Nematoden im Griff - wie gut sind unsere Tomatenunterlagen?

Transkript

1 Nematoden im Griff - wie gut sind unsere Tomatenunterlagen? Dipl.-Ing. (FH) Katrin Kell Staatliche Forschungsanstalt für Gartenbau Weihenstephan Vortragstagung Gemüsebau, LVG Heidelberg

2 Nematodenbefall bei Tomaten

3 University of California, Davis Wurzelgallennematoden - Meloidogyne-Arten:

4 Nematodenarten Unterglas Tropische Arten, die bei uns im Freiland nicht überwintern können Meloidogyne incognita Meloidogyne javanica Meloidigyne arenaria

5 University of California, Davis Wurzelgallennematoden - Meloidogyne-Arten:

6 Nematodenarten Unterglas Der Gemüsebau/Le Maraîcher 5/2007 Neue Nematodenarten bedrohen die Schweizer Kulturen Meloidogyne fallax Meloidogyne chitwoodi - Herkunft unbekannt Quarantäneschädling, meldepflichtig im Nordwesten der USA beschrieben (Hauptkrankheitserreger an Kartoffeln) - Anfang der 1990ern erstes Auftreten in Deutschland, Belgien, Niederlanden - Schnelle Ausbreitung durch breites Wirtspflanzenspektrum ( Arten) - kaum Kontrolle möglich - gut angepasst an kühle Bodentemperaturen, kann auch bei 6 C noch gedeihen - mehrere Rassen entsprechend dem Wirtspflanzenspektrum - Resistenzgene gegen M.chitwoodi in Paprika (Capsicum annuum) in verschiedenen wilden Solanum-Arten (S. bulbocastanum, S. fendleri) - derzeit bei Tomaten keine Resistenz vorhanden

7 University of California, Davis Wurzelgallennematoden - Meloidogyne-Arten:

8 Nematodenarten Unterglas Der Gemüsebau/Le Maraîcher 2/2008 Neue Nematodenart in Schweizer Gewächshäusern entdeckt Meloidogyne enterolobii - erstmals 1983 in Hainan, China an einer Baumart beschrieben - bricht alle bisher bekannten Resistenzen gegen tropische Meloidogyne-Arten - verursacht sehr grosse Schäden an Kulturpflanzen. Agroscope Changins-Wädenswil ACW untersucht genetischen Fingerabdruck: M. enterolobii = M. mayaguensis. - wurde 1988 in Puerto Rico beschrieben - hat sich Ende der 80er via Südamerika in die USA ausgebreitet, wo sie 2002 erstmals nachgewiesen werden konnte. - in Europa bisher nur in Frankreich gefunden kein Quarantäneschädling derzeit bei Tomaten keine Resistenz vorhanden

9 Tomaten-Resistenzen M. incognita M. javanica M. arenaria UC Davis, California ab Mi-Gen als einfach-dominantes Gen für Nematodenresistenz dieser 3 Arten verantwortlich - von L. peruvianum zum ersten Mal in L. esculentum eingekreuzt (Dr. Charles Rick) Resistenz-Verhalten - Bei Samenvermehrung der transgenen Pflanzen geht ab der 2ten Generation die Resistenzstärke allmählich zurück -> F1-Züchtung notwendig! - Resistenz bricht bei Bodentemperaturen über 28 C zusammen - Durch wiederholten Einsatz nur dieser einen Resistenzquelle konnten sich in der kalifornischen Tomatenproduktion agressive Nematodenstämme entwickeln ab Dr. Harry Lange entdeckt Koppelung einer Resistenz gegen die Kartoffelblattlaus Macrosyphum euphorbiae an das Mi-Gen an das Mi-Gen auch Resistenz gegen Bemisia tabaci gekoppelt

