Forschungs- und Innovationsprojekt
Verticillium-Problematik bei Hopfen

Starke Welkesymptome an einer Hopfenrebe
Seit etwa 15 Jahren tritt in einigen Regionen der Hallertau verstärkt die Verticillium-Welke auf. Verursacht wird diese Krankheit im Hopfen vor allem durch den Bodenpilz Verticillium nonalfalfae (ehemals: Verticillium albo-atrum) und eher selten durch Verticillium dahliae.
Aufgrund dessen wurden 2008 die Forschungsarbeiten zur Welkeproblematik im Hopfen an der Landesanstalt für Landwirtschaft wieder aufgenommen. Bei diesen Arbeiten wurden neben den sogenannten milden Welkerassen von Verticillium nonalfalfae zum ersten Mal auch aggressive Rassen in der Hallertau nachgewiesen. Sie führen auch bei früher als Welke-tolerant eingestuften Hopfensorten zu deutlichen Welke-Symptomen und zum Absterben der Reben. Durch den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln kann der Pilz nicht direkt bekämpft werden, daher müssen andere Lösungen gefunden werden, um dem Hopfenbau in Deutschland mit der Welkeproblematik zu helfen.
Bedeutung für den Hopfenbau
Im deutschen Hopfenbau ist die Verticillium-Welke erstmalig seit Anfang der 1950er Jahre in seiner milden Form aufgetreten. Damals beschränkte sich der Anbau in der Hallertau auf die anfällige Landsorte Hallertauer Mittelfrüher. Bis 1964 waren etwa 3500 ha von der Krankheit betroffen. Durch eine Reduzierung des Düngeniveaus, den Anbau ausländischer Sorten (v. a. Northern Brewer) und die Züchtung von toleranteren Sorten (z. B. Perle) hielten sich die Schäden in Grenzen.
Seit dem ersten Auftreten von aggressiven Verticillium-Stämmen ist wieder eine kontinuierliche Ausbreitung der Befallsfläche im Anbaugebiet Hallertau zu beobachten. Seit 2005 zeigen selbst früher als Welke-tolerant eingestufte Hopfensorten wie Northern Brewer, Perle und Saphir massive Welkeschäden. Das gesamte Sortenspektrum der Hallertau kann befallen werden. Der Erreger ist ein im Boden lebender Pilz mit einem breiten Wirtsspektrum. Dieser kann bis zu 5 Jahre im Boden in Form eines infektiösen Dauermyzels überdauern und ist nicht direkt bekämpfbar.
Auch kommt es zu einem vermehrten Auftreten der aggressiven Form, da durch den Anbau toleranterer Sorten die natürliche Selektion des Pilzes gefördert wird. Auf Praxisflächen lässt sich meist eine Mischung aus milden und aggressiven Formen finden.
Bekannte Regulierungsmaßnahmen zeigen nur noch mäßigen Erfolg, weshalb es zu zunehmenden finanziellen Einbußen für die Landwirte kommt.
Zum besseren Management des Krankheitsbefalls sollen daher im Forschungsprojekt Hygienemaßnahmen, Züchtungsanstrengungen und Sanierungskonzepte umgesetzt werden.
Neue, alternative Präventions- und Sanierungsmaßnahme zu finden, sowie die bestmögliche Umsetzung bereits bekannter Vorsorgemaßnahmen sind von zentraler Bedeutung im Kampf gegen Verticillium im Hopfenbau.
Biologie des Welkepilzes und Infektion des Hopfens

Ausbreitung Verticillium in Hopfenpflanze
Der Pilz dringt über die Wurzel in die Pflanze ein und wächst bis in die Leitungsbahnen (Xylem) des Hopfens weiter. Dort bilden sich Sporen, die einen schnellen Weitertransport des Pilzes über die wasserleitenden Gefäße bis in die oberen Teile der Rebe und in die Blätter ermöglichen. Die Konidien wachsen zu Pilzgeflechten aus und verstopfen so die Wasserleitungsbahnen der Pflanze. Zusätzlich werden zellwandabbauende Enzyme vom Pilz und auch toxische Stoffe ausgeschieden, die in der Pflanze Alterungsprozesse auslösen.
