Virusbefall an Zuckerrüben – Ergebnisse aus dem bayernweiten Monitoring 2020

Flächendeckender Befall mit Vergilbungsviren in einem ZuckerrübenbestandZoombild vorhanden

Flächendeckender Befall mit Vergilbungsviren in einem Zuckerrübenbestand

Vergilbungsviren bedrohen den Zuckerrübenanbau. Zur Einschätzung der Befallssituation wurde 2020 erstmals ein bayernweites Vergilbungsvirus-Monitoring durchgeführt.

In Bayern bereitet die viröse Vergilbung der Zuckerrübe 2020 erstmals seit vielen Jahren wieder massive Probleme. Erste Hinweise auf eine Zunahme des Befalls in Bayern gab es bereits vor zwei Jahren. Aus Baden-Württemberg wird schon seit mehreren Jahren über eine Verschärfung der Situation berichtet. In den fränkischen Rübenanbaugebieten zeigten sich die typischen Befallsnester 2020 nahezu auf der gesamten Anbaufläche. In den südbayerischen Zuckerrübenanbaulagen war der Befall deutlich geringer. Eine entscheidende Rolle bei der Befallsausbreitung spielten die Virus-übertragenden Blattläuse, die 2020 insbesondere in Franken in hohem Maße auftraten. Eine Ursache für das starke Auftreten von Blattläusen ist der Klimawandel und die damit einhergehenden milden Winter, die das Überleben von Blattläusen begünstigen. Zum anderen ist durch das Verbot der Neonicotinoide, mit denen in früheren Jahren eine effektive Bekämpfung der Blattläuse vor allem durch Beizen des Saatguts möglich war, keine effektive Kontrolle der virustragenden Blattläuse mehr möglich.

Befall mit Vergilbungsviren kann zu drastischen Ertragsverlusten und zu Einbußen im Zuckergehalt führen. Die Vergilbungsviren bedrohen so den Zuckerrübenanbau in Bayern und in ganz Deutschland. Auch in anderen EU-Ländern gibt es erhebliche Probleme. Insbesondere auch aus Frankreich, dem bedeutendsten Land für den Zuckerrübenanbau in der EU, wird von massiven Ertragsminderungen berichtet.

