Modul Kartoffelproduktion Gliederung der...

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Modul Kartoffelproduktion

Viruskrankheiten der Kartoffel

8. Semester

11.05.04, 13.15 – 14.45 + 12.05.04, 14.15 – 15.45

Dr. Mark Varrelmann (Juniorprofessor)

Vorlesung: Viruskrankheiten der Kartoffel 1

Gliederung der Vorlesung

1. Die Geschichte der Viruskrankheiten im Kartoffelbau und ihrer Bekämpfung

2. Viruskrankheiten (nach Übertragungswegen geordnet)Blattlausübertragung von Pflanzenvirenmechanisch und nicht-persistent blattlausübertragbare Viren

Genus Potyvirus: PVY (-N, -O, -NTN), PVAGenus Carlavirus: PVS, PVM

persistent blattlausübertragbare VirenGenus Polerovirus: PLRV

nematodenübertragbare VirenGenus Tobravirus: TRV

(ausschliesslich) mechanisch übertragbare Viren:Genus Potexvirus: PVX, PAMV

pilzübertragbare Viren:Genus Necrovirus: TNVGenus Pomovirus: PMTV

thripsübertragbare Viren:Genus Tospovirus: TSWV


Gliederung der Vorlesung

3. Krankheiten verursacht durch ViroideGenus Pospiviroid: PSTVd

4. Quarantänekrankheiten (unsortiert)PYV, PVT, APMoV, APLV, PBRSV

5. Bekämpfungsstrategien von Pflanzenviren im KartoffelbauSaatgutverkehrsgesetzProduktion von zertifiziertem PflanzgutVirusdiagnoseKulturmassnahmen und VektorbekämpfungResistenzzüchtung


Geschichte der Virusbekämpfung im Kartoffelanbau

- Einführung der Kartoffel in Europa ca. 1565 (Spanien)- Walter Raleigh - Irland- Beginn von grösseren Kartoffelmonokulturen im 18 Jhd.- Auftreten der ersten Viruskrankheiten (Abbau durch Selbstvermehrung des Pflanzgutes)

- Carl Friedrich Philipp von M a r t i u s (Tropenforscher 1794-1868): Theorie des ökologischen Abbaus- bereits 1780 in Deutschland starker Befall mit der Blattrollkrankheit

- 1905: erstmals Kartoffelanbau in Gefahr (pommersche Kartoffelzüchter Henning Graf von A r n i m - S c h l a g e n t h i n)

- 1921: Salaman erkennt die Virusnatur als Ursache für die Degradation- 1927 Karl K r ü g e r erkennt die Blattlausübertragbarkeit: Beginn der Erzeugung vonPflanzgut in Gesundlagen (Riesengebirge und M-V)

- Stanley, 1935: erneuter Beweis der Virusnatur als Abbau-Ursache im Kartoffelanbau

- Der Virus-Abbau kann schon beim ersten Nachbau bei 30 % Ertragsverlust liegen, beim zweiten und dritten sind es bereits 60 bis 75 % und beim vierten eigenen Nachbau liegt der Ertragsverlust gegenüber virusfreiem Pflanzgut sogar bei 85 %.

- 1948 E605 (Parathion von BASF), 1951 Systox (Demeton), 1957 MetasystoxVorlesung: Viruskrankheiten der Kartoffel 4

2. Viruskrankheiten (geordnet nach Übertragungswegen)mechanisch und nicht-persistent blattlausübertragbare Viren

Genus Potyvirus:Potato virus Y (-N, -O, -NTN)Potato virus A

Genus Carlavirus:Potato virus MPotato virus S

Potyvirus Carlavirus


Blattläuse Hemiptera „aphids“

Virusübertragung durch ZellverletzungNicht-persistente Übertragung (stylet-borne)Semi-persistente Übertragung (foregut-borne)Persistente Übertragung (internally borne)

Myzus persicaeGrüne Pfirsichblattlaus

Macrosiphum euphorbiaeGrüngestreifte Kartoffelblattlaus

Aulacorthum solaniGrüngefleckte Kartoffellaus

Blattlausübertragung von Pflanzenviren


Aphis nasturtiiFaulbaumlaus

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Die Bedeutung von Insekten als Virusvektoren

• Aphiden (160)• Zikaden (Leaf- and planthoppers) (35)• Weisse Fliegen (25)• Käfer (20)• Nematoden (14)• Käfer und Milben (10)


Der Lebenszyklus von Aphis fabae

Parameter der Übertragung

AcquisitionszeitInokulationszeitRetentionszeitTransstadialpassageHämolympheLatenzzeitPersistenzVermehrung im Vektor (Propagation)Transovariale Übertragung


(Hull, 2001)


