Saatgutübertragbare Krankheiten wie Flugbrand (Ustilago nuda) und Streifenkrankheit (Pyrenophora graminea) bei Wintergerste (Hordeum vulgare) stellen ein großes Problem für den ökologischen Landbau und die ökologische Saatgutvermehrung dar. Die 'Forschung & Züchtung Dottenfelderhof' (FZD) führt seit mehreren Jahren Evaluierungen von Wintergerste-Sorten und Zuchtstämmen in zwei separaten Versuchen auf Resistenz gegenüber beiden Krankheiten durch. Insgesamt wurden sechs eigene Zuchtstämme mit Resistenz gegenüber Flugbrand und einer geringen Anfälligkeit gegenüber Streifenkrankheit gefunden. Ein Zuchtstamm war resistent gegenüber beiden Krankheiten

Buhmann, Kathrin

Gallehr, Andrea

Schmehe, Ben

Spieß, Hartmut

Organic Eprints

15. Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau Beitrag wird archiviert unter http://orgprints.org   Evaluierung von Wintergerste (Hordeum vulgare) auf Anfälligkeit gegenüber Flugbrand (Ustilago nuda) und Streifenkrankheit (Py-renophora graminea) Schmehe, B.1, Gallehr, A.1, Buhmann, K.1 & Spieß, H.1 Keywords: winter barley, resistance breeding, loose smut, stripe disease Abstract: Seed-borne diseases as loose smut (Ustilago nuda) and barley leaf stripe (Pyrenophora graminea) in winter barley (Hordeum vulgare) are a big problem in or-ganic agriculture and seed production. The organic breeding and research institute 'Forschung und Züchtung Dottenfelderhof' (FZD) has been evaluating winter barley lines in two separate trials for several years for resistance to both diseases. In total six breeding lines were found resistant to loose smut and with a low susceptibility to barley leaf stripe, one line was found resistant to both diseases. Einleitung und Zielsetzung  Resistenzen gegen saatgutbürtige Krankheiten sind eine wichtige Strategie für die Saatgutprodution im ökologischen Landbau, wenn ackerbauliche Maßnahmen und zugelassene Beizmittel keine ausreichende Wirksamkeit bieten. Bei Wintergerste (Hordeum vulgare) sind vor allem Flugbrand (Ustilago nuda) und Streifenkrankheit (Pyrenophora graminea) problematische Pilzkrankheiten. Bei beiden Krankheiten wird der Befall eines Jahres im Wesentlichen von den Bedingungen während der Blü-tezeit im Vorjahr bestimmt. Bei Flugbrand führen bereits fünf Flugbrandrispen auf 150 m² zu einer Aberkennung von zertifiziertem Saatgut (SaatV 2006). Die Streifen-krankheit ist zwar (bislang) nicht relevant für die Saatgutanerkennung, jedoch ent-spricht der prozentuale Anteil befallener Halme in etwa auch dem prozentualen Er-tragsverlust (Porta‐Puglia et al. 1986), weshalb auch hier eine Befallsfreiheit unter den Bedingungen eines langjährigen ökologischen Anbaus angestrebt wird. Daher beschäftigt sich die Forschung und Züchtung Dottenfelderhof (FZD) seit einigen Jah-ren intensiv mit der Evaluierung dieser Krankheiten und dem Aufbau eines Resistenz-sortiments für Wintergerste als Grundlage für eine erfolgreiche Resistenzzüchtung und eine langfristige ökologische Saatgutvermehrung (Schmehe und Spieß 2015). Methoden  Seit 2001 führt die FZD Sortenprüfungen zu Flugbrand und seit 2013 auch zur Strei-fenkrankheit bei Wintergerste durch. Geprüft werden eigene Zuchtstämme, aktuelle und ehemalige zugelassene Sorten, sowie Material von Züchterkollegen und aus Genbanken für mindestens drei Jahre. In den Feldversuchen wird die Anzahl ähren-tragender Halme sowie die Anzahl der befallenen Ähren ausgezählt.                                                  1 Forschung und Züchtung Dottenfelderhof, e.V., Dottenfelderhof, 61118 Bad Vilbel,  forschung@dottenfelderhof.de 15. Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau Beitrag wird archiviert unter http://orgprints.org   Für die Flugbrandevaluierung werden die Prüfglieder ebenfalls in Kleinparzellen mit Infektionsstreifen ausgesät. Bei der künstlichen Inokulation wird im Vorjahr bei je-weils zwei Ähren einer Sorte im Feld eine Sporensuspension in jede Blüte injiziert (100 mg Sporen / l Wasser). Die Sporen für die künstliche Inokulation werden von der Sorte 'Igri' gewonnen. Zusätzlich wird auch der natürliche Befall nach Infektion durch Sporenflug ermittelt (auch Sorte 'Igri'). Auf diese Weise sollen natürliche Re-sistenzmechanismen, wie z.B. Kleistogamie, bei der Selektion berücksichtigt werden. Seit Beginn der Flugbrandprüfungen in 2001 wurden bislang in 18 Jahren insgesamt 616 Akzessionen nach natürlicher Infektion und 648 Akzessionen nach künstlicher Inokulation geprüft (siehe Abbildung 1). Für die Evaluierung der Streifenkrankheit werden die einzelnen Prüfglieder in Klein-parzellen in zweifacher Wiederholung ausgesät. Um einen ausreichenden Befalls-druck zu erzielen, wird ein Infektionsgemisch aus zwei hoch anfälligen Sorten ('Al-paca' und 'Etrusco') in den Einzelreihen der Versuchsparzellen direkt neben den zu prüfenden Kandidaten ausgesät. Bislang wurden in sechs Jahren (Beginn 2013) ins-gesamt 244 Akzessionen geprüft (siehe Abbildung 1), davon waren 124 zweizeilige und 120 mehrzeilige Wintergersten. Zusätzlich wird für die Evaluierung des Befalls mit Streifenkrankheit an einer systematischen Laboranalyse gearbeitet, um den Be-fall am Saatgut bereits vor der Aussaat bestimmen zu können, was die Selektions-möglichkeiten deutlich verbessern würde. Hierfür wird die sogenannte „Osmotische Methode“ geprüft (Rennie und Tomlin 1984; ISTA 2014). Ergebnisse Für die Beurteilung der Resistenz werden sowohl bei Flugbrand als auch bei Streifen-krankheit die jeweiligen maximalen Befallswerte jedes Prüfgliedes berücksichtigt. Dabei zeigt sich, dass es sowohl für Streifenkrankheit, als auch für Flugbrand Zuchtstämme mit unterschiedlichen Anfälligkeiten gibt. Bei der Flugbrandevaluierung erreichte der maximale Befall nach künstlicher Inoku-lation 100%, nach natürlicher Infektion knapp 40%. Unter den Akzessionen, die min-destens drei Jahre getestet wurden, gibt es 68 mit 0% maximalem Befall sowohl nach natürlicher Infektion als auch künstlicher Inokulation, davon sind 58 eigene Zuchtstämme. Allein nach natürlicher Infektion sind mehr befallsfreie Linien zu fin-den. Gründe dafür können der erhöhte Krankheitsdruck durch künstliche Inokulation sein, sowie der Grad der Kleistogamie. Je stärker die Kleistogamie bei einer Blüte ausgeprägt ist, desto schwieriger können die Sporen eindringen und den Fruchtkno-ten infizieren. Bisher handelt es sich bei den eigenen Stämmen mit Flugbrandresis-tenz vor allem um zweizeilige Gerstenlinien (40 Stück). In der Streifenkrankheitsprüfung konnten unter den mindestens dreijährig geprüf-ten noch keine befallsfreien Akzessionen gefunden werden, allerdings 14 Stück mit weniger als 1% natürlichem Befall (7 zweizeilige, 7 mehrzeilige), davon zwei eigene Linien. Beide eigenen Linien sind zweizeilig (siehe Tabelle 1). 15. Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau Beitrag wird archiviert unter http://orgprints.org    Abbildung 1: Befallskategorien von allen geprüften genetischen Ressourcen der Winterge-rste auf Anfälligkeit gegenüber Flugbrand (Ustilago nuda) und Streifenkrankheit (Pyreno-phora graminea), gruppiert nach den maximalen beobachteten Befallswerten. Insgesamt konnten drei eigene Zuchtstämme identifiziert werden, die mindestens drei Jahre geprüft wurden, resistent gegenüber Flugbrand sind und gleichzeitig bei Streifenkrankheit <2% maximalen Befall aufweisen (HS AS 611-10, HS 561-11, HS 624-10-2). Alle drei sind zweizeilige Zuchtstämme, die jedoch über keine ausreichend guten agronomischen Eigenschaften verfügen, um eine offizielle Sortenanmeldung zu rechtfertigen. Es konnten zwei eigene Zuchtstämme gefunden werden, die <1% Befall bei Streifenkrankheit aufweisen dabei jedoch nicht resistent gegenüber Flug-brand sind. Tabelle 1 Anzahl der Wintergerste-Akzessionen, die mindestens drei Jahre geprüft wurden mit 0% natürlichem und künstlichem Flugbrandbefall, bzw. <1% Streifenkrankheit. Stand 2018. Prüfung FZD Zuchtstämme andere Sorten und Stämme n  zweizeilig n  mehrzeilig Akzessionen gesamt Flugbrand nat.1=0%, künstl.2=0% 