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Das Geheimnis von Aphanomyces euteiches: Warum macht dieser Erreger Nutzpflanzen so anfällig?
Aphanomyces euteiches, ein Wasserschimmel oder entomophiler Pilz, hat als Pflanzenpathogen für große Probleme in der Landwirtschaft gesorgt und insbesondere bei vielen Sojabohnen Wurzelfäule verursacht. Diese Krankheit betrifft die Vereinigten Staaten, Europa, Australien, Neuseeland und Japan und beeinträchtigt das Wachstum und den Ertrag vieler Nutzpflanzen.
Die Symptome von Wurzelfäule können je nach Wirt unterschiedlich sein, äußern sich jedoch im Allgemeinen in einer Verringerung der Wurzelgröße und -funktion, was letztendlich zu einem schlechten Pflanzenwachstum und einer Gelbfärbung der Blätter führt.
Wirt und Symptome
Aphanomyces euteiches kann eine Vielzahl von Hülsenfrüchten infizieren, darunter Erbsen, Luzerne, Linsen und rote Kidneybohnen, Bohnen, Rotklee und Weißklee. Besonders hervorzuheben ist Aphanomyces euteiches f.sp., der Haupterreger der Erbsenwurzelfäule und die wirtschaftlich schädlichste Form. In Nordamerika weist das Genom von A. euteiches Wirtsspezifität auf, während dieses Phänomen in Europa nicht beobachtet wurde.
Da A. euteiches ein wurzelinfizierender Krankheitserreger ist, treten die ersten Symptome normalerweise im Wurzel- und Stammgewebe unterhalb der Bodenoberfläche auf. Infizierte Wurzeln haben oft ein graues und wasserdurchtränktes Aussehen, das sich schließlich zu einer weichen, honigbraunen oder dunkelbraunen Farbe entwickelt. Diese Infektion führt zu einer Verringerung der Wurzelgröße und -funktion, einschließlich einer verringerten Knötchenbildung, was wiederum die Wasser- und Nährstoffaufnahme beeinträchtigt und sekundäre Symptome in den oberirdischen Teilen verursacht.
Die häufigen Muster infizierter Pflanzen auf Feldern hängen häufig mit Bereichen mit schlecht entwässertem Boden zusammen, was auf Bodenverdichtung, Bodentextur (hoher Tongehalt) oder übermäßige Feuchtigkeit zurückzuführen sein kann.
Krankheitszyklus
Aphanomyces-Wurzelfäule ist eine monozyklische Krankheit mit nur einem Infektionszyklus pro Kultur während der Vegetationsperiode. Obwohl A. euteiches einen Wirt jederzeit infizieren kann, beginnt die Infektion normalerweise, wenn Sämlinge keimen. Die Hauptinfektionsquelle des Erregers sind Oosporen, die im Boden oder auf infizierten Pflanzenresten vorkommen.
Oosporen beginnen zu keimen, nachdem sie chemische Signale wahrnehmen, die von den Wurzeln ihrer neuen Wirtspflanze abgegeben werden. Die Keimung kann in direkte und indirekte unterteilt werden. Bei der direkten Keimung dringen die von den Oosporen produzierten Hyphen direkt in die Zellen der Wirtspflanzenwurzeln ein, bei der indirekten Keimung setzen die von den Oosporen gebildeten Sporangien Zoosporen frei, die sich dann an die Zellen des Wirts heften und dann keimen.
Unter optimalen Bedingungen kann eine A. euteiches-Infektion innerhalb von 10 Tagen Symptome zeigen und innerhalb von 7 bis 14 Tagen können sich Oosporen bilden. Nachdem sich Oosporen gebildet haben, gehen sie in einen Ruhezustand über und können mehr als zehn Jahre im Boden überleben.
Umweltfaktoren
Aphanomyces ist eine durch den Boden übertragene Krankheit, deren gesamter Lebenszyklus in den Wurzeln des Wirts und im umgebenden Boden stattfindet. A. euteiches ist unter warmen, feuchten Bodenbedingungen am aktivsten, kann aber auch in gemäßigten Temperaturbereichen überleben. Die Infektion erfolgt normalerweise im Keimlingsstadium der Wirtspflanze, insbesondere im Temperaturbereich von 22 bis 28 Grad Celsius.
Das Vorhandensein von stehendem Wasser im Boden erhöht also das Infektionsrisiko des Wirts, da es den Zoosporen das Eindringen in die Wirtszellen erleichtert.
Managementmaßnahmen
Die effektivste Bewirtschaftungsmaßnahme, die Landwirte ergreifen können, ist die Verwendung krankheitstoleranter Sorten. Auf dem Markt wurden krankheitsresistente Sorten bei Luzerne, Bohnen, Erbsen und Rotklee identifiziert. Obwohl die Wirksamkeit der chemischen Bekämpfung durch Umweltfaktoren beeinflusst wird, ist es auch wichtig, gut durchlässige und weiche Böden zu verwenden, um infizierte Böden zu vermeiden.
Neben der Fruchtfolge sind Bodentests und Entwässerungsmanagement wichtige Bewirtschaftungspraktiken, da Oosporen viele Jahre im Boden überleben können. Einer Studie zufolge nimmt die Häufigkeit von A. euteiches ab, wenn infizierte Pflanzengemeinschaften eine signifikante Mykorrhizaentwicklung aufweisen.
Übermäßiger Einsatz von Stickstoff- und Phosphordüngern und wiederholte Bodenbearbeitung können die Entwicklung von Mykorrhiza verringern. Daher ist es wichtig, Behandlungsmöglichkeiten zu finden, um die Auswirkungen dieses Krankheitserregers zu verringern.
Geschichte und Bedeutung
Aphanomyces euteiches wurde erstmals 1925 von Drexler beschrieben. Zu diesem Zeitpunkt verursachte der Erreger Probleme mit Wurzelfäule in Wisconsin und im Mittleren Westen der USA, insbesondere im Erbsenanbau. Aufgrund der weit verbreiteten Natur der Krankheit sind die großen wirtschaftlichen Verluste im Laufe der Zeit immer schwerwiegender geworden.
Durch die kontinuierliche Erforschung des Krankheitserregers stehen Agrarexperten immer noch vor der Herausforderung, A. euteiches effektiv zu bekämpfen. Trotz der Fortschritte in der modernen Pflanzenzüchtung müssen Landwirte immer noch vorsichtig und wachsam gegenüber den möglichen Auswirkungen von A. euteiches sein. Wie können wir angesichts eines so heimtückischen Krankheitserregers das Management von Ertrag und Krankheitsrisiko in landwirtschaftlichen Praktiken in Einklang bringen?