Hauptverantwortlich sind drei Viren und Blattläuse

Blattläuse auf den Blättern einer ZuckerrübenpflanzeZoombild vorhanden

Blattläuse auf den Blättern einer Zuckerrübenpflanze

Die Vergilbung der Zuckerrüben kann durch mehrere Viren ausgelöst werden, die verschiedenen Virusgruppen zugerechnet werden (Poleroviren und Closteroviren). Man spricht deshalb vom "Vergilbungsviruskomplex". Die beteiligten Viren können einzeln auftreten oder auch in Mischinfektionen. Sie unterscheiden sich in ihrer Symptomatik und in ihrem Schadenspotenzial, insbesondere auch in Abhängigkeit vom Infektionszeitpunkt (Smith and Hallsworth, 1990). Auch die Übertragungswege der Viren sind unterschiedlich. Durch den Virusbefall kommt es in jedem Fall zur Reduktion der Photosynthese-Leistung und zu Störungen im Stoffwechsel der Pflanze. Es entstehen Scheckungen und Nekrosen auf den Blättern und die Rübenentwicklung ist beeinträchtigt. Dies alles führt zu den gefürchteten Ertrags- und Qualitätsverlusten und zu niedrigerem Zuckergehalt. Wie der Befall flächenmäßig auftritt und wie stark er sich auswirkt, schwankt von Jahr zu Jahr und von Region zu Region. Neben den klimatischen Bedingungen sind dabei vor allem Blattläuse, die Überträger der Viren sind, entscheidend. Können sich die Blattlauspopulationen gut entwickeln und sind diese zudem mit Viren beladen, so ist mit Schäden zu rechnen. Auch Wirtspflanzen in der Unkrautflora, insbesondere wenn sie als Überwinterungswirt für die virusübertragenden Blattläuse dienen, sind von Bedeutung. Derzeit spielen in Deutschland vor allem drei Viren eine entscheidende Rolle:
Mildes Rübenvergilbungsvirus
Das Milde Rübenvergilbungsvirus (BMYV, Beet mild yellowing polerovirus) führt zu gelben oder orangen Verfärbungen insbesondere an den oberen Blättern und zu milder Vergilbung an den älteren Blättern. Adernaufhellungen treten nicht auf. BMYV wird durch Blattläuse übertragen, Hauptüberträger (Vektoren) sind die Pfirsichblattlaus (Myzus persicae) und die Schwarze Bohnenblattlaus (Aphis fabae) sowie mindestens acht weitere Blattlausarten. Die Übertragung erfolgt persistent, d. h. längere Saugzeiten sind für eine Übertragung notwendig. Das Virus zirkuliert in der Blattlaus, wird dabei aber nicht vermehrt. Eine Latenzphase tritt auf bis das Virus nach der Aufnahme von der Blattlaus wieder abgegeben werden kann. Die Blattlaus bleibt zeitlebens infektiös. Als Wirtspflanzen sind nach Hauser at al. (2002) zu nennen Fuchsschwanzgewächse (Amaranthaceae) und die darin enthaltenen Gänsefußgewächse (Chenopodioideae, früher Chenopodiacae) wie z. B. Zuckerrübe, Rote Rübe, Hohl-/Steckrübe, Spinat. Des Weiteren sind Kreuzblütler (Brassicaceae), Nelkengewächse (Caryophyllaceae), Korbblütler (Asteraceae) und Portulakgewächse (Portulacaceae) Wirte für BMYV. Beispiele aus der Unkrautflora sind das Gewöhnliche Hirtentäschel (Capsella bursa-pastoris), die Purpurrote Taubnessel (Lamium purpureum), Spitzwegerich (Plantago lanceolata), das Gewöhnliche Greiskraut (Senecio vulgaris), Gewöhnliche Vogelmiere (Stellaria media), Persischer Ehrenpreis (Veronica persica) und Acker-Stiefmütterchen (Viola arvensis).
Chlorotisches Rübenvirus
Befall mit dem Chlorotischen Rübenvirus (BChV, Beet chlorosis polerovirus) führt zu Vergilbung der älteren Blätter. Überträger sind Blattläuse, primär wieder die Pfirsichblattlaus. Auch BChV zirkuliert im Körper der Blattlaus, wird dabei nicht vermehrt. Das Virus wird persistent nach längerer Saugzeit übertragen. Wie bei BMYV ist eine Latenz zu beobachten, bis das Virus von der Blattlaus wieder in Wirtspflanzen abgegeben werden kann. Die Infektiosität besteht zeitlebens. Das Wirtspflanzenspektrum ist enger als beim nahe verwandten BMYV (Hauser et al., 2002). Das Gewöhnliche Hirtentäschel (Capsella bursa-pastoris), ein bedeutsamer BMYV-Wirt aus der Unkrautflora, spielt bei BChV keine Rolle.
Nekrotisches Rübenvergilbungsvirus
Typisch für das Nekrotische Rübenvergilbungsvirus (BYV; Beet yellows closterovirus) sind blassgelbe Verfärbungen und punkt- oder strichförmige, rötliche oder bräunliche Nekrosen auf den Blattflächen, Adernaufhellungen jüngerer Blätter sowie Vergilbung älterer Blätter. Kreisrunde Befallsnester werden im späten Frühjahr und Sommer sichtbar. Eine Reihe von Blattlausarten überträgt das Virus. Hauptvektoren sind erneut die Pfirsichblattlaus und die Schwarze Bohnenblattlaus. Das Virus wird im Gegensatz zu BMYV und BChV semipersistent übertragen. Für die Virusabgabe reichen Minuten bis wenige Stunden. Das Virus zirkuliert nicht im Insektenkörper und wird ohne Latenzphase abgegeben. Die Blattlaus bleibt mehrere Stunden bis wenige Tage infektiös. Wirtspflanzen sind Pflanzen der Familien der Fuchsschwanz und Gänsefußgewächse wie Futterrübe, Rote Bete, Mangold, Spinat sowie Mittagsblumengewächse (Aizoaceae) und Nelkengewächse (Duffus, 1973; Karasev, 2000).
Neben den genannten Viren können noch weitere beteiligt sein:
Rübenmosaikvirus
Typisch für Infektionen mit dem Rübenmosaikvirus (BtMV, Beet mosaic potyvirus) sind Mosaik und Scheckungen an den jungen Blättern. Die Symptome können später wieder verschwinden. Das Virus wird wie die Vergilbungsviren durch eine Reihe von Blattläusen übertragen, Hauptvektoren sind wieder die Pfirsichblattlaus und die Schwarze Bohnenblattlaus. Für eine Virusübertragung reichen aber im Gegensatz zu BMYV, BChV und BYV kurze Probestiche der Blattlaus aus und das Virus kann sofort wieder abgegeben werden. Die Blattlaus bleibt nur kurzzeitig einige Minuten bis wenige Stunden infektiös. Die Tatsache, dass das Virus so schnell übertragen werden kann, hat zur Folge, dass Insektizide nicht wirken können: das Virus ist schon abgegeben, ehe das Insektizid überhaupt wirken kann.
Westliches Rübenvergilbungsvirus (BWYV, Beet western yellows virus)
Das westliches Rübenvergilbungsvirus (BWYV, Beet western yellows virus) ist sehr nahe mit BMYV verwandt und wurde bisher nur in den USA und Asien an Zuckerrüben nachgewiesen. In den Übertragungseigenschaften ist es vergleichbar mit dem Milden Rübenvergilbungsvirus (BMYV).