10 Tomaten - resistente Sorten - resistente Unterlagen 1997 Versuche zur Veredlungsuntelagen von Tomaten an der FGW nach Einführung der Kopfveredelung Erste Versuche sehr auf das Ertragsverhalten ausgerichtet Standardunterlage : Beaufort Riwi Capita 2-triebig (nicht nematodenresistent) (nematodenresistent) 1-triebig 2-triebig 1-triebig uv kv uv kv uv kv uv kv Nematoden Befallsziffer in % 100

11 Tomaten - resistente Sorten - resistente Unterlagen 1998 VDG, VLG Bamberg, A. Hönick 1998 Durch Veredlung von Tomatenpflanzen wurden im Anbau auf einer stark belasteten Gewächshausfläche 75% Mehrertrag erzielt Erstaunlicherweise waren die Wurzeln jedoch auch bei zahlreichen veredelten Tomatenpflanzen nicht frei von Gallen Die Nematodenresistenz einer Sorte kann stärker ausgeprägt sein als die einer Unterlage Tomatenunterlagen können befallen sein, ohne dass es sich auf das Ertragsverhalten niederschlägt. Die Nachkulturen können dadurch geschädigt werden

12 LfL, Freising

13 'Capita' auf verschiedenen Veredelungsunterlagen 1998 GESAMTERTRAG HKL I unveredelt Corella*) Kyndia*) Hires Vigomax Beaufort 18,8 19,7 20,6 25,1 26,4 26,6 c bc bc ab a a gleiche Buchstaben = keine statistisch gesicherten Unterschiede kg HKL I/m² bei Bonferroni-Test, GD(5%) = 6,01 Woche

14 1999 Tomaten - resistente Sorten - resistente Unterlagen Gemeinschaftsversuch 6 Versuchseinrichtungen, VDG, A. Maync 1999 Beaufort Tm K N V F2 Fr Brigeor Tm K N V F2 Fr Vigomax Tm K N V F2 H 2161*) K N V F2 Fj3 AX 105*) Tm K N V F2 Die Nematoden-Resistenzen der Unterlagen erwiesen sich nur als teilweise, je nach Unterlage differenziert wirksam. Auf belasteten Standorten wurde die Kontrolle massiv, die resistenten Unterlagen schwach bis stark befallen Vigomax und Brigeor zeigten geringen Befall und werden gegenüber der Standardunterlage Beaufort bevorzugt empfohlen. Unterlagen ohne Einkreuzung der Wildform L. hirsutum fielen im Ertrag deutlich ab.

15 Tomaten - resistente Sorten - resistente Unterlagen 2003

16 Tomaten - resistente Sorten - resistente Unterlagen 2007 Weihenstephan

17 Tomaten - resistente Sorten - resistente Unterlagen 2008 Boniturschema UNTERLAGE Reichenau Heilbronn Weihenstephan Brigeor 1,4 2,7 - Beaufort 1,8 2,9 4,3 Multifort 1,5 2,9 - DRO 133 1,3 2,9 5,0 DRO 134 1,5 2,5 6,3 DRO 135 1,2 2,8 5,0 DRO 138 1,2 3,0 1,7 sem ,3 2,9 - sem ,4 2,8 - AX ,8 AX ,3 AX ,0 Vigomax - - 1,2 Big Force - - 4,8 Big Power - - 2,0 Encore uv - - 3,0

18 Tomaten - resistente Sorten - resistente Unterlagen Beispiele für Resistenzen: DRO 134: keine Angaben, diese Unterlage wird vom Züchter zurückgezogen DRO 133: ToMV Ff:1-5 Fol:0,1,2 For On Pl Va/Vd Ma/Mi/Mj DRO 135: ToMV Ff:1-5 Fol:0,1,2 For On Pl Va/Vd Ma/Mi/Mj DRO 138: ToMV Ff:1-5 Fol:0,1 For On Pl Va/Vd Ma/Mi/Mj

