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Abschätzung des Befallsrisikos von Vergilbungsviren der Zuckerrübe – Vorausschauende Entwicklung von Kontrollstrategien unter Berücksichtigung der Neonikotinoid- und Insektizidresistenz Problematik des Insektenvektors

Projektkoordinator

Prof. Dr. Mark Varrelmann
Institut für Zuckerrübernforschung, Göttingen
varrelmann@ifz-goettingen.de

Verbundpartner

Leibniz Institut DSMZ GmbH
Gemeinschaft zur Förderung von Pflanzeninnovationen e.V.

Projektbeschreibung in FISA

Zum Forschungsinformationssystem Agrar und Ernährung (FISA)

Ziel

Ziel des Projektes ist das Befalls- und Ertragsrisiko von Vertretern des Vergilbungsvirus-Komplexes ohne die Eindämmung des Hauptvektors (Blattlaus) durch Neonikotinoide erstmals abzubilden und zu bewerten. Es sollen die wissenschaftlichen Grundlagen für eine Entwicklung von integrierten Kontrollmaßnahmen geschaffen und die kooperierenden Zuckerrübenzüchtungsunternehmen bei der Entwicklung von Resistenzselektionsprogrammen gegenüber den entsprechenden Viren unterstützt werden. Zur Erreichung dieses Gesamtziels gehört die Durchführung von Monitoringaktivitäten zur Verbreitung der jeweiligen Viren inklusive der Untersuchung ihrer genetischen Variabilität. Darüber hinaus sollen für eine vereinfachte Routinediagnostik differentielle Nachweisverfahren etabliert werden. Weiterhin werden Resistenzprüfverfahren etabliert und der Einfluss der einzelnen Viren in Einzel- und Mischinfektionen auf Ertrag und Qualität untersucht.

Ergebnisse

In den Erhebungen von 2017 bis 2019 wurden insgesamt rund 6000 Zuckerrübenblattproben aus 10 europäischen Ländern und den USA getestet. Dabei zeigte sich, dass Beet yellows virus (BYV) am häufigsten vorkam, gefolgt von den Poleroviren Beet mild yellowing virus (BMYV) und Beet chlorosis virus (BChV) (Tabelle 1). Das Potyvirus Beet mosaic virus (BtMV) wurde nur sehr selten gefunden. Zusätzlich wurden ca. 500 Unkrautproben untersucht. Dabei wurden zwar vereinzelt bisher unbekannte Viren gefunden, die möglichen Überdauerungswirte der Vergilbungsviren jedoch nicht identifiziert. Im Vergleich zu früheren Erhebungen scheint sich insbesondere das BYV innerhalb Europas weiter nach Norden ausgebreitet zu haben. Die mittels Hochdurchsatz-Sequenzierung gewonnenen Genom-Sequenzen ausgewählter Proben bilden die Grundlage für die Entwicklung spezifischer Nachweismethoden für eine Differenzierung der relativ nah verwandten Poleroviren.

Von den bedeutenden blattlausübertragbaren Vergilbungsviren wurden Erhaltungskulturen etabliert und eine virusfreie Kultur des Vektors Myzus persicae auf Zuckerrübe angelegt. Davon ausgehend wurde eine Methode zur Erzeugung von Virus beladenen Vektoren in großer Anzahl für Feldinokulationsexperimente entwickelt. Dabei wurden Faktoren wie die Übertragungseffizienz optimiert. Zur Entwicklung von Resistenzprüfverfahren wurden die Vergilbungsviren in ihrer zeitlichen und räumlichen Ausbreitung innerhalb von inokulierten Pflanzen analysiert. Dabei zeigte sich eine ungleichmäßige Verteilung über die Zeit und in Abh. des Blattalters. Da v.a. die Poleroviren unter Gewächshausbedingungen kaum Symptome ausbilden, wurden Inokulationsexperimente unter Halbfreilandbedingungen angelegt, um das Symptomauftreten verfolgen zu können und Resistenzeigenschaften in Zuchtmaterial identifizieren zu können. Der Einfluss der Virusspezies auf Ertrag und Qualität in Zuckerrübe wurde in Feldversuchen analysiert. Hier konnte eine Methode entwickelt werden, mit der eine schnelle Vektorausbreitung und eine homogene, frühe Infektion mit entsprechenden Ertragsverlusten erreicht werden konnte. Es konnten in Einzel- und Mischinfektionen, Spezies spezifische Ertragsverluste von 7-37 % und Reduktion des Bereinigten Zuckerertrages von 7-43 % gemessen werden.

Verwertung

Die gewonnenen Erkenntnisse über die Verbreitung und Variabilität der Vergilbungsviren ermöglich eine zielgerichtete Strategieentwicklung für Züchtungsvorhaben, um auch unter Virusbefall eine Ertragssicherung zu gewährleisten. Die Entwicklungen im Bereich Diagnostik, Resistenzprüf- und Inokulationsverfahren für die einzelnen Spezies erlauben einen direkten Transfer zur direkten Anwendung in der Züchtung und in Kombination mit den Ergebnissen zur Verbreitung zu einer verbesserten Abschätzung des Befallsrisikos. Die entwickelte Diagnostik wird für die praktische Nutzung verfügbar gemacht.