Institut für Pflanzenschutz
Jahresbericht 2020 – Virologie

Die virologischen Untersuchungen an der LfL verschaffen einen Überblick über das Auftreten von Viren in Bayern und weisen frühzeitig auf vorhandene, oftmals auch neuartige Virusprobleme hin. Wir untersuchen Proben von Pflanzenbauberatern, Landwirten, Gartenbauern, Züchtern, Versuchsanstellern, Universitäten, Hochschulen und auch Privatpersonen. Für den Hoheitsvollzug testen wir Pflanzen auf Quarantäneschädlinge und Schadorganismen, die aufgrund pflanzengesundheitlicher Vorschriften überwacht werden müssen. Mit unseren Ergebnissen können die Erreger gezielt bekämpft und spezielle Gegenmaßnahmen ergriffen werden - eine Voraussetzung für hohe Erträge und hochwertige landwirtschaftliche und gärtnerische Produkte. So profitieren Produzenten und Verbraucher von unseren Arbeiten.

Gartenbau

Blattflecken auf einem mit Alfalfamosaikvirus infiziertem Blatt einer GartenbohneP1010705Zoombild vorhanden

Mit Alfalfamosaikvirus infiziertes Blatt einer Gartenbohne

Auch im Jahr 2020 gab es bei den verschiedensten Kulturen im Gartenbau Probleme mit unterschiedlichen Schaderregern. An die 200 Proben aus den Bereichen Zierpflanzen, Gemüse, Kräuter und Obstbau wurden an das virologische Labor der LfL geschickt. Die Proben wurden mittels ELISA und PCR-basierten Verfahren auf Viren, Viroide und Phytoplasmen untersucht. Zum Teil äußerten die Probeneinsender schon gezielt einen Verdacht. In anderen Fällen war unklar, was die Ursache für das Auftreten der Symptome war, sodass Untersuchungen auf ein weites Spektrum an Viren mit verschiedenen Methoden notwendig waren.

Überblick über Viruskrankheiten im Gartenbau im Jahr 2020 und in früheren Jahren

Einige Schlaglichter aus 2020

Rotblättrigkeitsvirus der Karotte
An der LfL wurde im Sommer 2020 das Carrot red leaf virus (CtRLV, "Rotblättrigkeitsvirus der Karotte) an Petersilie und Dill nachgewiesen. Das Virus infiziert ausnahmslos Doldenblütler (Apiaceen) und kann auch zusammen mit anderen Viren in ein und derselben Pflanze vorkommen. CtRLV-Befall führt zu Rot- und Gelbverfärbung der Blätter und Stängel sowie zu Wachstumsstörungen wie Stauche und Blattverdrehungen. Rüben entwickeln sich oftmals nicht richtig. CtRLV ist weit verbreitet und kann zu bedeutsamen wirtschaftlichen Verlusten führen. Das Virus wird durch die Gierschblattlaus (Cavariella aegopodii) übertragen. Für eine Übertragung muss die Blattlaus längere Zeit an einem Blatt saugen, eine Virus-tragende Blattlaus bleibt über eine längere Zeitdauer infektiös. Die Blattlaus-übertragenen Virosen nehmen in Häufigkeit und Befallsstärke in verschiedenen Kulturen zu. Dabei spielt der Klimawandel eine entscheidende Rolle, da die Phasen, in denen die Blattläuse aktiv sind, ausgedehnter sind, durch die milden Winter ein Überleben der Blattläuse begünstigt wird und sich im Frühjahr schnell Blattlauspopulationen aufbauen können.
Büschel von roten Blätter an einem mit Phytoplasmen infizierten BrombeerzweigZoombild vorhanden

