gute Wirkung, welche durch Mischung mit Myco-Sin noch gesteigert wurde. Allerdings steht dieses Präparat für die Praxis noch nicht zur Verfügung. Über beide Projekte gesehen war BlossomProtect in den Freilandversuchen das wirksamste Präparat, gefolgt von Myco-Sin und LX4630. Seit 2005 wurden Freilandversuche zur Auswirkung auf die Fruchtberostung durchgeführt. Die durch Kupfer oder BlossomProtect hervorgerufene Mehrberostung ist sowohl von der Sorte als auch von der Behandlungshäufigkeit abhängig. BlossomProtect sollte außer mit Netzschwefel nicht mit anderen Präparaten gemischt werden, da dadurch das Berostungsrisiko steigt. Auf bersotungsempfindlichen Sorten sollte BlossomProtect nur zweimal eingesetzt werden. Die Wirksamkeit von BlossomProtect hängt von der Vermehrungsfähigkeit der darin enthaltenen A. pullulans Sporen ab. Im ökologischen Obstbau werden während der Blüte zur Schorfbekämpfung Netzschwefel und Schwefelkalk eingesetzt. In Freilandversuchen zeigte sich, dass der Einsatz einer Tankmischung aus Netzschwefel und BlossomProtect möglich ist. Der Einsatz von BlossomProtect nach Feuerbrandprognose am Tag vor erfüllten Infektionsbedingungen wird empfohlen. Wenn mehr als zwei Behandlungen notwendig sind, sollte BlossomProtect alternierend mit Myco-Sin eingesetzt werden. Die im Projekt entwickelten Strategien wurden über die Jahre auf vielen Veranstaltungen präsentiert und im Dialog mit den Beratern auch bereits in die Praxis eingeführt

Entwicklung von Strategien zur Feuerbrandbekämpfung im ökologischen Obstbau

Der Feuerbranderreger Erwinia amylovora kann an Apfel und Birne große wirtschaftliche Schäden verursachen. Um Feuerbrandepidemien abzuwenden, benötigt der ökologische Obstbau Strategien, die Blüteninfektionen verhindern. Seit 2004 wurden in diesem Projekt 44 Präparate in vitro und auf abgeschnittenen Blüten untersucht. Dabei zeigte sich, dass im Blütensystem nur Präparate die Symptombildung verhindern, die auch eine bakteriostatische Wirkung in vitro haben. In den insgesamt 11 Freilandversuchen nach EPPO-Richtlinie PP1/166 (3) bestätigten sich die im Labor an Blüten gefundenen Ergebnisse. BlossomProtect war in allen unseren Freilandversuchen mit durchschnittlich 78% Befallsreduktion das wirksamste Präparat, gefolgt vom Gesteinsmehlpräparat Myco-Sin mit durchschnittlich 65% Befallsreduktion. Kupferpräparate sind bekannt bakterizid. Allerdings birgt die Applikation von Kupfer in die Blüte die Gefahr der Fruchtberostung. In Freilandversuchen wurden zwischen 90 und 200 g Reinkupfer/ha eingesetzt. Für eine ausreichende Wirkung wurden 200 g Reinkupfer/ha benötigt. Nachdem im Jahr 2004 auch über Mehrberostung der Früchte durch den Einsatz von BlossomProtect berichtet wurde, haben wir ab 2005 auch Freilandversuche zur Berostung durchgeführt. Es zeigte sich, dass die Mehrberostung durch BlossomProtect von der Sorte und von der Anzahl der Behandlungen abhängt. Auf berostungsempfindlichen Sorten sollte die Anzahl der Behandlungen auf zwei reduziert werden. Die Wirksamkeit von BlossomProtect ist von der Vermehrungsfähigkeit der darin enthaltenen Hefen abhängig. Im ökologischen Obstbau werden während der Blüte zur Schorfbekämpfung Netzschwefel und Schwefelkalk eingesetzt. Diese hemmen in vitro auch die in BlossomProtect enthaltenen Hefen. In Freilandversuchen zeigte sich, dass der Einsatz von Schwefel oder Schwefelkalk am Tag vor oder nach der BlossomProtect Applikation keinen Einfluss auf die Wirksamkeit von BlossomProtect hat. Wenn aufgrund der Witterung mehr als zwei Behandlungen zur Feuerbrandbekämpfung notwendig sind, sollte BlossomProtect alternierend mit Myco-Sin eingesetzt werden. Dieses hat in Kombination mit Netzschwefel auch eine Schorfwirkung, so dass mit dieser Strategie auch die Gesamtzahl der Applikationen reduziert werden kann

Lack of evidence for a role of hydrophobins in conferring surface hydrophobicity to conidia and hyphae of Botrytis cinerea