Nichtpersistente ÜbertragungAcquisitionszeit sec. – min.Inokulationszeit sec. – min.Transstadialpassage neinHämolymphe neinLatenzzeit keineMechanisch übertragbar jaVermehrung im Vektor neinTransovariale Übertragung nein

Semipersistente ÜbertragungAcquisitionszeit min. – h.Inokulationszeit min. – h.Transstadialpassage neinHämolymphe neinLatenzzeit keinePersistenz 1-100 h.Mechanisch übertragbar einigeVermehrung im Vektor neinTransovariale Übertragung nein


Persistente Übertragung (zirkulativ)

Acquisitionszeit min. – h.Inokulationszeit min. – h.Transstadialpassage jaHämolymphe jaLatenzzeit min. – h. - TagePersistenz 1-100 h.Mechanisch übertragbar neinVermehrung im Vektor ja/neinTransovariale Übertragung ja/nein

Propagativ, nicht propagativ, transovarial


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Schnitt durch den Kopf einer Blattlaus, „stylet“ führt durch Mesophyllzellen bis zum Leibündelgewebe (Gray and Banerjee, 1999)

(de Zoeten, 1968)

Vorlesung: Viruskrankheiten der Kartoffel 13 Vorlesung: Viruskrankheiten der Kartoffel 14



PVY


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PVY, Potato virus Y, Typstamm Potyvirus, Strichelkrankheit, Tabakrippenbräune

Stammspez. SymptomePVY-O Strichelkrankheit („ordinary strain“)PVY-N (Adernnekrosen in Tabak) Tabakrippenbräune („necrotic strain“)PVY-C (ähnlich wie –O) stiple streak strainPVY-NTN (Knollennekrosen) („necrotic strain, tuber necrosis“)

Übertragung mech. und nicht persistent durch Aphiden M. persicae, Aphis nasturtiiKnollen stellen die Hauptinfektionsquelle darWeitere Wirte 76 Nachtschatten und v.a. viele Unkräuter

Eines der wirtschaftlich bedeutensten Viren, weltweite Verbreitung

Ökonomische Bedeutung: Reduktion des Knollenertrages um bis zu 50-90%, auch frühzeitiges Absterben der Pflanzen möglich

Problematische Bekämpfung mit Insektiziden

PVY, 3D-Struktur, EM-Aufnahme


PVY-O, Symptome (Strichelkrankheit)

PrimärsymptomeTintenspritzer

SekundärsymptomeRauhmosaikBlattkrümmungen, NekrosenAbknickenWuchshemmung

Strichelsymptome sortenabhängig


PVY-O, Sekundärsymptome http://www.plbio.kvl.dk/~thluj3/symptoms/symplist.html


PVY-N Symptome, im Bestand nur leichte Ausprägung, wenig Nekrosenund daher schwere Diagnose und Bereinigung


PVY, N-Stamm, diffuse chlorotische Marmorierung, S. tuberosumhttp://www.plbio.kvl.dk/~thluj3/symptoms/symplist.html


PVY-NTN, Knollennekrosen an KartoffelnPVY-N, schwache Blattsymptome

Verwechslung mit Tobacco rattle virusund Potato mop top virus„spraing disease“


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PVA


PVA, Potato virus A, PotyvirusStämme mit unterschiedlicher Schwere der Symptome (Rauhmosaik)

Übertragung wie PVY

Symptome: Rauhmosaik

Ökonomische Bedeutung: Ertragsdepressionen von bis zu 40% (schwere Virose)Gefährliche vor allem in Mischinfektionen mit PVY und PVX (bis 80%)

Verbreitung: weltweit, Bedeutung jedoch aufgrund von Resistenzzüchtung abnehmendWirtspflanzenkreis enger als der von PVY


Typische Symptome des PVA: gewellte Blattränder, Aufhellungen und tiefliegende Nerven


PVM


PVM, Potato virus M, Genus Carlavirus, RollmosaikNichtpersistente Übertragung (meist M. persicae),auch gut mechanischSchwere der Symptome vom Isolat abhängig, Primär nahezu symptomlos, Sekundär AdernaufhellungBlattrandwellung, Mosaikflecken, Einrollen der Wipfelblätter(keine harten Blätter), Symptomverstärkung bei DoppelinfektionSymptommaskierung bei hohen Temp.