19 Beaufort DRO 133 Big Power unveredelt AX 644 Vigomax

20 California Tomato Research Institute 2008: Aktuelle Empfehlungen bei starkem Nematoden-Befall Sortenwechsel macht keinen Sinn, da alle Sorten derzeit das gleiche Gen (Mi-1) erhalten 1) falls eine resistenzbrechende Rasse vorliegt: - 2 Jahre lang keine resistenten Sorten oder Unterlagen verwenden - Nematizide einsetzen 2) keine resistenzbrechende Rasse: - wechselnder Anbau von resistenten und nicht resistenten Sorten und Nematizid-Einsatz - möglichst weite Fruchtfolge

21 Gibt es neue Resistenzen? NRi Report United States Department of Agriculture 2002: Neue Meloidogyne-Resistenz-Gene in L. peruvianum entdeckt NONEMA ab 2000: Ziel eines neuen von der EU geförderten Forschungsprojektes ist es, die molekulare Basis der entscheidenden Schritte bei der Infektion von Pflanzen durch pflanzenparasitäre Nematoden zu identifizieren und sie für die Entwicklung einer breiten und dauerhaften Resistenz gegen die wirtschaftlich wichtigen Wurzelgallen- und Zystennematoden zu nutzen. Die besondere Wirksamkeit der Resistenz soll dadurch erzeugt werden, dass nicht nur ein, sondern mehrere spezifische Infektionsschritte gezielt blockiert werden.

22 Meloidogyne Bestimmung plpnemweb.ucdavis.edu?? Welche Art??

23 Whiplike larva of root-knot nematode, Meloidogyne incognita, magnified 500X, shown here penetrating a tomato root. Once inside, the larva establishes a feeding site, which causes a nutrient-robbing gall. (Photo by William Wergin and Richard Sayre.)

24 M. incognita M. javanica M. arenaria M. hapla

25 Nematodenspezialisten Schweiz: Bestimmung nach PCR Herrn Dr. Kiewnick Agroscope Wädenswil Deutschland: Baden-Württemberg LANDESANSTALT FÜR PFLANZENSCHUTZ Sachgebiet Nematologie: Dr. Peter Knuth (Telefon: )

26 Polymerase-Kettenreaktion (englisch Polymerase Chain Reaction, PCR) - Methode, um die Erbsubstanz DNA in vitro zu vervielfältigen - dazu wird ein Enzym verwendet, die DNA-Polymerase. - "Kettenreaktion : die Produkte vorheriger Zyklen sind Ausgangsstoffe für den nächsten Zyklus ermöglichen somit eine exponentielle Vervielfältigung eingesetzt in biologischen und medizinischen Laboratorien z.b. für - Erkennung von Erbkrankheiten und Virusinfektionen - Erstellen und Überprüfen genetischer Fingerabdrücke - Klonieren von Genen - Abstammungsgutachten

27 Umfrage zum Tomatenanbau im Süddeutschen Raum Veredlungen bei Tomaten % der reg. Tomatenanbaufläche Niederbayern 66 Schwaben Oberbayern Naturland Knoblauchsland Kitzingen (Geno) Raum Heilbronn 100 Oberbayern 80 Reichenau Kitzingen Gesamtergebnis

28 Umfrage zum Tomatenanbau im Süddeutschen Raum Veredlungsunterlagen bei Tomaten 1999: Beaufort 81,5 % Vigomax 17,8 % Kyndia 0,7 % 2003 % der reg. Tomatenanbaufläche Raum Heilbronn Beaufort Brigeor Maxifort Vigomax? Kitzingen (Geno) Kitzingen Reichenau Knoblauchsland Oberbayern Schwaben Gesamt

29 Zusammenfassung Veredelung kann bei Tomaten nicht in allen Fällen und nur zeitlich begrenzt ausreichenden Schutz vor Nematoden bieten, was bedingt ist durch: - genetische Struktur des natürlichen Resistenzgens - Fähigkeit der Meloidogyne-Arten, agressive Unterrassen zu bilden - neue Meloidogyne-Arten, gegen die derzeit keine Resistenz vorliegt Sinnvolle Maßnahmen bei starkem Befall - Arten- und Rassebestimmung - Unterlagenwechsel: Züchtungen mit neuen Resistenzgenen - alternative Bekämpfungsmethoden