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Hydrophobins are small, cysteine rich, surface active proteins secreted by filamentous fungi, forming hydrophobic layers on the walls of aerial mycelia and spores. Hydrophobin mutants in a variety of fungi have been described to show 'easily wettable' phenotypes, indicating that hydrophobins play a general role in conferring surface hydrophobicity to aerial hyphae and spores.</p> <p>Results</p> <p>In the genome of the grey mould fungus <it>Botrytis cinerea</it>, genes encoding three hydrophobins and six hydrophobin-like proteins were identified. Expression analyses revealed low or no expression of these genes in conidia, while some of them showed increased or specific expression in other stages, such as sclerotia or fruiting bodies. Bhp1 belongs to the class I hydrophobins, whereas Bhp2 and Bhp3 are members of hydrophobin class II. Single, double and triple hydrophobin knock-out mutants were constructed by consecutively deleting <it>bhp1</it>, <it>bhp2 </it>and <it>bhp3</it>. In addition, a mutant in the hydrophobin-like gene <it>bhl1 </it>was generated. The mutants were tested for germination and growth under different conditions, formation of sclerotia, ability to penetrate and infect host tissue, and for spore and mycelium surface properties. Surprisingly, none of the <it>B. cinerea </it>hydrophobin mutants showed obvious phenotypic defects in any of these characters. Scanning electron microscopy of the hydrophobic conidial surfaces did not reveal evidence for the presence of typical hydrophobin 'rodlet' layers.</p> <p>Conclusions</p> <p>These data provide evidence that in <it>B. cinerea</it>, hydrophobins are not involved in conferring surface hydrophobicity to conidia and aerial hyphae, and challenge their universal role in filamentous fungi. The function of some of these proteins in sclerotia and fruiting bodies remains to be investigated.</p

Niche differentiation of two sympatric species of Microdochium colonizing the roots of common reed

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Fungal endophyte communities are often comprised of many species colonizing the same host. However, little is known about the causes of this diversity. On the one hand, the apparent coexistence of closely related species may be explained by the traditional niche differentiation hypothesis, which suggests that abiotic and/or biotic factors mediate partitioning. For endophytes, such factors are difficult to identify, and are therefore in most cases unknown. On the other hand, there is the neutral hypothesis, which suggests that stochastic factors may explain high species diversity. There is a need to investigate to what extent each of these hypotheses may apply to endophytes.</p> <p>Results</p> <p>The niche partitioning of two closely related fungal endophytes, <it>Microdochium bolleyi </it>and <it>M. phragmitis</it>, colonizing <it>Phragmites australis</it>, was investigated. The occurrences of each species were assessed using specific nested-PCR assays for 251 field samples of common reed from Lake Constance, Germany. These analyses revealed niche preferences for both fungi. From three niche factors assessed, i.e. host habitat, host organ and season, host habitat significantly differentiated the two species. <it>M. bolleyi </it>preferred dry habitats, whereas <it>M. phragmitis </it>prevailed in flooded habitats. In contrast, both species exhibited a significant preference for the same host organ, i.e. roots. Likewise the third factor, season, did not significantly distinguish the two species. Differences in carbon utilization and growth temperature could not conclusively explain the niches. The inclusion of three unrelated species of Ascomycota, which also colonize <it>P. australis </it>at the same locations, indicated spatio-temporal niche partitioning between all fungi. None of the species exhibited the same preferences for all three factors, i.e. host habitat, host organ, and time of the season.</p> <p>Conclusions</p> <p>The fungal species colonizing common reed investigated in this study seem to exploit niche differences leading to a separation in space and time, which may allow for their coexistence on the same host. A purely neutral model is unlikely to explain the coexistence of closely related endophytes on common reed.</p

The haustorial transcriptomes of Uromyces appendiculatus and Phakopsora pachyrhizi and their candidate effector families

Haustoria of biotrophic rust fungi are responsible for the uptake of nutrients from their hosts and for the production of secreted proteins, known as effectors, which modulate the host immune system. The identification of the transcriptome of haustoria and an understanding of the functions of expressed genes therefore hold essential keys for the elucidation of fungus–plant interactions and the development of novel fungal control strategies. Here, we purified haustoria from infected leaves and used 454 sequencing to examine the haustorial transcriptomes of Phakopsora pachyrhizi and Uromyces appendiculatus, the causal agents of soybean rust and common bean rust, respectively. These pathogens cause extensive yield losses in their respective legume crop hosts. A series of analyses were used to annotate expressed sequences, including transposable elements and viruses, to predict secreted proteins from the assembled sequences and to identify families of candidate effectors. This work provides a foundation for the comparative analysis of haustorial gene expression with further insights into physiology and effector evolution