Reduktion des Knollenertrages um bis zu 50%, Verbreitung zwar weltweit, jedoch in Osteuropa stärker als im WestenKontinuierliche Zunahme in den letzten JahrenWirte: Solanaceen, Gartenbohne, Zuckerrübe, Gänsefußgewächse

Carlavirus


Mischinfektionen mit PVM - Symptomverstärkung bei Doppelinfektion


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PVS


PVS, Potato virus S, Carlavirus

Symptome eher schwach im Vergleich, Rauhblättrigkeit, Abwärtsneigen der BlattspitzenBronzefarbene Blätter, Nekrosen bei Anfälligkeit, leichte Blattverdrehungen(starke Sortenabhängigkeit)

Infektion der unterschiedl. Sorten bis zu 100%, hohe Durchseuchung ohne starke VerlusteSchädigungen jedoch eher mäßig (-20%). Gefährlich bei Mischinfektionen


Beispiel der Sortenabhängigkeit der Virussymptome bei PVS


Sortenabhängigkeit der PVS-Symptome und Mischinfektionen


2. Viruskrankheiten (nach Übertragungswegen)persistent blattlausübertragbare VirenGenus Polerovirus: Potato leaf roll virus (PLRV)

PLRV


PLRV, Potato leafroll virus, Polerovirus, Kartoffelblattrollvirus

S. tuberosum , Stechapfel, Fuchsschanz, Bilsenkraut,Schwarzer Nachtschatten

Vektor:Ausschließlich aphidenübertragbar, persistent,Nicht samenübertragbar, nicht mechanischPhloemlimitiert, haupts. M. persicae aber insges. mehr als 10 Arten

Acquisition mind. 5 min., Latenzperiode 12 h., Inokulationszeit mind. 30 min.Halbwertszeit mehrere Tage

Symptome: Primärsymptome, SekundärsymptomeKnollennetznekrosen Assimilatstau in den Siebröhren (Kallosebildung)(Resorcin Blau 1%)Ökonomische Bedeutung: aufgrund von Vektorbekämpfung stark abnehmendEine der ehemals verbreitetsten K-Virosen (20-30% Depression)Gefährlicher bei PVY oder PVX Mischinfektion (80-90%)Verminderung von Knollenzahl und -masse

Luteovirus


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Aufbau pflanzlicher Leitbündel (Dikotyle)


Sekundär: tütenähnliche BlattverformungenHarte Blätter (met. Rascheln)

Primär: Rollen, steile Stellung, Aufhellung

http://www.plbio.kvl.dk/~thluj3/symptoms/symplist.html


Beispiele für Knollennetznekrosen, verursacht durch PLRV

Infected potato tuber with internal net necrosis. (Courtesy Department of Agriculture and Fisheries for Scotland).


Russett Burbank are very susceptible to PLRV and show symptoms of internal net necrosisvegetablemdonline.ppath.cornell.edu/ .../PotVirusFS3.htm


Sekundär: tütenähnliche BlattverformungenHarte Blätter (met. Rascheln)Vorlesung: Viruskrankheiten der Kartoffel 41

PLRV-Symptome im Bestand

http://www.ndsu.nodak.edu/instruct/gudmesta/lateblight/necrosis2.html


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TRV

2. Viruskrankheiten (geordnet nach Übertragungswegen)nematodenübertragbare Viren

Genus Tobravirus: Tobacco rattle virus (TRV)


TRV-Partikel im Elektronenmikroskop

Nematoden als VirusvektorenDorylaimida

LongidoridaeXiphinemaLongidorusParalongidorus

TriplonchidaTrichodoridae

ParatrichodorusTrichodorus

Ekoparasitische Ernährungsweise an Wurzel-Epidermalzellen, stechend saugende Ernährungsform, Aussaugen von ZellinhaltenPersistente Übertragung (bis zu mehr als 1 Jahr),Keine Replikation, keine transovariale Übertragung

Genus Nepovirus: Xiphinema, Longidorus

Genus Tobravirus: Trichodorus, Paratrichodorushttp://nematode.unl.edu/

IngestionAufnahme (Acquisition)AdsorptionRetentionAbgabe (Release)

Xiphinema sp.

Paratrichodorus pachydermus


Krautsymptome selten (unter -20°C), nekrotische StrichelTRV besitzt sehr grossen Wirtskreis (mehr als 300 Spezies)

Ökonomische Bedeutung:- Der Virusbefall in Kartoffeln führt weniger zu Ertrags- als zu Qualitätseinbußen.- Ablehnung ganzer Chargen von der Verarbeitungsindustrie (Chipsproduktion) schon aufgrund eines geringen Anteils an symptomtragenden Knollen

Tobacco rattle virus (TRV, Genus: Tobravirus)

Stängelbunt- und PfropfenkrankheitSymptomatologie:

(Radtke und Rieckmann, 1990)


P. tunisiensisTRV-Italian

P. teresTRV-Oregon(Holland)

P. minor TRV-American

P. hispanusTRV-Portuguese

P. anemonesP. pachydermus

TRV-PaY4

T. cylindricusT. primitivusT. viruliferus

TRV-RQ

P. nanusP. pachydermus

TRV-PRN

VektorSerotyp

TRV-Vektoren

- starke Vektorspezifität- starke Variabilität der Virusisolate

- TRV wird persistent durch unterschiedliche wurzelparasitäre Nematodenspezies (Trichodorus und Paratrichodorus) übertragen (Taylor & Brown, 1997).