Die ersten Welke-Symptome äußern sich bei trocken-heißer Witterung ab Anfang Juni durch ein Aufhellen der unteren Blätter, die im weiteren Verlauf zu Nekrosen werden. Je nach Fortschreiten des Befalls sterben immer mehr Blätter, einzelne Aufleitungen oder sogar die ganze Hopfenpflanze ab. Des Weiteren kann die Krankheit den Übergang der generativen Phase zur vegetativen Phase verhindern, wodurch Blüte und Ausdoldung gestört werden. Nicht abgestorbene Dolden weisen bräunliche Verfärbungen auf und verschlechtern so die Qualität des Ernteguts.
Schneidet man den unteren Teil einer befallenen Rebe auf, lässt sich eine Verbräunung der Leitungsbahnen feststellen. Zum Teil kommt es zu einer Verdickung der befallenen Reben an der Basis.
Symptome:
- gescheckte Blätter, Blattnekrosen von unten nach oben
- Blattränder krümmen sich nach oben.
- Abgestorbene Blätter fallen durch leichtes Antippen ab.
- Braunverfärbung der Leitungsbahnen (Xylem) ringförmig oder komplett
Vorbeugende Bekämpfungsmaßnahmen
Milde Form: (in Deutschland seit Anfang der 1950er Jahre)
- Welke-Symptome ab dem 3. oder 4. Infektionsjahr
- großer Einfluss von Witterung und Stickstoffdüngung
- häufig nur eine Rebe einer Aufleitung befallen
- mögliche Verdickung der Rebenbasis
- kein Absterben des Stockes
Aggressive (letale) Form: (in Deutschland seit 2005)
- Welkesymptome treten bereits im 2. Infektionsjahr auf.
- keine Verbesserung durch reduzierte Stickstoffgaben
- Alle Triebe sind betroffen.
- Stock erholt sich nicht und stirbt meistens ab.
- Befällt gesamtes Sortenspektrum der Hallertau, auch bisher als Welke-tolerant eingestufte Sorten.
Vorbeugende Maßnahmen:
- Bodenverdichtungen vermeiden
- kein Ausbringen von frischem Rebenhäcksel (mindestens 4 Wochen ablagern lassen mit regelmäßigem Wenden)
- ausschließlich gesundes Pflanzmaterial mit Pflanzenpass verwenden; keine Pflanzen aus infizierten Gärten vermehren
- angemessene Stickstoffdüngung
- Arbeitsgeräte sorgfältig reinigen
Bei beginnendem Befall:
- Nulltoleranz-Strategie: so früh wie möglich bekämpfen
- Vollständiges Entfernen der infizierten Pflanzen (mit Wurzelwerk!) sowie der direkten Nachbarpflanzen, auch ohne Symptome kann eine Pflanze infiziert sein.
- befallenes pflanzliches Material verbrennen
- Wiederaustrieb bekämpfen
- Düngung:
- reduzierte Stickstoffdüngung
- Nmin-Untersuchung
- keine stark N-haltigen organischen Dünger (Gülle)
- kein Rebenhäcksel ausbringen
- Anbau neutraler Zwischenfrüchte (Gräser oder Getreide), kein erneutes Anpflanzen mit Hopfen, sondern die gerodete Fläche mit einkeimblättrigen Pflanzen begrünen, um zweikeimblättrige Wirtspflanzen (Unkräuter) zu unterdrücken
- Feldhygiene beachten:
- erst gesunde, dann befallene Gärten bearbeiten
- Desinfektion der Bearbeitungsgeräte (Menno Florades)
- Rebenhäcksel-Rückführung vermeiden
- infizierten Rebenhäcksel mindestens 4 Wochen einer ausreichend thermischen Behandlung (durchgehende Heißrotte mit Wenden des Haufens) unterziehen
- kein Fechsermaterial aus infizierten Hopfengärten entnehmen
- gesundes Pflanzmaterial mit Pflanzenpass verwenden
Bei stärkerem Welke-Befall:
- Anbau Welke-toleranter Sorten
- Sanierung, Anbaupause von mindestens 3 Jahren:
- Ansaat einer Welke-neutralen Kultur (Gräser, Getreide, Mais)
- Unkraut bekämpfen: potentielle Welke-Wirtspflanzen
- Wiederaustrieb bekämpfen
- bei nesterweisem Auftreten im Hopfengarten einen Umgriff von einer Reihe links und rechts des Befallherdes und jeweils mindestens 5 m in Längsrichtung roden, kein erneutes Anpflanzen mit Hopfen, sondern die gerodete Fläche mit einkeimblättrigen Pflanzen begrünen
- keine Erzeugung und Abgabe von Fechsermaterial im/aus dem Betrieb
Um mehr Erfahrung bei der Bekämpfung von Verticillium zu sammeln, wird eng mit der Praxis zusammengearbeitet. Dabei werden Landwirte bei der Anwendung der Bekämpfungsmaßnahmen beraten, unterstützt und das Ergebnis evaluiert.