Vorsicht - Verwechslungsgefahr

Die durch Vergilbungsviren verursachten Symptome sind zwar charakteristisch, aber nicht eindeutig. Auch andere Schadursachen können vorliegen und ähnliche Schadbilder an den Blättern verursachen. In den letzten Jahren tritt bei Zuckerrüben das sogenannte "Syndrome des basses richesses“ (SBR) auf, zu Deutsch: Syndrom der niedrigen Zuckergehalte. Die SBR-Blattsymptome (Chlorosen und Nekrosen) sind nur schwer von den Symptomen der Vergilbungsviren zu unterscheiden. Nur Untersuchungen im Labor können Klarheit schaffen. In den Diagnoselaboren der LfL sind Untersuchungen auf Vergilbungsviren und SBR möglich, so dass die Schadursache exakt abgeklärt werden kann. Wie der Name schon sagt, kommt es bei SBR zu Einbußen im Zuckergehalt, ausgelöst durch eine unzureichende Entwicklung der Rübe und eine geringere Rübenmasse. SBR-infizierte Rüben zeigen zudem Nekrosen im Rübenkörper. Hauptverursacher dieser Krankheit ist nach heutigem Kenntnisstand das Bakterium "Candidatus Arsenophonus phytopathogenicus“, das ausschließlich durch die Schilf-Glasflügelzikade (Pentastiridius leporinus (Linné, 1761)) übertragen wird. Durch den Klimawandel wird das Auftreten der Wärme-liebenden Zikaden begünstigt. Das als Krankheitsverursacher ebenfalls beschriebene Bakterium "Candidatus Phytoplasma solani" scheint zumindest derzeit von untergeordneter Bedeutung zu sein.

Bayernweites Monitoring auf Vergilbungsviren

Durch Virusbefall vergilbte Zuckerrübenpflanzen in einem BestandZoombild vorhanden

Durch Virusbefall vergilbte Zuckerrübenpflanzen in einem Bestand

Zur Beurteilung der derzeitigen Vergilbungsvirussituation in Bayern führte die LfL 2020 erstmalig ein bayernweites Monitoring durch. Kooperationspartner außerhalb der LfL waren die Ämter für Ernährung Landwirtschaft und Forsten (ÄELF) in Deggendorf, Regensburg, Ansbach, Bayreuth, Würzburg sowie die Südzucker AG mit den Standorten Plattling, Rain/Lech und Ochsenfurt, die Arbeitsgemeinschaft zur Förderung des Zuckerrübenanbaues Regensburg (ARGE Regensburg) und der Verband Fränkischer Zuckerrübenbauer e.V. (VFZ).

