Institut für Pflanzenschutz
Jahresbericht 2020 – Bakteriologie
Bakterien können zahlreiche bedeutende Krankheiten an Kulturpflanzen auslösen. Die Arbeitsgruppe IPS 2b ist an der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft zuständig für die Diagnose solcher bakteriell bedingter Krankheiten an Kulturpflanzen aus Landwirtschaft und Gartenbau.
Die genaue Identifizierung der Bakterienart, die eine Pflanzenkrankheit ausgelöst hat, ist nicht nur für Bekämpfungs- und Vorbeugungsmaßnahmen von großer Bedeutung. Auch und besonders für die Einhaltung von Regelungen zur Pflanzengesundheit auf EU-Ebene sowie für Ein- und Ausfuhr müssen Krankheitserreger genau identifiziert werden. Im Zuge der Bearbeitung unserer Proben und im Rahmen unseres Qualitätsmanagement-Systems werden die verwendeten Nachweis- und Identifizierungsverfahren für Bakterien deshalb ständig verbessert und auf dem neuesten Stand hinsichtlich wissenschaftlicher Erkenntnisse und rechtlicher Vorgaben gehalten.
Nachweis pflanzenpathogener Bakterien im Jahr 2020
Im Jahr 2020 wurden im Labor der Arbeitsgruppe IPS 2b insgesamt 528 Proben aus Landwirtschaft und Gartenbau auf bakterielle Erkrankungen untersucht. An 26 verschiedenen Kulturen (Pflanzenarten) sowie in Gewässerproben konnte 2020 Befall mit einer oder mehreren pathogenen Bakterienarten festgestellt werden. Insgesamt 24 verschiedene Bakterienarten wurden dabei nachgewiesen.
| Wirtspflanze | Erreger |
|---|---|
| Ranunkel (Ranunculus asiaticus) | Acidovorax cf. valerianellae |
| Rosskastanie (Aesculus spp.) | Pseudomonas syringae pv. aesculi |
| Weißdorn (Crataegus spp.) | Erwinia amylovora |
| Wirtspflanze | Erreger |
|---|---|
| Bohne (Phaseolus vulgaris) | Pseudomonas savastanoi, Xanthomonas phaseoli |
| Kartoffel (Solanum tuberosum) | Pectobacterium brasiliense, Pectobacterium atrosepticum, Ralstonia solanacearum |
| Liebstöckel (Levisticum officinale) | Pseudomonas syringae, Ps. viridiflava |
| Petersilie (Petroselinum crispum) | Pseudomonas syringae, Ps. viridiflava, Erwinia persicina |
| Postelein (Claytonia perfoliata) | Pseudomonas syringae, Ps. marginalis |
| Rosmarin (Salvia rosmarinus) | Xanthomonas sp. |
| Sellerie (Apium graveolens) | Pseudomonas viridiflava, Erwinia persicina |
| Soja (Glycine max) | Pseudomonas savastanoi pv. glycinea, Ps. syringae, Erwinia persicina |
| Sommergerste (Hordeum vulgare) | Pseudomonas syringae pv. striafaciens |
| Tomate (Solanum lycopersicum) | Pseudomonas syringae pv. tomato, Ps. cichorii |
| Wassermelone (Citrullus lanatus) | Pseudomonas syringae, Erwinia persicina |
| Weißkohl (Brassica oleracea capitata var. alba) | Pectobacterium carotovorum ssp. carotovorum |
| Wintergerste (Hordeum vulgare) | Pseudomonas syringae pv. atrofaciens, Ps. syringae pv. striafaciens |
| Zuckerrübe (Beta vulgaris subsp. vulgaris) | SBR (Candidatus Arsenophonus phytopathogenicus) |
| Zwiebel (Allium cepa) | Burkholderia gladioli, Pseudomonas marginalis |
| Wirtspflanze | Erreger |
|---|---|
| Apfel (Malus domestica) | Erwinia amylovora, Pseudomonas syringae |
| Birne (Pyrus communis) | Erwinia amylovora |
| Haselnuss (Corylus avellana) | Pseudomonas syringae pv. coryli, Xanthomonas arboricola pv. corylina |
| Heidelbeere (Vaccinium corymbosum) | Pseudomonas syringae |
| Mispel (Mespilus germanica) | Erwinia amylovora |
| Quitte (Cydonia oblonga) | Erwinia amylovora |
| Walnuss (Juglans regia) | Xanthomonas arboricola pv. juglandis |
| Zwetschge (Prunus domestica subsp. domestica) | Pseudomonas syringae pv. morsprunorum |
| Substrat | Erreger |
|---|---|
| Wasserproben | Ralstonia solanacearum |
Untersuchungen auf geregelte bakterielle Schaderreger
Geregelte Pflanzenschädlinge gemäß neuer EU-Verordnung
Vornehmlich im Zusammenhang mit phytosanitären Kontrollen von Pflanzensendungen für Im- und Export, sowie im Rahmen von Monitorings, Kontrollen von Pflanzenbeständen und auftretenden Verdachtsproben wurden in Zusammenarbeit mit den Arbeitsgruppen von IPS 4 (Pflanzengesundheit und Quarantäne) auch 2020 regelmäßig Proben auf bakterielle Quarantäne-Schaderreger bzw. andere geregelte Schädlinge gemäß Pflanzengesundheitsverordnung untersucht.