- Persistierung im Wirt bis zu einem Jahr (nichtzirkulativ), keine Übertragung an die Nachkommenschaft(verändert nach Hull, 2002)


Nicotiana clevelandiiSystemisch infiziert mit TRVLinks: M-Typ (RNA1 + RNA2)Rechts: NM-Typ (RNA1)

Unterschiedliche Formen des TRV


Photo: SCRI

2. Viruskrankheiten (geordnet nach Übertragungswegen)pilzübertragbare Viren:

Genus Necrovirus: Tobacco necrosis virus (TNV)Genus Pomovirus: Potato mop top virus (PMTV)


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Pilze als Virusvektoren

Pilze oder Protisten können Viren übertragen

•Olpidium (Chytridiomycetes)•Polymyxa, Spongospora (Protozoa, Plasmodiophoromycetes)•Übertragung in (b) oder auf (a) der Oberfläche von Zoosporen•Übertragung kann hochspezifisch (Isolat) sein


a b

Übertragung von Pflanzenviren durch Pilze


Pilze als VirusvektorenOlpidium brassicae, Olpidium bornavanus, Chytridiomycetes:

Überträger von isometrischen Viren (in-vitro Übertragung) wie: Genus Tombusvirus: CNV, Cucumber necrosis virusGenus Carmovirus: MNSV, Melon necrotic spot virusGenus Necrovirus: TNV, Tobacco necrosis virusGenus Dianthovirus: RCNMV, Red clover necrotic mosaic virusInfektion der Zoosporen aus dem Bodenwasser

Polymyxa graminis, Polymyxa betae, Plasmodiophoromycetes

Überträger von stäbchenförmigen Viren (in-vivo Übertragung) wie:Genus Benyvirus: BNYVVGenus Bymovirus: BaMMV, BaYMV, WSSMV, OMV Oat mosaic virus, SBWMVDas Virus befindet sich bereits in den Zoosporen, wenn sie aus veg. Sporangien entlassen werden. Der neue Wirt wird mit der Zoosporeninfektion besiedelt

Spongospora subterranea, Plasmodiophoromycetes, obligate Parasiten

Genus Pomovirus: PMTV, Potato mop top virus


Zyklus/Entwicklungskreislauf von Olpidium brassicae

Light micrographs of Olpidium brassicae(from Kassanis’ description of TNV)

SPORANGIA IN INFIZIERTENPFLANZENWURZELN

ZOOSPOREN (Scale bars=20 µm)

Infektion der Zoosporen aus dem Bodenwasser

Entwicklungaskreislauf von Spongospora subterranea

Sporogenisch: äusserer RingSporangial: innerer Kreis

: www.pa.ipw.agrl.ethz.ch/ spongospora/intro.htm


TNV


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Tobacco necrosis virus (TNV)ABC-KrankheitGenus Necrovirus

Bodenbürtig, ausschliesslich pilzübertragbarKeine Blatterkrankungen

Symptomatologie:C-Symptom: zum Erntezeitpunkt hellbraune flecken mit sternförmigen

RissenA-Symptom: schwarzbraune, blasige AufwölbungenB-Symptom: schwarzbraune runde eingesunkene Flecke, ähnlich

Phoma-Trockenfäule

TNV wird nicht über die Knollen übertragenJedoch über Pfropfung und über Olpidium brassicae (auch Überwinterung)

Wirtschaftliche Bedeutung: in Deutschland noch gering

Bek.: Verhinderung der Verschleppung in unbelastete Böden


TNV zeitlicher Symptomverlauf C – A – B


TNV zeitlicher Symptomverlauf C – A – B


PMTV


Virus particles 20 nm wide in sap, showing loose helical structure at one end. (Photograph: Scottish Crop Research Institute)

Potato mop top virusGenus: PomovirusBüscheltriebkrankheit

Überträger: Spongospora subterraneaAuch mechanisch und Pfropfung

Blattsymptome mit PAMV verwechselbarLeuchtend gelbe FleckenBüschelgipfel (eingerollte Blätter)

Knollensymptome mit TRV verwechselbarEisenfleckigkeit

Kein Auftreten in SüdeuropaErtragseinbussen bis zu 25%Qualitätsminderung durch Knollenschäden(Verarbeitungsindustrie)


Healthy (left) and naturally mop-top affected (right) plants of potato cv. Alpha. (Photograph: Scottish Crop Research Institute)


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Yellow mottling in leaf of naturally infected potato cv. Red Craig's Royal. (Photograph: Scottish Crop Research Institute)