Rodung von Verticillium-infizierten Einzelstöcken mithilfe einer Staplergabel. Im Hintergrund Entfernen des infizierten Materials
Feldselektion auf Verticillium-Toleranz von Zuchtmaterial und Sorten

Test von Hopfensorten und Stämmen auf Verticillium-Toleranz auf einer ehemaligen Praxisfläche mit sehr hohem Befallsdruck
Die gewonnenen Ergebnisse bilden die Grundlage für weitere Forschungs- und Züchtungsarbeiten. So wurde beispielsweise die 2016 neu auf den Markt gekommene Hüller Aromasorte Ariana über dieses Feldselektionssystem geprüft und als deutlich toleranter gegenüber dem Verticillium-Pilz erkannt als bisher angebaute Sorten.
Biotest mithilfe der Zeigerpflanze Aubergine
Hierfür werden beispielsweise Bodenproben oder Rebenhäckselmaterial unterschiedlich behandelt und vorgezogene Auberginen in diesen Boden bzw. in Boden mit untergemischtem Rebenhäcksel gepflanzt.
Die Pflanzen werden im Topfsystem auf ihren Welke-Befall hin beobachtet. Bonitiert werden Parameter wie die Wuchshöhe, die Vitalität sowie die Ausprägung der Welke-Symptome. Über die Entwicklung der Auberginen in den jeweiligen Varianten kann indirekt abgeleitet werden, ob sich in den Pflanztöpfen infektiöses Verticillium befindet und somit auch, ob die Hygienisierung erfolgreich war. Zusätzlich werden ausgewählte Auberginen zur Absicherung der Ergebnisse im Labor über Realtime-PCR untersucht.
Als Ausgangmaterial wurden aus einem Verticillium-verseuchten Hopfengarten infizierte Hopfenreben geholt und gehäckselt. Das infizierte Material wurde fein und grob gehäckselt, um den Unterschied des Infektionspotentials der verschiedenen Materialbeschaffenheiten des Rebenhäcksels beurteilen zu können. Des Weiteren wurde eine gemischte Variante, die die Bedingungen mit dem Rebenhäcksel aus einer Pflückmaschine (Praxis) simulieren soll, angelegt.
Je nach Häcksler-Modell, das in der Pflückmaschine verbaut ist, entsteht eine unterschiedliche Grobheit des Materials. Jeder Pflanzer sollte sich der Beschaffenheit seines Rebenhäcksels bewusst sein und die Hygienisierungsmaßnahmen dementsprechend anpassen.
Ein Teil des Materials wurde vier Wochen lang kompostiert und dabei regelmäßig gewendet (ähnlich der aeroben Kompostierung). Das restliche, nicht hygienisierte Material wurde während dieser vier Wochen kühl gelagert, um die Abbauprozesse durch Mikroorganismen oder sonstige Veränderungen so gering wie möglich zu halten.