Neue Kategorien gemäß EU-Verordnung 2016/2031
Gemäß der neuen EU-Verordnung 2016/2031 über Maßnahmen zum Schutz vor Pflanzenschädlingen (= Pflanzengesundheitsverordnung) gibt es seit Dezember 2019 die Kategorien Unionsquarantäneschädlinge, Prioritäre Schädlinge, Unionsgeregelte Nicht-Quarantäneschädlinge (RNQPs) und Schutzgebiet-Quarantäneschädlinge, die alle eine genaue Identifizierung eines vorliegenden Schaderregers erfordern. Gegebenenfalls kommen hierzu etwaige neue Schädlinge, die abhängig von ihrem Schadpotential ebenfalls als Unionsquarantäneschädlinge behandelt werden müssen. Solche Erreger unterliegen unterschiedlichen amtlichen Überwachungs- und Bekämpfungsmaßnahmen, die verhindern sollen, dass bestimmte Erreger von Pflanzenkrankheiten in die EU eingeschleppt oder dort verbreitet werden bzw. bei Befall erhebliche wirtschaftliche Schäden an Pflanzen zum Anpflanzen verursachen können.
Insgesamt 376 Proben wurden 2020 auf Quarantäne- oder geregelte Nichtquarantäneschädlinge untersucht und die Ergebnisse bei Bedarf an die zuständigen Kollegen von IPS 4 weitergeleitet.
Insgesamt 376 Proben wurden 2020 auf Quarantäne- oder geregelte Nichtquarantäneschädlinge untersucht und die Ergebnisse bei Bedarf an die zuständigen Kollegen von IPS 4 weitergeleitet.
Unionsquarantäneschädlinge – Schwerpunkte 2020
Im Jahr 2020 wurden insgesamt 237 Proben auf Befall mit Unionsquarantäneschädlingen untersucht. Einen Schwerpunkt bildeten auch 2020 die in enger Zusammenarbeit mit IPS 4b durchgeführten Untersuchungen von Kartoffeln (Pflanzgut, Speise- und Wirtschaftskartoffeln, Zuchtmaterial) auf die Erreger der Schleim- (Ralstonia solanacearum) und Ringfäule (Clavibacter sepedonicus), die beide weiterhin Unionsquarantäneschädlinge nach der neuen Pflanzengesundheitsverordnung darstellen (insgesamt 202 Proben).
Untersuchungen an Mais, Obstgehölzen und Bohnen
Daneben wurden Proben von Mais-Saatgut für Ein- und Ausfuhr auf den Erreger der Bakterienwelke Pantoea stewartii subsp. stewartii untersucht, Exporte von Obstgehölzen (Gattung Prunus) und einige weitere Proben mussten auf das gefürchtete Feuerbakterium Xylella fastidiosa untersucht werden. Außerdem bestand in einem Fall bei Gartenbohne (Phaseolus vulgaris) der Verdacht auf Befall mit Curtobacterium flaccumfaciens.
Kein Nachweis von weiteren Unionsquarantäneschädlingen
Außer regelmäßigen Funden des Schleimfäuleerregers Ralstonia solanacearum in bestimmten Gewässerproben (siehe IPS 4b) konnten in den im Labor der LfL eingegangenen Proben keine Unionsquarantäneschädlinge nachgewiesen werden. Auch aus Nordbayern eingesandte Proben von Weinreben mit Xylella-verdächtigen Symptomen erwiesen sich als negativ. Dies zeigt auch die Wichtigkeit einer präzisen Labordiagnostik, insbesondere bei Verdacht auf hochriskante und kritische Erreger.