PMTV-Blattsymptome: leuchtend gelbe Flecken


Chlorotic V-shaped marking in leaf of naturally infected potato cv. Arran Pilot. (Photograph: Scottish Crop Research Institute)

V-förmige Blattsymptome verursacht durch PMTV


External (above) and internal (below) symptoms of spraing in naturally infected tubers of potato cv. Arran Pilot. (Photograph: Scottish Crop Research Institute)

PMTV Knollensymptome


Cracked and distorted naturally infected tubers of potato cv. Alpha produced in second year of infection. (Photograph: Scottish Crop Research Institute)

PMTV Knollensymptome


PVX

2. Viruskrankheiten (geordnet nach Übertragungswegen)(ausschliesslich) mechanisch übertragbare Viren:

Genus Potexvirus: Potato virus X (PVX)Potato aucuba mosaic virus (PAMV)


PVX, Potato virus X, Potexvirus TypstammPartikel sehr stabil, dauerhaft

Symptome isolatabhängig, sortenabh. Primärinfektionengenerell nicht sichtbar, AltersresistenzSehr weiter Wirtskreis

Übertragung ausschließlich mechanisch, Pfl.-Kontakt, Arbeitsgeräte, (K-Käfer, Zikaden)Reservoir infizierte Knollen

Weltweite Verbreitung, Ök. jedoch weniger bedeutsam, da „nur“ bis zu 20% Ertragsausfälle

EM, PVX Potexvirus

PVX, unterschiedliche SymptomausprägungenVorlesung: Viruskrankheiten der Kartoffel 66

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PAMV


Virus particles from a purified preparation. Bar represents 200 nm.

Potato aucuba mosaic virus (PAMV)Genus Potexvirus

Mechanisch übertragbar und bei Mischinfektionen von Potyviren (Helfervirus)aphidenübertragbar

Symptome: Blatt: lokale Entfärbungen, ChlorosenÄhnlich PMTVKnolle: ringförmige Flecken, netzförmige StrukturenRostfarbene Zonen


PAMV-Blattsymptome (3-Zonen-Schadbild)


Systemically infected leaf of potato cv. Ninetyfold. (Courtesy Scottish Horticultural Research Institute.) Infected potato tuber cv. Majestic

Cut tuber of infected potato cv. Majestic


TSWV

2. Viruskrankheiten (nach Übertragungswegen)thripsübertragbare Viren:

Genus Tospovirus: Tomato spotted wilt virus (TSWV)


TSWV, Tomato spotted wilt virus, Genus TospovirusBronzefleckenkrankheit

Virusreservoir vor allem Tomtenanbau, Wirtspflanzenkreis erstaunlich hoch (> 925 Spezies)

Vektor: Frankliniellea occidentalis (Westlicher Blütenthrips)F. fusca (Tabakthrips)F. schultzei (Gemeiner Blütenthrips)Thrips tabaci (Zwiebelthrips)Mindestens 6 verschiedene StämmeRingfleckenstammPrimär: Ringflecken, nekr. Ringe, strichelartige Nekrosen, Absterben der SprossspitzeSekündär: undeutl. Symptome, deformierte Knollen, AufplatzenRosettenartiges Wachstum, Deformationen, auch Ringe, vorzeitiges AbsterbenVektor: Thrips (versch. Arten)

Ger. Kenntnisse über ök. Bedeutung bei Kartoffeln , jedoch erhebliche Schäden und geringer ErtragÖkonomische Bed. Insges. :Zierpflanzen: Chrysanthemum, Dhalia, Gloxinia, Impatiens, LilienGemüse: Tomate, Salat, PaprikaObst: Papaya, Ananas

TSWV


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TSWV Aquisition durch Thripse (Thysanoptera)


Replikation (Vermehrung)Im Vektor

Virusakkumulaion in den Speicheldrüsenu.a. Geweben

Keine Übertragung über das Ei

TSWV, Symptome an Kartoffeln

Primärsymptome Sekundärsymptome


Cornell University

PSTVd

3. Krankheiten verursacht durch ViroideGenus Pospiviroid: Potato spindle tuber viroid (PSTVd)


Poto spindle tuber viroid (PSTVd)Genus Pospiviroid

Übertragung leicht mechanisch, höchste Konz. in BlatthaarenBearbeitungsgeräteRein zufällig: Blattlausübertragbar, Zikaden, Kartoffelkäfer, Samen, PollenGemeinsame Übertragung mit PLRVKeine Vektoren bekannt

Symptome:Blatt: aufrecht stehend, spindelförmig verdreht, runzlig, dunkel, StauchungKnolle: klein, zylindrisch, spindelförmig, längliche Einsenkungen

Verbreitung: Polen, Russland, Ukraine, USA, Asien

Wirtspflanzenkreis: Tomate, Tabak, Petunie, Löwenmaul

Ertragsreduktionen bis 40%EPPO-Quarantänekrankheit


Foliage symptoms in Solanum tuberosumcv. Irish Cobbler. Healthy plant at left.