Monitoringstrategie

Beprobt wurden in erster Linie Symptom-zeigende Pflanzen. Auch von Pflanzen mit unklarer Symptomatik wurden Proben genommen. In der Regel wurden pro Schlag drei Zuckerrübenpflanzen ausgewählt, von jeder Pflanze ein Blatt abgenommen und jedes Blatt einzeln in eine Tüte gepackt. Die Blätter wurden zur Untersuchung an das virologische Labor der LfL gesandt oder direkt dorthin verbracht, um einen schnellstmöglichen Transport ins Labor zu gewährleisten. Die Anzahl der Proben wurde im Vorfeld des Monitorings in Absprache mit den Projektbeteiligten so bemessen, dass die Anbaudichte in den jeweiligen Regionen berücksichtigt war. Zusätzlich wurden auch noch Verdachtsproben aufgenommen, die die Projektbeteiligten zur Abklärung unklarer Befallssituationen eingereicht hatten, insbesondere auch zur Differenzierung von SBR.

Diagnose

Die Proben des regulären Monitorings wurden einzeln untersucht, d. h. die drei Proben (= 3 Blätter) eines Schlages wurden einzeln analysiert. Die zusätzlich eingereichten Verdachtsproben wurden zum Teil ebenfalls einzeln, zum Teil aber auch als Sammelproben eines Standorts getestet; dabei wurden die 2 bis 3 Blätter eines Standorts zusammengefasst.
ELISA-Platte mit gelb gefärbten VertiefungenZoombild vorhanden

ELISA-Platte: gelb gefärbte Vertiefungen zeigen Proben mit Virusbefall an

Die Proben wurden mittels ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assay), einer immunologisch-basierten Methode untersucht, mit der gezielt bestimmte Virenproteine (Eiweiße) mittels spezifischer Antikörper nachgewiesen werden. Die nahe verwandten Viren BMYV (Mildes Rübenvergilbungsvirus) und BChV (Chlorotisches Rübenvirus) können mittels ELISA nicht unterschieden werden. In den unten präsentierten Ergebnissen erfolgt deshalb eine gemeinsame Darstellung beider Viren (BMYV/BChV). Eine Bestimmung und Unterscheidung des Nekrotischen Rübenvergilbungsvirus (BYV) von den anderen Viren ist jedoch problemlos mittels ELISA möglich; dasselbe gilt für den Nachweis des Rübenmosaikvirus (BtMV).