Nach der vierwöchigen Lagerung wurde der Rebenhäcksel unter die Pflanzerde der Auberginen gemischt. Dabei wurden neben einer Kontroll-Variante ohne Rebenhäcksel-Zugabe sechs weitere Varianten mit je 15 Pflanzen angelegt. Diese lassen sich anhand ihres Infektionspotentials und der Material-Beschaffenheit unterscheiden:
- Kontrolle (ohne Rebenhäcksel-Zugabe)
- nicht hygienisiert, fein
- nicht hygienisiert, grob
- nicht hygienisiert, Praxis (feines und grobes Material)
- thermisch hygienisiert, fein
- thermisch hygienisiert, grob
- thermisch hygienisiert, Praxis
Bodensanierung
Projektziele:
- Evaluierung von verschiedenen Sanierungsmethoden
- Adaptation an den Hopfenbau
Vorgehensweise:
- Ausgangsbefall anhand der Symptome feststellen
- infizierten Bestand roden
- Sanierungsmaßnahmen durchführen:
- Stilllegung
- Anbau von Nicht-Wirtspflanzen: Fruchtfolge mit hohem Gräser-/Getreideanteil, Anbau von einkeimblättrigen Pflanzen, Unkraut bekämpfen
- Biologische Bodenentseuchung: proteinhaltiges Granulat einarbeiten, Boden wässern und mit spezieller Folie abdecken, Sauerstoff-Gehalt sinkt unter 3 %, Abbau des Pilzes durch anaerobe Mikroorganismen
- Nullkontrolle:
- Anbau des infizierten Bestandes als Nullkontrolle bis die Maßnahmen auf der Sanierungsfläche abgeschlossen sind
- Roden des infizierten Bestandes
- danach: Anbau einer toleranten Sorte
- Bewertungshorizont: mindestens 3 Jahre
Hinweise für Hopfenpflanzer

Hopfengarten mit leichtem Welkebefall
Kontakt: Kathrin Lutz
Tel.: 08442 8640-2335
E-Mail: kathrin.lutz@LfL.bayern.de
Anmeldung von Proben und Probenbegleitschein
E-Mail: mykologie@LfL.bayern.de

Der Rebenabschnitt innerhalb des roten Rahmens zeigt den idealen Rebenabschnitt (Teil der Pflanze/Rebe, ca. 15 cm) zur Probennahme.
Die Probennahme sollte nicht vor dem Auftreten der optisch festzustellenden Welke-Symptome durchgeführt werden. Zeitraum: Juni bis September
Die Auswahl der Pflanzen und der Probe ist der wichtigste Schritt beim Nachweis von Verticillium. Die beprobte Pflanze darf noch nicht abgestorben sein, da andere Pilze und Bakterien ansonsten den Nachweis erschweren oder das Ergebnis negativ beeinflussen können. Die optimale Ausgangspflanze hat bereits Symptome entwickelt, ist aber noch überwiegend lebensfähig. Die Rebe 15 cm oberhalb des Bifangs stellt das beste Ausgangsmaterial dar. Die Rebenstücke (10 bis 20 cm) werden in eine saubere Plastiktüte verpackt und verschlossen. Dabei muss auf möglichst geringen Erdanhang geachtet werden. Der Wurzelstock ist für den Nachweis von Verticillium in der Praxis nicht geeignet.
Die optimale Probennahme erleichtert die Arbeit im Labor immens. Bei Verunreinigungen durch Erde oder Fäulnisvorgängen kann der Verticillium-Pilz überwachsen werden und Sie erhalten eine falsches, negatives Ergebnis.
Beschriften Sie die Proben-Tüte mit den notwendigen Informationen (z. B. Name, Sorte, Datum) und geben Sie mit der Probe einen Probenbegleitschein ab, der Ihre Kontaktdaten (Adresse, Tel. etc.) sowie Details zu Ihrer zu untersuchenden Probe enthält. Dieser Probenbegleitschein kann unter folgendem Link heruntergeladen werden:
Forschung und Arbeiten zu Verticillum-freiem Hopfen
Vorteile der Realtime-PCR-Nachweismethode:
- sehr spezifisch
- ohne Verwechslungsgefahr mit anderen Pilzinfektionen
- Selbst geringste Pilzmengen werden erfasst.
- Simultaner Nachweis von Verticillium nonalfalfae und Verticillium dahliae in einem sogenannten Multiplex-PCR-Lauf. Des Weiteren wird dabei das Funktionieren der PCR-Reaktion stets durch eine sogenannte interne Kontrolle sichergestellt, um "falsch negative" Ergebnisse auszuschließen.