Rote Blätter einer mit Phytoplasmen infizierten Brombeere

Phytoplasmosen sind auf dem Vormarsch
Eine ähnliche Situation wie bei den Blattlaus-übertragenen Virosen zeigt sich bei den Phytoplasmosen. Auch sie werden durch den Klimawandel begünstigt. Phytoplasmosen werden durch Zikaden übertragen. Zikaden lieben die Wärme in besonderem Maße. Sowohl die Überdauerung über den Winter hinweg als auch ihre Aktivität während der Vegetationsperiode werden durch höhere Temperaturen und Sonnenschein gefördert. Die für die Phytoplasmosen verantwortlichen Phytoplasmen sind zellwandlose Bakterien, welche durch Zikaden übertragen werden und Pflanzen schädigen. So wurden bei Aprikose die durch Zikaden übertragene und durch Phytoplasmen verursachte Europäische Steinobstvergilbung und bei Birne Birnenverfall-Phytoplasmose diagnostiziert. An Brombeere mit roten Blättern, gestauchtem Wachstum, absterbenden Pflanzen und unreifen, harten Früchten wurde die Rubus-Stauche, verursacht durch das Bakterium "Canditatus Phytoplasma rubi", nachgewiesen.
Auch bei Sellerie wurden Phytoplasmen gefunden; es handelte sich um Stolbur-Phytoplasmen. Stolbur-Phytoplasmen (wissenschaftlich bezeichnet als "Candidatus Phytoplasma solani") treten bei einer großen Anzahl von Wirtspflanzen auf, vor allem an Kartoffeln, Tomaten, Paprika, bei Wein und auch vielen anderen Pflanzen. Unkräuter (z. B. Winden, Brennnesseln, Schwarzer Nachtschatten), die Wirte für Stolbur-Phytoplasmen sind, spielen epidemiologisch eine Rolle. Auch für die Ausbreitung der Stolbur-Krankheit ist eine Zikade als Überträger notwendig, die Windenglasflügelzikade (Hyalesthes obsoletus),

Verzwergungsviren im Getreide

Im Herbst 2020 wurde das langjährige Monitoring auf Verzwergungsviren im Ausfallgetreide fortgesetzt. Es erfolgt in enger Kooperation von LfL und den Ämtern für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (ÄELF). Mit dem Monitoring wird den Landwirten alljährlich ein Überblick über die aktuelle Virusbefallssituation gegeben und aufgezeigt, wo gerade mit Problemen zu rechnen ist und wo möglicherweise Bekämpfungsmaßnahmen notwendig sind. Zu den Verzwergungsviren zählen die nahe verwandten Viren Gerstengelbverzwergungsvirus (BYDV) und Getreidegelbverzwergungsvirus (CYDV) sowie die beiden ebenfalls verwandten Viren Weizenverzwergungsvirus (WDV) und Gerstenverzwergungvirus (BDV).
Übersicht über Verzwergungsviren im Ausfallgetreide 2020Zoombild vorhanden

Übersicht über Verzwergungsviren im Ausfallgetreide 2020

Der Anteil Verzwergungsviren-infizierter Pflanzen betrug insgesamt ca. 25 % und lag damit unter dem Niveau der Jahre 2019 und 2018, entsprach aber dem Anteil positiver Pflanzen im Jahr 2017. Ca. 19 % der untersuchten Proben waren WDV/BDV-positiv, der Anteil WDV/BDV-infizierter Proben war aber gegenüber den Vorjahren rückläufig. Bei 10 % der Proben wurde BYDV/CYDV-Befall nachgewiesen. Bei 3 % aller Proben lagen Doppelinfektionen vor. Der Anteil BYDV/CYDV-infizierter Pflanzen blieb auf demselben, im Vergleich zu früheren Jahren (2007: 79 %, 2016: 40 %) aber eher geringeren Niveau des Vorjahrs.

Ausführliche Darstellung der Ergebnisse des bayernweiten Monitorings auf Verzwergungsviren bei Getreide

Citrus bark cracking viroid an Hopfen

Chromatogramm einer CBCVd-SequenzierungZoombild vorhanden

Chromatogramm einer CBCVd-Sequenzierung

Im Sommer 2019 wurde das gefährliche Citrus bark cracking viroid (CBCVd) an Hopfen erstmalig in Deutschland an der LfL nachgewiesen. Daraufhin wurde 2020 ab Juni ein bayernweites, von der LfL organisiertes CBCVd-Monitoring an Hopfen durchgeführt. Die Untersuchungen wurden von der LfL an das Justus von Liebig-Labor (JvLL) der Südzucker in Rain/Lech vergeben. Die Etablierung der Nachweismethodik am JvLL und die kontinuierliche Überwachung des JvLL erfolgte unter Regie des virologischen Labors der LfL. Die mehr als 2300 Monitoring-Proben wurden mit einem in unserem Labor entwickelten Realtime RT-PCR-Methode untersucht (Seigner et al., 2020). Die Auswertung, Ergebnisüberprüfung sowie gegebenenfalls Ergebnisbetätigung mittels wiederholter Realtime RT-PCR und konventioneller RT-PCR fanden an der LfL statt. Das gesamte Verfahren erwies sich als robust, 100 % reproduzierbar und erlaubte es, in kurzer Zeit alle Proben zu analysieren, so dass die Ergebnisse rechtzeitig noch vor der Hopfenernte zur Verfügung standen.
Phylogenetischer CBCVd-Stammbaum erstellt aus ausgewählten CBCVd-positiven Proben aus 2020Zoombild vorhanden