Ergebnisse

Im Rahmen des regulären Monitorings wurden 222 Proben von 69 Standorten durch die Projektbeteiligten eingereicht: Ämter für Ernährung Landwirtschaft und Forsten (ÄELF) Deggendorf, Regensburg, Ansbach, Bayreuth und Würzburg; Südzucker AG Plattling, Südzucker AG Rain/Lech, Südzucker AG Ochsenfurt; Arbeitsgemeinschaft zur Förderung des Zuckerrübenanbaues Regensburg (ARGE Regensburg), Verband Fränkischer Zuckerrübenbauer e.V. (VFZ). Zusätzlich wurden 60 weitere Verdachtsproben von 27 Standorten eingesandt. Insgesamt wurden 282 Proben von 96 Standorten untersucht. Die meisten Proben wurden von Südzucker/Rain eingereicht (115 Proben von 42 Standorten).
BMYV/BChV dominierte
In gut einem Drittel der Proben wurden Vergilbungsviren gefunden. Hauptsächlich wurde das BMYV/BChV nachgewiesen, in weitaus geringerer Häufigkeit das BYV. Das Rübenmosaikvirus wurde in keiner einzigen Proben detektiert. Mischinfektionen mit BMYV/BChV und BYV, das bedeutet, beide Viren sind in ein und derselben Proben vorhanden, traten nur an drei Standorten im Beprobungsgebiet der Südzucker/Rain auf.
Der Befall war regional stark unterschiedlich
Der stärkste Befall, d. h. der höchste Anteil infizierter Proben (47 %), wurde in Unterfranken festgestellt; dabei wurde hauptsächlich BMYV/BChV vorgefunden. Von den vom AELF Würzburg eingereichten 12 Proben waren 58 % positiv; an allen 3 beprobten Standorten trat Befall auf. Bei den Proben von Südzucker/Ochsenfurt wurde an 8 von 15 Standorten Vergilbungsvirenbefall diagnostiziert, an einem dieser Standorte wurde BMYV/BChV und BYV nachgewiesen. Von den 24 Proben von 8 Standorten, die der Verband Fränkischer Zuckerrübenanbauer vorlegt hatte, waren 21 % BMYV/BChV-positiv und 13 % BYV-positiv.
Auch in Schwaben war der Befall relativ stark. So waren von den vom AELF Augsburg eingesandten 24 Proben 42 % infiziert, an 5 von 7 beprobten Standorte traten Infektionen auf. Von Südzucker in Rain/Lech wurden 115 Proben eingereicht; dabei waren 37 % BMYV/BChV-positiv und 3 % BYV-positiv; an 29 von 42 beprobten Standorten wurde Befall nachgewiesen. Vom Südzuckerwerk Plattling wurden 5 der 15 eingesandten Proben positiv getestet; bemerkenswert dabei war, dass BYV (3 positive Proben) stärker vertreten war als BMYV/BChV (2 positive Proben). Die Proben von Südzucker Plattling waren damit die einzigen, bei denen BYV überwog. Die ebenfalls aus Niederbayern stammenden Proben des AELF Deggendorf waren hingegen ganz ohne Virusbefall. Auch wurde keine einzige Probe aus Mittelfranken und Oberfranken positiv getestet.
Säulendiagramm: Darstellung der Anzahl an Proben und Standorten nach Einsendern

Anzahl an Proben und Standorten

Säulendiagramm: Anteil BMYV/BChV- und BYV-positiver Proben bei den verschiedenen Einsendern

Anteil BMYV/BChV- und BYV-positiver Proben

Säulendiagramm: Anzahl mit BMYV/BChV- und BYV-befallenen Standorten bei den verschiedenen Einsendern

Anzahl an Standorten mit BMYV/BChV- und BYV-Befall

Monitoring kompakt

  • Niederbayern (AELF Niederbayern, Südzucker/Plattling): 11 Standorte, 36 Proben, 2 Proben mit BMYV/BChV, 3 Proben mit BYV, kein BtMV; 14 % befallene Proben;
  • Oberbayern (AELF Augsburg, Südzucker/Rain): 49 Standorte, 139 Proben, 3 Proben mit BMYV/BChV und BYV, 50 Proben mit BMYV/BChV, kein BtMV; 38 % befallene Proben
  • Oberpfalz (AELF Regensburg, ARGE Regensburg): 7 Standorte, 21 Proben, 3 Proben mit BMYV/BChV, kein BtMV; 14 % Befall
  • Oberfranken (AELF Bayreuth): 1 Standort, 3 Proben, kein Befall; 0 % Befall
  • Mittelfranken (AELF Ansbach): 2 Standorte, 6 Proben, kein Befall; 0 % Befall
  • Unterfranken (AELF Würzburg, Verband Fränkischer Zuckerrübenanbauer, Südzucker/Ochsenfurt): 26 Standorte, 77 Proben, 32 Proben mit BMYV/BChV, 4 Proben mit BYV, kein BtMV; 47 % befallene Proben
RegionAnzahl beprobter StandorteAnzahl positiver StandorteAnteil positiver Standorte (%)Anzahl ProbenAnteil positiver Proben (%)
Niederbayern11 1 9 3614
Oberbayern49 34 69 13938
Oberpfalz7 2 292114
Oberfranken1 0 0 30
Mittelfranken2 0 0 6 0
Unterfranken26 17 65 7747
Gesamt96 54 569734