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Gräserviren als potentielle Bedrohung für Getreidekulturen
Projekt
Förderkennzeichen: JKI-EP-08-2255
Laufzeit: 01.01.2014
- 31.12.2015
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Gräser können durch ein breites Spektrum verschiedener Viren infiziert werden. Zur Bedeutung von Viren in Gräsern als Reservoire für Virosen am Getreide ist gegenwärtig weltweit wenig bekannt. Neben der direkten Wirkung auf den Ertrag von Grünlandflächen (Futtergräser, Wiesen und Weiden) können Viren als Infektionsquellen für das Auftreten von Virosen im Getreide in Deutschland potentiell bedeutsam werden. Im Projekt soll deshalb das Vorkommen und die Verbreitung von Gräser - infizierenden Viren analysiert werden. Einen Schwerpunkt bilden Arbeiten zur biologischen, serologischen und genetischen Charakterisierung von Viren, die kürzlich aus Gräsern an Feldrändern, wie z.B. Glatthafer oder Trespen, isoliert wurden. Soweit noch nicht vorhanden, sind für neu entdeckte Virusarten spezifische Diagnosemethoden zu entwickeln.
Die meisten der an Gräsern vorkommenden Viren (s. Tabelle 1 in Rabenstein, 2014) sind in der Lage, experimentell auch Getreidearten zu infizieren. Bis auf die insektenübertragbaren Viren des Barley yellow dwarf- bzw. Wheat dwarf virus-Komplexes, schienen diese für den Getreideanbau in Deutschland bisher aber kaum eine Rolle zu spielen. Hierzu gehört u.a. das Brome mosaic virus (BMV), das gelegentlich immer wieder mal an verschiedenen Futter- und Wildgräsern beobachtet wurde, für das bislang aber nur ein Befund zum natürlichen Vorkommen in einem WW-Sortiment aus dem Jahr 1981 vorlieg (Rabenstein & Proeseler 1982). Umso erstaunlicher war, dass dieses Virus 2013 nicht nur in Parzellen verschiedener Züchtungsfirmen in Deutschland und Österreich auftrat, sondern auch alle DH-Linien im Gewächshaus einer Firma befiel, sodass das gesamte Material vernichtet werden musste. Ungeklärt ist die wirtschaftliche Bedeutung eines neuen Satelliten-Virus des BMV, das aus WW-Proben aus Russland isoliert werden konnte (Rabenstein et al. 2013). Eine Anzahl weiterer isometrischer Viren, die im Bearbeitungszeitraum z.T. noch nicht abschließend charakterisiert wurden, waren in Futtergräsern (Lolium-Arten: L. perenne, L. multiflorum, L. westerwoldicum, und Datylis glomerata) sowie in Ungräsern am Feldrain vorhanden. Hierbei handelt es um das Ryegrass mottle virus (Genus Sobemovirus), das sowohl aus Weidel- und Knaulgräsern isoliert werden konnte und potenziell eine hohe Schadwirkung besonders für Wintergerste zeigte, da alle Sorten anfällig waren und die inokulierten Pflanzen ca. 28 dpi abstarben. Weitere Viren mit isometrischer Partikelmorphologie aus den Genera Sobemovirus (Cocksfoot mottle virus, Cynosurus mottle virus, CyMoV) bzw. Panicovirus (Cocksfoot mild mosaic virus, Brome strem leaf mottle virus sowie Phleum mottle virus) verursachten nach Übertragung auf Weizen und Gerste deutliche Symptome, waren jedoch nicht letal. Virusisolate aus Glatthafer (Arrhenatherum elatius) reagierten mit Antiseren gegen CyMoV, unterschieden sich jedoch im Wirtskreis von zwei Isolaten aus Kammgrass (Cynosurus cristatus). Während die beiden CyMoV-Isolate CV-123 und CV-104 an der Hafersorte ‘Jumbo‘ nur schwache Symptome verursachten, führten alle Glatthaferisolate zum Absterben der Pflanzen. Antiseren gegen die genannten Viren wurden überprüft bzw. neu hergestellt und in die Serothek des JKI eingefügt. Darüber hinaus wurde gegen ein Virus aus Bromus sterilis (Taube Trespe), das starke Symptome an Weizen und Gerste verursachte und vermutlich ein unbekanntes Sobemovirus darstellt, ein Antiserum produziert. Viren mit flexibler, fadenförmiger Morphologie aus den Gattungen Dactylis, Festuca und Arrhenatherum hatten eine geringere Aggressivität gegenüber Getreidearten. Deutliche Symptome waren nur bei Avena-Arten (A. barbata, A. fatua, A. sativa) zu beobachten, während an Winterweizen und Wintergerste keine bzw. nur latente Infektionen auftraten. Aus Knaulgräsern (zwei Proben aus Deutschland, 1 Herkunft aus Österreich) bzw. aus Riesenschwingel (Harzregion) konnten zwei neue Virusarten aus der Familie Potyviridae isoliert werden, die sich anhand der ermittelten kompletten Genomsequenz den Genera Tritimovirus (proposed name: Cocksfoot streak mosaic virus) bzw. Poacevirus (proposed name Festuca necrotic mottle virus) zuordnen ließen. Glatthaferproben aus Feldrändern enthielten verschiedene flexible Viren, die ebenfalls isoliert, vermehrt und gereinigt werden konnten. Gegen alle Isolate wurden bereits Antiseren in Kaninchen produziert und der Serothek des JKI zugeführt. Bisherige Ergebnisse lassen vermuten, dass es sich bei den Viren aus Arrhenatherum um zwei verschiedene (neue) Potyviren sowie ein weiteres unbekanntes Virus handelt, das nicht zu dieser Familie gehört, da es keine charakteristischen Einschlusskörper (pinwheels) induziert.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Pflanzenschutz