Anerkennung als Quarantänestation gemäß EU-Verordnung 2016/2031
Darüber hinaus wurde dem bakteriologischen Labor der LfL 2020 der Status einer Quarantänestation gemäß EU-Verordnung 2016/2031 zuerkannt, der zeigt, dass das Labor bestimmte Anforderungen erfüllt, die die Ausbreitung von Unionsquarantäneschädlingen verhindern, wie z.B. eine physische Isolation der in Quarantäne oder unter Verschluss zu haltenden Schädlinge. Das Labor kann somit amtliche Tests mit Pflanzen, Pflanzenerzeugnissen, sonstigen Gegenstände oder Schadorganismen durchführen, für die innerhalb der EU ein Einfuhr- oder Verbringungsverbot besteht.
RNQPs – Schwerpunkte 2020
Zoombild vorhanden
Feuerbrand: Frisch austretender Bakterienschleim an einem Quittenzweig
Zahlreiche Erreger gelten gemäß der neuen EU-Pflanzengesundheitsverordnung zwar nicht als Quarantäneschaderreger im engeren Sinne, sie sind gemäß der Verordnung bei Vermarktung und Einfuhr dennoch als geregelt zu betrachten, so dass – abhängig von der Verwendung und Vermarktung der betroffenen Pflanzen – bestimmte Toleranzgrenzen für Befall eingehalten werden müssen. Sie fallen nun unter die Bezeichnung "Geregelte Nicht-Quarantäne Schädlinge" (RNQPs) und sind in der Durchführungsverordnung (EU) 2019/2072 gelistet.
Insgesamt 139 Proben wurden 2020 auf Befall mit bakteriellen RNQPs untersucht, wobei im Folgenden unberücksichtigt bleibt, ob die analysierten Pflanzen unter die genauen Spezifikationen der Durchführungsverordnung fallen (d.h. Vermehrungsmaterial, Pflanzgut etc.).
Insgesamt 139 Proben wurden 2020 auf Befall mit bakteriellen RNQPs untersucht, wobei im Folgenden unberücksichtigt bleibt, ob die analysierten Pflanzen unter die genauen Spezifikationen der Durchführungsverordnung fallen (d.h. Vermehrungsmaterial, Pflanzgut etc.).
Den größten Anteil hatten dabei auch 2020 die Untersuchungen von Kernobstgehölzen auf den weithin bekannten Feuerbrand (Erwinia amylovora). Zuchtmaterial von Steinobst (Kirsche, Zwetschge) wurde auf Befall mit Pseudomonas syringae pv. morsprunorum bzw. Xanthomonas arboricola pv. pruni untersucht, sowie zahlreiche Haselnuss-Sträucher v.a. von den Versuchsflächen der LfL auf Xanthomonas arboricola pv. corylina.
Auch Pectobacterium-und Dickeya-Arten an Kartoffeln sind als RNQPs anzusehen, sofern es sich bei dem Material um Pflanzgut handelt. Unabhängig vom tatsächlichen Verwendungszweck der untersuchten Partien wurden 2020 zahlreiche Kartoffel-Proben auf Befall mit diesen Schwarzbeinigkeits- bzw. Nassfäuleerregern untersucht. Hierbei handelt es sich in der Regel um Züchtungsmaterial aus frühen Zuchtstufen.
Auch Pectobacterium-und Dickeya-Arten an Kartoffeln sind als RNQPs anzusehen, sofern es sich bei dem Material um Pflanzgut handelt. Unabhängig vom tatsächlichen Verwendungszweck der untersuchten Partien wurden 2020 zahlreiche Kartoffel-Proben auf Befall mit diesen Schwarzbeinigkeits- bzw. Nassfäuleerregern untersucht. Hierbei handelt es sich in der Regel um Züchtungsmaterial aus frühen Zuchtstufen.