PSTVd Blattsymptome an Kartoffeln

Potato spindle tuber viroid causes a stiff and upright growth habit on infected potatoes.


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Tuber symptoms in Solanum tuberosum. (Upper row) cv. Saco; (lower row) cv. Kennebec. (Left) healthy; (centre) infected with the type strain; (right) infected with the unmottled curly dwarf strain.

PSTVd Knollensymptome an Kartoffeln

Potato spindle tuber viroid gets its name because of the oblong tubers produced from infected plants: vegetablemdonline.ppath.cornell.edu/ .../PotVirusFS3.htm


PSTVd Symptome an Lycopersicon esculentum


H.P. Mühlbach, Uni-Hamburg

Quarantänekrankheiten

EPPO European and Mediterranean Plant Protection OrganizationSitz in Paris (1951)

44 Mitgliedsstaaten

- Entwicklung von Strategien und Massnahmen zur Verhinderung der Einschleppung und Verbreitung von Pflanzenkrankheiten

- Harmonisierung der Pflanzenschutzgesetzgebung

- Förderung des modernen, sicheren und effektiven Pflanzenschutzes


Quarantäneviren: www.eppo.org „data-sheets“ für Quarantäneorganismenoder –krankheitenDownload

A1 und A2 Listen

A1: kein Vorkommen in der EU

A2: Vorkommen, jedoch keine weite Verbreitung

Quarantäneviren

Untersuchung im Pflanzenschutzamt aufgrund der Quarantäneverordnung

Pflanzenbeschauverordnung vom 10. Mai 1989 (BGBl. I S. 905), zuletzt geändert durch die Verordnung zur Änderung der Zweiten Verordnung zur Änderung der Pflanzenbeschauverordnung vom10. Januar 1995 (BGBl. I S. 19)

Andean potato latent virus, Stamm: APLV-HU; APLV-COL; APLV-COL2Andean potato mottle virus, Stamm: APMoV-B; APMoV-C; APMoV-HPotato black ringspot virus, PBRSVAracachavirus B, Oca StrainPotato yellowing virus, PYVPotato virus T PVTPotato spindle tuber viroid PSTVdPotato yellow vein disease ??


Quarantäneviren: ein Beispiel

Potato yellowing virusFamilie BromoviridaeGenus AlfamovirusTypspezies Alfalfa mosaic virus AMV

Semipersistente Übertragung durch Blattläuse

Genbankimporte/Zuchtmaterial aus Südamerika beinhaltet ein Alfamovirus, welches sich von AMV serologisch unterscheidet.

AMV befällt Kartoffeln eher seltenJEDOCH: PYV ist samenübertragbar

Ein neuer Stamm des AMV oder ein neues Virus ??

Kein natürliches Vorkommen in EU-Staaten

Keine Sequenzinformationen


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PYV-Symptome an Kartoffeln: flächige GelbfärbungAUCH SYMPTOMLOSE INFEKTION MÖGLICH


5. Bekämpfungsstrategien von Pflanzenviren im KartoffelbauSaatgutverkehrsgesetzProduktion von zertifiziertem PflanzgutVirusdiagnoseKulturmassnahmen und VektorbekämpfungResistenzzüchtung


Saatgutverkehrsgesetz (SaatG)

Landwirtschaftskammer HannoverRef. 32Pflanzenbau, Anerkennungsstelle, Versuchswesen

Allgemeiner Pflanzenbau und Saatgutanerkennung Spezieller Pflanzenbau und Versuchswesen Saatgutprüfung

Saatgutverkehrsgesetz (SaatG)vom 20. August 1985 (BGBl. I vom 23.08.1985, S. 1633)Zertifizierung Ländersache/USA privatisiertBSA: Entwicklung von Zertifizierungssystemen

BasissaatgutHandelsaatgutzertifiziertes Saatgut


Sortenschutzgesetz (SortG) in der Fassung der Bekanntmachungvom 19.12.1997 (BGBl. I vom 29.12.1997, S. 3164)

Bundessortenamt (BSA)http://www.bundessortenamt.dehttp://www.landbuch.de/bsa/bsa.htmhttp://www.bgbl.de/

- Blatt für Sortenwesen(Amtsblatt fürBekanntmachungen desBundessortenamtes)

- Beschreibende Sortenlisten(als Entscheidungshilfe für dieOffizialberatung und Praxis)

