Der Falsche Mehltau (Rebenperonospora) verursacht im deutschen Weinbau erhebliche Schäden durch Ertrags- und Qualitätsverluste. Vor allem bei warmer und feuchter Witterung kann sich ein Befall mit dem Erreger Plasmopara viticola schnell zu einer Epidemie ausweiten. Bei einem bereits fortgeschrittenem Befall ist eine Bekämpfung des Erregers kaum mehr möglich. Entsprechend ist es wichtig, die Krankheit frühzeitig zu erkennen und zu behandeln.

Biologie des Schaderregers und Schwachstellen im Infektionszyklus

Eine wesentliche Grundlage für die Entwicklung biologischer Regulierungsstrategien ist die Kenntnis der Biologie des Schaderregers. Entsprechend nahmen die Wissenschaftler mit Hilfe verschiedener mikroskopischer und mikrobieller Untersuchungen die Biologie des Erregers Plasmopara viticola unter die Lupe.

Infektionszyklus von Plasmopara viticola (pdf-Datei, 130 kb)

Basierend auf der detaillierten Beschreibung der räumlichen und zeitlichen Abläufe des Infektionszyklus identifizierten sie folgende Schwachstellen, die als Ansatzpunkte einer biologischen Bekämpfung dienen können:

• Im Laufe des Infektionszyklus werden außerhalb der Wirtspflanze Zoosporen gebildet. Diese besitzen keine Zellwand, sondern sind nur von einer Membran umgeben. Entsprechend sind sie sehr anfällig gegenüber Austrocknung. Auch Hemmstoffe können leichter in die Zellen eindringen.
• Die schwärmenden Zoosporen lagern sich an den Spaltöffnungen der Wirtspflanzen an, verlieren ihre Geißeln und bilden eine feste Wand aus (Enzystierung). Anschließend wird eine so genannte Hyphe ausgebildet, die durch die Spaltöffnung in das Blatt eindringt. Diese Prozesse sind mit einer hohen Aktivität des Zytoskeletts verbunden, das unter anderem eine wichtige Rolle beim Transport der Zellwandmaterialien spielt. Durch eine Hemmung der Aktivität könnte der Infektionszyklus an dieser Stelle gestört werden.
• Nach Eindringen des Erregers in die Wirtspflanze schottet er sich nach außen über ein undurchlässiges Septum ab, so dass er durch Austrocknung oder Hemmstoffe nicht mehr beeinträchtigt werden kann. Die folgende Besiedelung der Wirtspflanze läuft zeitlich verzögert ab. Dies deutet darauf hin, dass in dieser Phase Resistenzreaktionen ablaufen. An diesem Punkt könnte man gegebenenfalls mit Stoffen ansetzten, die Resistenzantworten hervorrufen (Pflanzenstärkungsmittel).

Testsysteme zur Prüfung biogener Wirkstoffe

In einem weiteren Versuchsabschnitt wurden drei unterschiedliche Testverfahren entwickelt, mit deren Hilfe biogene und anorganische Verbindungen auf ihre hemmende Wirkung gegenüber Plasmopara viticola untersucht werden können:

• Es wurde ein Dünnschichtchromatografie-Testverfahren etabliert, mit dem die zu testenden biogenen Substanzen aufgetrennt und parallel auf ihre Wirksamkeit untersucht werden können. Erste Ergebnisse wurden mit Sesquiterpenlactonen erzielt. Dabei handelt es sich um Verbindungen aus dem pflanzlichen Sekundärstoffwechsel, die eine antimikrobielle Wirkung aufweisen.
• Zur Ermittlung der direkten Wirkung potenzieller Hemmstoffe auf die Zoosporen wurde ein mikroskopisches Testverfahren entwickelt, das quantitative Aussagen ermöglicht. Mittels dieses Verfahrens wurde untersucht, wie sich Alkylphosphocholine (Membranbestandteile, die die Eigenschaft von Membranen verändern können) und verschiedene Kalzium- und Magnesiumverbindungen auf die Beweglichkeit der Zoosporen auswirken. Alle getesteten Alkylphosphocholin-Verbindungen führten zum Absterben der Zoosporen. Auch die Kalzium- und Magnesiumverbindungen beeinflussten die Beweglichkeit der Zoosporen. Hier wird vermutet, dass durch einen Überschuss an Kalzium- bzw. Magnesiumionen die Aktivität des Zytoskeletts gehemmt wird.
• Als weiteres Testsystem für biogene Hemmstoffe wurde ein Blattscheibentest entwickelt. Dazu wurden Blattscheiben mit einer definierten Menge einer Testsubstanz auf Wasser-Agar gelegt und mit Sporangienträgern des Erregers Plasmopara viticola beimpft. Nach einem definierten Zeitraum wurde die Dichte des ausgebildeten Sporangienrasens überprüft.

Die überprüften Substanzen haben teilweise zu viel versprechenden Ergebnissen geführt. Weitere Labor- und Freilanduntersuchungen sind erforderlich, um die Substanzen zur Praxisreife zu entwickeln. Dabei kommt der Formulierung der Substanzen eine wesentliche Bedeutung zu - so besteht beispielsweise bei den untersuchten Kalzium- und Magnesiumverbindungen das Problem, dass sie wasserlöslich sind und somit schnell ausgewaschen werden können.

Schlussfolgerungen

Insbesondere das erste Testverfahren, das eine Auftrennung und ein gleichzeitiges Testen der Hemmwirkung ermöglicht, scheint geeignet, um im Anschluss an dieses Forschungsvorhaben eine Vielzahl von Substanzen auf ihre Hemmwirkung gegenüber dem Erreger Plasmopara viticola zu prüfen.

Für die Registrierung von Präparaten zur biologischen Bekämpfung der Rebenperonospora wird ein Prüfschema vorgeschlagen, das eine Differenzierung in Hemmstoffe und in Resistenzinduktoren (Pflanzenstärkungsmittel) ermöglicht. Folgende Vorgehensweise wird vorgeschlagen:

• Prüfung der Hemmwirkung nach dem im Vorhaben entwickelten Prüfverfahren
• Zusätzliche Prüfung der resistenzinduzierenden Wirkung nach dem am Staatlichen Weinbauinstitut erarbeiteten Testsystem für Resistenzinduktoren.

Basierend auf Wetterdaten und Erkenntnissen über die Biologie des Erregers wurde gemeinsam mit der schweizerischen Agroscope das Prognosemodell "VitiMeteo Plasmopara" für den Raum Baden-Württemberg entwickelt. Mit Hilfe dieses Modells kann der optimale Bekämpfungszeitraum ermittelt werden. Das Modell ist seit 2004 in einer Testversion verfügbar.

Zum Prognosemodell "VitiMeteo Plasmopara"

Weitere Informationen:

• Bekämpfung von Peronospora (Falscher Mehltau)
• Reben-Peronospora, Falscher Mehltau (Plasmopara viticola)

Projektinfos:

• Schlussbericht in der Datenbank Organic Eprints
• Projektbeschreibung