Microautoradiographic Studies on Host-Parasite Interactions II. The Exchange of 3H-Lysine Between Uromyces phaseoli and Phaseolus vulgaris

To study the function of bean rust haustoria either the host, Phaseolus vulgaris, or the parasite, Uromyces phaseoli, were labeled with 3H-lysine. 24h and 48 h after inoculation samples of the infected leaves were taken and processed for electronmicroscopic autoradiography. When the host was labeled, silver grain densities over the structures of host and parasite were compared. Very low grain densities were found over developing haustoria of the bean rust and higher grain densities over mature and old haustoria. Compared with mature haustoria, reduced grain densities were observed over intercellular hyphae. It is assumed that a flow of labeled metabolites from the host cell to the haustorium and then to the intercellular hypha took place. When sporelings originating from labeled uredospores infected the leaf, no detectable amount of 3H-lysine or its metabolites were found to be transferred from the intercellular hyphae or haustoria to cells of the leaf parenchyma

Feinbau der Infektionsstrukturen von Uromyces phaseoli

Der Infektionsverlauf bei Rostpilzen ist seit den Beobachtungen von DE BARY (1863) bekannt. Später beschreiben WARD (1903) und EVANS (1907) das Appressorium, das für jede Rostart typische substomarare Vesikel, die Infektionshyphe und das erste Haustorium. Der Vergleich von Sorten unterschiedlicher Resistenz gegenüber dem Schwarzrost zeigte nach Anfärbung Unterschiede in der Reaktion einze1ner Zelltypen (ALLEN 1923 a und b). Eine Beschreibung der Feinstrukturen während des Invasionsvorganges scheint zu fehlen. Dies ist aber eine Voraussetzung für weitere Untersuchungen an resistenten Sorten, da Resistenzmechanismen beim Mais schon an der Spaltöffnung (LEATH und ROWELL 1966) oder z. B. bei der Erbse mit der Bildung des ersten Haustoriums einsetzen können (HEATH 1971, HEATH und HEATH 1971, ZIMMER 1965). Die hier vorgelegten Untersuchungen wurden an Bohnenrost [Uromyces phaseoli (Pers.) Wint. var. typica Arth.] ausgeführt

Verticillium lecanii, ein Hyperparasit auf dem Getreidegelbrost(Puccinia striiformis)

Im Felde und im Gewächshaus wurde auf dem Getreidegelbrost (Puccinia striiformis) Verticillium lecanii als Hyperparasit gefunden. Die Untersuchungen sollen nun klären, unter welchen Bedingungen Verticillium den Gelbrost befällt und ob er auch das Gewebe der Wirtspflanze angreift

Phytopathologie an der Universität Konstanz

Lange Zeit war die Grundlagenforschung zur Schädlingsbekämpfung und des Pflanzenschutzes Sache der Biologischen Bundesanstalt und der Universitäten mit landwirtschaftlichen Fakultäten. Seit 1979 gibt es einen Lehrstuhl für Phytopathologie in der Fakultät für Biologie an der Universität Konstanz. Dies ist ein erster Bericht über die Forschungsgebiete und -schwerpunkte - Infektionsvorgänge bei Pflanzenparasiten, Abwehrreaktionen von Pflanzen, Infektionsweise von Pilzen, die andere Pilze befallen - sowie über erste Ergebnisse

Die Untersuchung von Pilzen als Beitrag zu einem ökologischsinnvollen Pflanzenschutz

Im Rahmen des integrierten Pflanzenschutzes wird versucht, den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln zurückzudrängen. Dazu tragen neben den Prognoseverfahren zwei Forschungsrichtungen bei: Die Züchtung auf Resistenz gegen Schaderreger und die Ausarbeitung von Verfahren zur biologischen Schädlingsbekämpfung. Am Lehrstuhl für Phytopathologie der Universität Konstanz beteiligen wir uns an beiden Forschungsrichtungen.Grundlage einer Züchtung auf Resistenz ist eine genaue Kenntnis der Abwehrmechanismen der Pflanze gegen Schaderreger. Wenn nämlich ein Pilz in eine unbeschädigte Pflanze eindringen will, muss er mit sogenannten Infektionsstrukturen in die Pflanze eindringen. Dabei muss er die Abwehrmechanismen der Pflanze, die diese im Laufe der Evolution entwickelt hat, üherwinden. Wir untersuchen nun, mit welchen Methoden ein Pilz die Wirtspflanze erkennt und in deren Zellen eindringt. Weiterhin interessiert uns, wie sich die Pflanze gegen diese Infektion wehrt