- Richtlinien für Wertprüfungen undSortenversuche


Erteilung des Sortenschutzes

Der Sortenschutz ist ein dem Patent vergleichbares Ausschließlichkeitsrecht.Während im Patentrecht im wesentlichen eine"Lehre zum technischen Handeln" geschützt wird, ist im Sortenschutzgesetz der Schutzgegenstand die konkrete Pflanzensorte. Geschützt wird das geistige Eigentum andefinierten Pflanzensorten. Der Sortenschutz dient somit der Sicherung der züchterischen Arbeit durch Gewährung eines privaten Schutzrechtesund damit der Förderung der Pflanzenzüchtung. Auf der Grundlage desSortenschutzgesetzes (SortG) kann der Sortenschutz für Sorten desgesamten Pflanzenreiches - ausgenommen Mikroorganismen -beantragt werden.


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Pflanzkartoffelvermehrungsfläche in Deutschland30% d. Fläche: Vorstufen- und Basispflanzgut70% d. Fläche: Z-Pflanzgut

www.landwirtschaft-mv.de Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei MV


Kartoffelanbaufläche in Deutschland

www.landwirtschaft-mv.de


Pro-Kopf-Verbrauch von Kartoffeln in Deutschland


Anteil einzelner Kartoffelvirosen am Virusspektrum




Aufbau von Kartoffelpflanzgut


Basispflanzgut (S, SE, E):Pflanzgut zur Vermehrung

Zertifiziertes Pflanzgut:Pflanzgut zum Verbrauch

(V1-V3)

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Pflanzkartoffelverordnung vom 21. Januar 1986 (BGBl. I S. 192), zuletzt geändert durch Artikel 2 der Verordnung vom 23. Juli 1997 (BGBl. I S. 1906)

Feldbesichtigungen: kein Befall mit Kartoffelnematoden feststellbar3 Jahre ohne Kartoffeln, mind. 1 haFeldbestandsprüfung: amtlicher Probennehmer mind. 2x

Feld Probennahme: Teilstück oder GesamtflächeKraut abgestorbenTeilschlagbeprobung möglichAbgehen des Schlages in „8“-Form

Z-Pflanzgut 110 Knollen/3 haBasispflanzgut 220 Knollen/3 haNachprüfung:Z-Pflanzgut 66 Knollen/3 ha ab 1 haBasispflanzgut 66 Knollen/3 ha ab 0,5 ha

Lagerprobennahmeje 500 dtZ-Pflanzgut 110 KnollenBasispflanzgut 220 Knollenbei Wiederholung 220 Knolllen


Produktion von Kartoffelpflanzgut

Vorstufenpflanzgut: zur Prod. von Basispflanzgut (max. 4 Generationen)

Virustestung auf PLRV und PVY im PSA

Grenzwerte zur Abstufung bzw. Aberkennung:Basispflanzgut: darf maximal 2 % schwerem Virus (PVY, PLRV, PVA, PVM) bzw. 4 % leichtem Virus belastet seinZ-Pflanzgut: 8 % schweres Virus bzw. Umrechungsfaktor: 1 Pflanze mit schweren Virussymptomen kann durch 4 Pflanzen mit leichten Symptomen ersetzt werden)

Produktion von Kartoffelpflanzgut



Herstellung eines polyklonalen Antiserums


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Bekämpfungsmassnahmen

- Selektion virusbefallener StaudenAuspflanzung viruskranker KnollenInfektionsquelle für BlattläuseSelekteureDurchwuchskartoffeln, Unkräuter

- Anwendung von InsektizidenWarnmeldung Blattlausflug – zu später Spritzstart (Kontaktinsektizid)Gewährleistung eines ständigen Schutzes (max. 10-14 Tage)Mittelwahl Kontaktinsektizide/systemische Insektizide

- KrautabtötungUnterbrechung der Virusabwanderung in die KnollenVorkeimungBeachtung des Wiederaustriebes

- Virusresistenz/Sortenwahlunterschiedliche Formen der Resistenz


Blattlauswarndienst

-PSA des Landes Veröffentlichung (20-34KW)-Gelbschalen an Einzelstandorten

Erfassung folgender Arten:-Myzus persicae (Grüne Pfirsichblattlaus)-Aphis nasturtii (Kreuzdornlaus)-Aphis frangulae (Faulbaumlaus)-Aulacorthum solani (Grünfleckige Kartoffellaus) und-Macrosiphum euphorbiae (Grünstreifige Kartoffellaus)

Amtliche BeschaffenheitsprüfungEinfluss der Blattlausfänge auf Abstufungen und Aberkennungen


Insektizide für den Einsatz im Kartoffelbau

Zulassung ausgelaufen:Bulldock, Plenum, Ripcord 10, IRO 10 EC

Pyrethroide: Repellent-Effekt

Pirimicarb - Resistenzbildung

Insektizide für den Einsatz im Kartoffelbau

Siehe auchwww.bba.de


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Kontrolle von mechanisch und semi-persistent übertragbaren Kartoffelviren (PVX, PVS, PVY, PVM)