45 47 62 30 92 Streifen-krankheit nat.1<1%  2 12 7 7 14 1) nat.: natürliche Infektion (Sporenflug)     2) künstl.: künstliche Inokulation (Injektion, Suspension 100 mg / l Wasser) Diskussion Angesichts des hohen zeitlichen und personellen Aufwandes der Flugbrand- und Streifenkrankheitsprüfung stellt sich die Frage nach dem Kosten/Nutzen Verhältnis einer Resistenzzüchtung. Da für beide Krankheiten keine Beizmittel zur Verfügung stehen, die für den Ökolandbau zugelassen und ausreichend wirksam sind (Vogt-141412521225010 0952 1426 4213333634812340 263 101002003004000% > 0% < 1% 1% < 5% 5% < 10% 10% < 20% 20% < 40% > 40%n Prüfglieder Achsentitelmax. Flugbrand natürlich  n = 616 max. Flugbrand künstlich  n = 648max. Streifenkrankheit  n = 24415. Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau Beitrag wird archiviert unter http://orgprints.org   Kaute et al. 2007; Koch et al. 2012), erscheint es gerechtfertigt die langwierige Resis-tenzzüchtung zu verfolgen. Insbesondere im Fall des Flugbrands, der entscheidend für das Gelingen der Saatguterzeugung ist, können resistente Sorten einen Beitrag leisten, die ökologische Saatgutvermehrung zu sichern. Schlussfolgerung Die Ergebnisse zeigen, dass in den zur Verfügung stehenden genetischen Ressourcen der Wintergerste prinzipiell ausreichend Material zur Verfügung steht, um Linien zu entwickeln, die über eine Flugbrand- und Streifenkrankheitsresistenz verfügen. Der-zeit stehen jedoch noch keine Linien zur Verfügung, die beide Eigenschaften verei-nen und darüber hinaus agronomisch eine gute Eignung für den ökologischen Land-bau aufweisen. Bis dieses Ziel erreicht ist müssen insbesondere bei der Anfälligkeit gegenüber der Streifenkrankheit Kompromisse hinsichtlich des Befallsniveaus einge-gangen werden.  Danksagung Dank geht an das Bundesprogramm Ökologischer Landbau der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, den Saatgutfonds und die Software-AG Stiftung für das Ermöglichen des Vorhabens durch finanzielle Unterstützung. Literatur ISTA (2014): Osmotic method for the detection of Pyrenophora teres and Pyrenophora gra-minea on Hordeum vulgare (barley). International Seed Testing Association. Bassersdorf. Online verfügbar unter https://www.seedtest.org/upload/cms/user/SH-07-027-2014.pdf. Koch, E.; Slusarenko, A.; Wunderle, J.; Zink, P.; Orlik, M.; Gebremedhin, L. (2012): Optimierung von Saatgutbehandlungsmitteln mit Wirkung gegen Flugbrand an Gerste und Weizen (U-stilago nuda, U. tritici) unter Nutzung verbesserter Verfahren zum Nachweis der Erreger. BÖLN Verbundprojekt 06OE341 und 06OE349. Abschlussbericht. Porta‐Puglia, A.; Delogu, G.; Vannacci, G. (1986): Pyrenophora graminea on winter barley seed. Effect on disease incidence and yield losses. In: Journal of Phytopathology 117 (1), S. 26–33. Rennie, W. J.; Tomlin, M. M. (1984): Barley Leaf Stripe - Pyrenophora graminea. Working sheet No. 6. SaatV (2006): Verordnung über den Verkehr mit Saatgut landwirtschaftlicher Arten und von Gemüsearten (Saatgutverordnung). Anlage 2 (zu § 6 Satz 1, § 20 Absatz 1), Anforderungen an den Feldbestand. Saatv. Schmehe, B.; Spieß, H. (2015): Evaluierung von Wintergerste-Sorten und -Zuchtstämmen auf Resistenz gegenüber Streifenkrankheit (Drechslera graminea). In: Anna Maria Häring (Hg.): Am Mut hängt der Erfolg. Rückblicke und Ausblicke auf die ökologische Landbewirt-schaftung ; Beiträge zur 13. Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau, Eberswalde, 17. - 20. März 2015. Berlin: Köster, S. 148. Vogt-Kaute, W.; Spieß, H.; Jahn, M.; Waldow, F.; Koch, E.; Wächter, R.; Müller, K.J. und Wilbois, K.P. (2007) Physikalische Verfahren zur Behandlung von Saatgut im ökologischen Land-bau. Zwischen Tradition und Globalisierung - 9. Wissenschaftstagung Ökologischer Land-bau, S. 393. 

Evaluierung von Wintergerste (Hordeum vulgare) auf Anfälligkeit gegenüber Flugbrand (Ustilago nuda) und Streifenkrankheit (Pyrenophora graminea)

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