Phylogenetischer CBCVd-Stammbaum basierend auf ausgewählten CBCVd-positiven Monitoring-Proben aus 2020. Die umrandeten Proben unterscheiden sich nur geringfügig von den anderen.

Die PCR-Produkte ausgewählter Proben wurden zur Sequenzierung an ein externes Speziallabor geschickt. Mittels Sequenzierung kann die genetische Sequenz des Viroids ermittelt werden und durch Vergleich der so gefundenen Sequenz mit bereits bekannten Sequenzen das Vorliegen des CBCVd in einer Probe bestätigt werden. Durch einen Vergleich der Sequenzen, die in unterschiedlichen Proben gefunden wurden, lässt sich deren Ähnlichkeit feststellen und ein phylogenetischer Stammbaum errechnen. Die im Monitoring gefundenen CBCVd-Sequenzen wichen nur geringfügig voneinander ab.

Viroid- und Virusinfektionen an Hopfen

Weiterführende Informationen
Das CBCVd ist an Hopfen ein gefährlicher Schaderreger, der nicht bekämpft werden kann, schnell übertragen wird, zum Absterben der Hopfenpflanzen führt und so möglicherweise große wirtschaftliche Verluste verursacht. Die LfL hat alles für Sie wichtige zusammengestellt.

Verbreitung, Risikoanalyse, vorbeugende Maßnahmen, Monitoring, Schadbild und Krankheitsverlauf, Informationen für Hopfenpflanzer

Vergilbungsviren an Zuckerrübe

Durch Virusbefall vergilbte Zuckerrübenpflanzen in einem BestandZoombild vorhanden

Typische Vergilbung an Laub von Zuckerrübenpflanzen ausgelöst durch Vergilbungsviren

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). Insgesamt wurden 282 Proben von 96 Standorten untersucht.
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 traten nur an drei Standorten im Beprobungsgebiet der Südzucker/Rain auf. Der Befall war regional stark unterschiedlich.

Virusbefall an Zuckerrüben und detaillierte Ergebnisse aus dem bayernweiten Monitoring 2020

Qualitätssicherung und Akkreditierung

Amplifikationskurven der Realtime RT-PCR Zoombild vorhanden

Amplifikationskurven der Realtime RT-PCR bei Testung auf das Citrus bark cracking viroid (CBCVd)

Wir arbeiten kontinuierlich daran, unsere Diagnose zu verbessern und die Anforderungen unserer Kunden zu erfüllen. Unser Ziel ist es, sichere Ergebnisse zeitnah zur Verfügung zu stellen. Der Informationsaustausch mit den Kunden ist uns immer besonders wichtig. Auch 2020 haben wir unser Spektrum an modernen, hochempfindlichen und hochspezifischen Nachweismethoden erweitert, die Verfahren für den Einsatz in der Routinediagnostik optimiert und validiert. Die Akkreditierung von Verfahren im Rahmen unserer flexiblen Akkreditierung nach der internationalen Norm DIN EN ISO/IEC 17025 wurde ausgeweitet. Im Vordergrund stand dabei die Erarbeitung und Validierung von Methoden zum Nachweis von Viroiden und Viren an Hopfen. Zudem haben wir erfolgreich an zwei Laborvergleichsuntersuchungen (LVU) teilgenommen, in denen wir zeigen konnten, dass wir die Nachweismethodik beherrschen. Dabei handelte es sich zum einen um eine LVU zum Nachweis von Gemüseviren und zum anderen um eine LVU zum Nachweis Phytoplasmen (zellwandlose, pflanzenpathogene Bakterien).

Qualitätsmanagement und Akkreditierung in den Diagnoselaboren des Instituts für Pflanzenschutz