Pflanzung von infiziertem Material ist die Hauptinfektionsquelle

Ausschluss: vor allem Quarantäne (APMV, A-strain PVS, APLV)

Resistenzzüchtung: Toleranz, HR, quantitative Resistenz

Produktion von virusfreiem Pflanzgut: Gesundlagen(Ostseeküste, Mark Brandenburg, Lüneburger Heide, Schwäbische Alp, Schwarzwald, Erzgebirge, Irland, Tirol)

Kulturpraxis: Entfernen virusbefallener Pflanzen

Insektizide nicht effektiv (Probestiche)


Resistenzzüchtung

Warum ?: - Kartoffel ist die viertwichtigste Nahrungsmittelpflanze der Welt

- Kartoffeln werden (fast) ausschliesslich veg. vermehrt

- (Fast) alle beschriebenen Viren sind knollenübertragbar

- Hohe Kosten der Saatgutzertifizierung, Inspektion, Quarantänemassnahmen,Virusdiagnose, Insektizide zur Vektorbekämpfung, Produktionssicherheit fürden Anbauer

- Beginn der gezielten Resistenzzüchtung in den 30er Jahren des 19. Jhd.


S. tuberosum tetraploid: starke Heterozygotiewahrscheinlich Spontankreuzung aus zwei diploiden Wildarten

http://www.toffi.net/kiss/acker/a_02.htm


Klassische Virusresistenzzüchtung

(Hull, 2002)

Resistenz monogen dominant

Monogen rezessiv

Polygen rezessiv

unvollständig dominant (Gen-Dosis Effekt)

Abnehmende Häufigkeit


Resistenzgenquellen gegen Potato leaf-roll virus (PLRV)


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Virusresistenzgene unterschiedlicher Resistenztypen


Virusresistenzgene unterschiedlicher Resistenztypen


(Khetarpal et al., 1998)

Kann Virusresistenz dauerhaft sein?

(Fraser et al., 1992)


Warum ist Toleranz gegenüber Pflanzenviren nicht das Mittel der Wahl ?

Toleranz

-die infizierte Pflanze dient als Virusreservoir zur Infektion von bspw. anfälligenGenotypen

-Es werden eine hohe Zahl virusinfizierter Pflanzen angebaut

-Die Wahrscheinlichkeit für eine Brechung der Toleranz steigt

-Die Einstellung „aus den Augen aus dem Sinn“ reduziert den Ansporn, virusresistente Genotypen zu züchten


Angebot einer praktischen MSc.-Arbeit in der AG Virologie am Institut für Pflanzenpathologie und PflanzenschutzIn Zusammenarbeit mit dem Pflanzenschutzamt Hannover

Titel: Etablierung eines Routinenachweisverfahrens zur Detektion von Tobacco rattle virus (TRV) in Knollenmaterial von Solanum tuberosum

TRV Infektionstypen: M- und NM-Isolate

RNA1: Vermehrung, Ausbreitung, Samenübertragung

RNA2: Verpackung, Nematodenübertragung

- NM-Isolate, welche ebenfalls im Kartoffelanbau weitverbreitet sind, bestehen nur aus RNA1 und besitzen damit keine Viruspartikel.Infektiöse RNA1 wird jedoch produziert.

- Es wird vermutet, das diese NM-Typen durch eine Resistenzreaktion des Wirtes (z.B. Nekrosenbildung (HR) in Kartoffelgenotypen) gebildet werden.

- Durch diese Eliminierung sind die NM-Typen nur noch horizontal durch vegetative Vermehrung übertragbar.

- M-Isolate besitzen RNA 1 sowie RNA 2 und produzieren CP-enkapsidierte Viruspartikel

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Diagnose1. ELISA: immunologischer Nachweis des viralen HüllproteinsUnmöglich bei NM-Isolaten, da diese kein CP besitzen und damit auch keine Viruspartikel bilden.

2. PCR:

Nachweis auch von NM-IsolatenJedoch: RNA-Extraktion aus Knollen aufgrund von Polyphenolen und Ribonukleaseaktivität problematischVirusgehalte in Augenstecklingen gering

RNA1

3. Fangpflanzen:Nicotiana tabacumnematodeninfizierbar, deutliche Virussymptome,RNA-Extraktion unproblematisch

1 2 3 4 5

1) TRV (N. tab.)2) TRV (Sorte 1)3) TRV (Sorte 2)4) TRV (Sorte 1 plus N. tab.)5) H2O

Date post:	18-Sep-2018
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Modul Kartoffelproduktion Gliederung der...

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