Weizenverzwergungsvirus (Wheat dwarf monogeminivirus, WDV)

Das Weizenverzwergungvirus, auch Wheat dwarf virus (WDV) genannt, ist ein Geminivirus, das durch Insekten übertragen wird. Es handelt sich hierbei um Zwergzikaden der Art Psammotettix alienus (Dahlbom 1851), auch Wandersandzirpe genannt. Wirtspflanzen des Vektors entstammen ausschließlich der Familie „Poaceae“. Von den ackerbaulich relevanten Kulturen werden vor allem Wintergerste, Winterweizen, Triticale und Hafer befallen; auch Sommergetreide kann infiziert werden.

Wie das durch Blattläuse übertragene Gerstengelbverzwergungsvirus, BYDV, das aber zu den Luteoviridae gehört, kommt das WDV ausschließlich im Phloem der Wirtspflanzen vor, vermehrt sich dort und verbreitet sich in der gesamten Pflanze.

Die Folge einer Infektion mit WDV können erhebliche Ertragsverluste sein. Im Extremfall kann das Umbrechen eines befallenen Bestandes ökonomisch sinnvoll sein.

In der Regel treten zwei Generationen des Virusvektors von Psammotettix alienus auf. In witterungsmäßig günstigen Jahren und an warmen Standorten kann sich aber auch eine dritte Generation ausbilden (Manurung et al. 2000). Das Ei-Stadium ist das Stadium, in dem die Zikade überwintert. Die Viren gelangen nicht in das Ei, so dass eine Weitergabe von Generation zu Generation unterbleibt. Die Ei-Ruhe (Dormanz) wird durch den Kurztag im Spätsommer/Herbst induziert. Aufgehoben wird die Dormanz durch Kühle im Frühjahr (Manurung et al. 2000). Freilandökologische Erhebungen der Universität Halle zur Populationsdynamik von Psammotettix alienus in Sachsen-Anhalt aus den Jahren 1999-2001 (Manurung et al. 2000, 2001 und 2002) ergaben, dass ca. Ende April die Larven aus den Eiern schlüpfen. In der Folge entwickeln sich 5 verschiedene Larvenstadien (L1-L5). All diese Stadien und die erwachsenen Tiere (Imagines) sind zur Aufnahme und Weitergabe des Virus befähigt sind, wobei die jüngeren Larvenstadien effektivere Vektoren sind. Die Imagines erschienen in Abhängigkeit von der Witterung Mitte Mai bis Mitte Juni. Die Larven der zweiten Generation traten in diesen Studien ab Ende Juni/Anfang Juli und die ersten Imagines der zweiten Generation ab Ende Juli auf. Der Anteil virusübertragender adulter Individuen schwankte in Abhängigkeit von der Jahreszeit und erreichte maximal ca. 80%.

Im Herbst bzw. Frühjahr infizieren die Zikaden die jungen Bestände. Während der Vegetationsperiode übertragen die mobilen Zikaden dann das Weizenverzwergungsvirus innerhalb eines Bestandes sowie von Bestand zu Bestand. Neben wachsendem und reifendem Getreide sowie Ausfallgetreide werden im Spätsommer und Herbst Neuaussaaten befallen.

Der virusbedingte Schaden ist eng korreliert mit der Abundanz der Virusvektoren sowie deren Aktivität; beides ist eng verknüpft mit dem Witterungsverlauf. Ein warmer Herbst begünstigt die Aktivität der Zikaden und somit den Befall von neu ausgesätem Getreide, so dass – wie in diesem Jahr beobachtet – der Virusbefall im darauffolgenden Jahr beträchtliche Ausmaße annehmen kann. Untersuchungen von Sandgren und Lindblad in Schweden zeigten aber, dass die Zikaden auch bei Temperaturen von 10-15 °C noch aktiv sind, Pflanzen befallen und die Krankheit weiter verbreiten. Auch das Absterben der Tiere im Herbst wird von den herrschenden Wetterbedingungen (Kälteeinbrüche und Fröste) bestimmt, wobei die Männchen deutlich früher als die Weibchen sterben. Das Absterben der Weibchen erfolgt bei einer Temperatur kleiner als minus 5 °C.

Neben jungen Getreidebeständen, die schon im Herbst befallen und virusinfiziert wurden, und in denen WDV auch den Winter hinweg überdauern kann, sind perennierende Gräser wie Lolium- und Poa-Arten als dauerhafte Virusquellen epidemiologisch von Bedeutung.

Eine mechanische Übertragung des WDV kann ausgeschlossen werden, ebenso wie eine Übertragung durch Kontakt von Pflanzen zu Pflanze. Das Virus wird auch nicht durch Samen oder Pollen weiterverbreitet.

WDV und BDV können serologisch mittels ELISA nachgewiesen werden. In der Routinediagnostik ist der ELISA die Methode der Wahl. Allerdings erlauben die für den ELISA zur Verfügung stehenden Antikörper keine Differenzierung der beiden Viren. Molekularbiologisch ist ein sehr sensitiver und spezifischer Nachweis beider Viren über PCR möglich; die PCR kann auch zur Unterscheidung der beiden Viren verwendet werden. Als weitere Methode, die jedoch in der Routinediagnostik noch nicht weit verbreitet ist, gibt es die sogenannte „rolling circle amplification (RCA)“ (Schubert et al. 2007), die besonders bei der molekularen Charakterisierung der Viren zur Anwendung kommt.