Folgende RNQPs konnten im Jahr 2020 nachgewiesen werden:
- Feuerbrand (E. amylovora), mit 29 positiven Befunden bei 84 untersuchten Proben (35%, 2019: 33%)
- Pectobacterium spp. (P. brasiliense, P. atrosepticum, P. parmentieri), mit 12 positiven Befunden bei 28 untersuchten Proben
- Pseudomonas syringae pv. morsprunorum an Zwetschge, mit 12 positiven Befunden bei 21 untersuchten Proben
- Xanthomonas arboricola pv. corylina, mit 10 positiven Befunden bei 16 untersuchten Proben
Syndrome Basses Richesses (SBR) der Zuckerrübe in Bayern
Symptome und Bedeutung der Krankheit
Zoombild vorhanden
Typische Gefäßbündelverbräunung an Zuckerrüben mit SBR
Typische Symptome des sogenannten „Syndrome Basses Richesses“ (SBR) (= „Syndrom der niedrigen Zuckergehalte“) an Zuckerrüben sind eine allgemeine Vergilbung der Schläge, lanzettlich geformte junge Blätter sowie nekrotische Verfärbungen im Bereich der Gefäßbündelringe. Das phytosanitäre Risiko dieser Erkrankung, die zu 3-5% verringerten Zuckergehalten führen kann, ist laut einer Risikoanalyse des Julius-Kühn-Instituts in Deutschland hoch – sie wird als wirtschaftlich relevant eigeschätzt; in Frankreich hat SBR zur Einstellung des Zuckerrüben-Anbaus in bestimmten Gebieten geführt. Zum ersten Mal festgestellt wurde die Krankheit 1991 im Burgund/ Frankreich, 2007/2008 erfolgte dann der Erstnachweis in Deutschland (Heilbronn). In Bayern konnte der Erreger dann erstmals 2019 nachgewiesen werden. Er stellt in zunehmendem Maße eine Bedrohung für den bayerischen Zuckerrübenanbau dar.
Der genaue Verlauf sowie die Ursachen dieser Erkrankung, sind noch nicht vollständig aufgeklärt. Ursächlich beteiligt ist in jedem Fall das Bakterium Candidatus Arsenophonus phytopathogenicus, ein nicht kultivierbares, phloembesiedelndes ɣ-Proteobakterium, das durch den Fraß der Larven und Adulten der Schilf-Glasflügelzikade (Pentastiridius leporinus) übertragen wird.
Nachweis der Errergers
Da es sich um einen Erreger handelt, der nicht auf Nährmedien kultiviert werden kann, kann ein Nachweis ausschließlich über kulturunabhängige Methoden erfolgen, in diesem Fall mittels spezifischer PCR, die im Rahmen von Studien zu dieser Erkrankung in Frankreich entwickelt und am Institut für Zuckerrübenforschung in Göttingen weiterentwickelt wurde. Im Verlauf der Untersuchungen an der LfL wurde dieser PCR-Assay weiter verbessert und die Methode schließlich für den Einsatz im bakteriologischen Labor validiert. An insgesamt 68 bayerischen Proben, die 2020 in unserem Labor untersucht wurden, konnte der Erreger 39x nachgewiesen werden. Im Vergleich zu den Ergebnissen von 2019 wurden 2020 neben dem Verbreitungsschwerpunkt im Bereich Würzburg, Ochsenfurt, Uffenheim erstmals auch Proben aus Mittelfranken positiv getestet. Nach diesen Erkenntnissen ist SBR in Franken derzeit weiter auf dem Vormarsch bzw. dort teilweise bereits weit verbreitet.
Einige nennenswerte Befunde 2020
Neue Bakterienart der Gattung Acidovorax?
![Blattnekrosen an <i>Ranunculus asiaticus[i/] durch eine [i]Acidovorax</i>-Art](/mam/cms07/ips/dateien/fittosize_600_0_e05a3b0ffd580ec2e382019ef09a4076_ranunkel_internet.jpg)
Zoombild vorhanden
Blattnekrosen an Ranunculus asiaticus
An durch Blattnekrosen geschädigten Ranunkeln (Ranunculus asiaticus) wurde im Frühjahr 2020 eine Bakterienart gefunden, die nach molekularer und biochemischer Untersuchung zunächst als Acidovorax valerianellae identifiziert wurde. Dieser Erreger ist ursprünglich als Schaderreger an Feldsalat bekannt und bisher auch nur an dieser Pflanze nachgewiesen worden. Eingehende Analysen zeigten, dass die Ranunkel-Isolate sich geringfügig von den Feldsalat-Isolaten unterscheiden und auch nur an Ranunkel virulent sind, nicht aber an Feldsalat. Sie werden außerdem von den gängigen Nachweismethoden für A. valerianellae (PCR) nicht erfasst. Diese Ergebnisse legen nahe, dass es sich bei dem an Ranunculus gefundenen Erreger um eine neue Art innerhalb der Gattung Acidovorax handeln könnte.
Nachweis des Bakterienbrand der Sojabohne in Bayern
Zoombild vorhanden
Geschädigte Sojablätter
An Soja aus Bayern wurde in einem stark geschädigten Bestand der Bakterienbrand der Sojabohne, Pseudomonas savastanoi pv. glycinea nachgewiesen. Die Erkrankung war in den letzten Jahren auf bayerischen Soja-Schlägen kaum in Erscheinung getreten. Angesichts des weiter zunehmenden Anbaus von Soja in Bayern ist davon auszugehen, dass Pseudomonas-Schäden zukünftig an Bedeutung gewinnen werden.
Nachweis von Pseudomonas syringae an Roßkastanien
Wie in den vergangenen Jahren wurde auch 2020 an Rosskastanien (Asculus hippocastanum und Ae. x carnea) wieder Pseudomonas syringae pv. aesculi nachgewiesen. Insbesondere an Stadt- und Alleebäumen scheint dieser Erreger weiterhin eine ernstzunehmende Gefahr für die Gesundheit und den Bestand dieser Baumart darzustellen. Es konnte jedoch auch gezeigt werden, dass häufig Mischinfektionen mit bodenbürtigen Phytophthora-Arten vorliegen, die sehr ähnliche Symptome verursachen. Eine genaue Zuordnung der beobachteten Schäden zu diesem oder jenem Schaderreger ist daher oft nicht möglich.
Nachweis von Pseudomonas syringae an Kulturheidelbeeren
An absterbenden Kultur-Heidelbeeren (Vaccinium corymbosum) wurde der durch Pseudomonas syringae verursachte Bakterienkrebs festgestellt. Der Heidelbeeranbau in Bayern nimmt stetig zu. Der Pseudomonas-Nachweis sowie die in Einzelfällen zusätzlich festgestellte Infektion von Blaubeer-Anlagen mit Phytophthora zeigen, dass diese Kultur durch zahlreiche Krankheiten bedroht ist.
Qualitätsmanagement, Akkreditierung und Verbesserung von Nachweismethoden
Akkreditierung des bakteriologischen Diagnoselabors nach EU-Richtlinie
Im Rahmen der Qualitätssicherung in den Laboren der LfL ist das bakteriologische Diagnoselabor in der Lage, die Untersuchungen auf praktisch sämtliche bedeutenden bakteriellen Schadorganismen mittels durch die DakkS (Deutsche Akkreditierungsstelle) akkreditierter Prüfverfahren durchzuführen. Dies entspricht den Anforderungen der EU, wonach eine Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17025 für alle Labore verpflichtend ist, die amtliche Kontrollen und Tests im Bereich Pflanzengesundheit durchführen.
Anwendung und Weiterentwicklung akkreditierter Nachweisverfahren
Die Akkreditierung stellt sicher, dass ein Labor den Richtlinien zur Qualitätssicherung folgt, d.h. dass Analysen stets richtig durchgeführt werden. Akkreditierte Verfahren im bakteriologischen Labor beinhalten klassische mikrobiologische ebenso wie antikörperbasierte (serologische) und molekularbiologische (PCR-) Methoden, sowohl für den Nachweis in Pflanzen als auch für die genaue Identifizierung von Bakterien-Reinkulturen. Aufgrund der genannten Verpflichtung bzw. unseres Anspruches, die verwendeten Nachweismethoden für Bakterien ständig zu verbessern und zu aktualisieren, werden in unserem Labor ständig neue Verfahren etabliert bzw. hinsichtlich Nachweisempfindlichkeit und rationellem Zeit- und Ressourceneinsatz optimiert.
Etablierung von molekularbiologischen Testverfahren (PCR-gestützte Tests)
Im Sinne des Qualitätsmanagements ist es dabei entscheidend, dass die eingesetzten Verfahren hinreichend validiert und verifiziert werden, und sich somit als geeignet erweisen, den gesuchten Schaderreger unter den spezifischen Bedingungen in unserem Labor eindeutig zu diagnostizieren. Insbesondere molekularbiologische Tests (PCR-gestützte Tests) ermöglichen heute die spezifische und eindeutige Diagnose fast sämtlicher relevanter Schaderreger und werden nach und nach in unserem Labor etabliert und validiert. Im Jahr 2020 konnte u.a. die Validierungs- bzw. Verifizierungsverfahren für den Erreger des „SBR“ an Zuckerrübe erfolgreich abgeschlossen werden.