- Ergebnis liegt nach 2 Tagen vor.
Nachteil der Realtime-PCR-Nachweismethode:
- Nachweis beruht auf der vorhandenen DNA, die auch während des Verrottungsvorgangs noch nachweisbar sein kann. Die Realtime-PCR gibt daher keine klare Aussage, ob der Verticillium-Pilz noch infektiös wäre oder bereits abgestorben ist.
Vorteil des Pilz-Wachstumstests auf Selektionsmedium:
- Nachweis von lebendem und infektiösem Verticillium-Pilz
Nachteile des Pilz-Wachstumstests auf Selektionsmedium:
- Geringer Pilzbefall wird nicht erfasst, weil oftmals die langsam wachsenden Verticilliummyzelien von anderen schnell wachsenden Pilzen, die häufig im Hopfen zu finden sind, überwuchert werden.
- Verwechslungsgefahr mit anderen Pilzen
- Erst nach 7 bis 10 Tagen liegt das Testergebnis vor.
Erzeugung von gesunden Hopfen über Meristemkultur
Aus der hitzebehandelten Sprossspitze wird das Meristem herauspräpariert; auf Kulturmedium entwickelt sich daraus ein Hopfenpflänzchen.
Zur Absicherung des virusfreien Zustandes der aus den Meristemen sich entwickelnden Hopfen werden deren Blätter mit der DASELISA-(Double Antibody Sandwich Enzyme Linked Immunosorbent Assay-)Technik bzw. mit der RT-PCR (Reverse Transkriptase Polymerasekettenreaktion) von der Arbeitsgruppe IPS 2c auf die verschiedenen hopfentypischen Viren untersucht.
Regeneration des Meristems in vollständige Hopfenpflänzchen in Flüssigkultur bzw. auf Festmedium. Deutlich schnellere Entwicklung von schönen, vitalen Hopfen durch den Flüssigkulturschritt.
Um den gesamten Prozess deutlich zu beschleunigen, wurden verschiedene Parameter zur Kulturführung erforscht und optimiert. Insbesondere durch den Einsatz des sogenannten RITA®-Flüssigkultursystems wurde die Regeneration der Pflänzchen im Vergleich zur Kultivierung ausschließlich auf mit Agar verfestigtem Kulturmedium gravierend verkürzt. Es entstanden vitalere Pflanzen aus der Meristemkultur, und zugleich konnte die Genotypen-Abhängigkeit der Regenerationsfähigkeit deutlich verbessert werden.
Projektinformation
Projektleitung: S. Euringer
Projektbearbeitung: K. Lutz und Team IPZ 5b
Kooperation:
Erzeugergemeinschaft Hopfen HVG e.G. (Selektionsgärten, Biologische Bodenentseuchung)
AG Züchtungsforschung Hopfen: Dr. E. Seigner, A. Lutz, P. Hager, R. Enders, J. Kneidl und Team
AG Hopfenbau und Produktionstechnik: S. Fuß, A. Schlagenhaufer
Institut für Pflanzenschutz, Mykologie: Dr. P. Büttner
Slovenian Institute of Hop Research and Brewing: Dr. S. Radišek
Laufzeit: 01.06.2017 bis 29.10.2023
Förderung: Gesellschaft für Hopfenforschung e.V.
Förderkennzeichen: 31/599
Projektinformation
Projektleitung: Dr. E. Seigner und A. Lutz
Projektbearbeitung: B. Haugg
Kooperation:
S. Euringer, Hochschule Weihenstephan-Triesdorf / TUM (Februar bis April 2016)
AG Züchtungsforschung Hopfen: P. Hager und R. Enders
Institut für Pflanzenschutz, Virologie: Dr. L. Seigner und Team
Förderung: Wissenschaftliche Station für Brauerei in München e.V. (2015 bis 2017)
Förderkennzeichen: 31/590
Projektinformation
Projektleitung: Dr. E. Seigner (seit Nov. 2015); Dr. S. Seefelder (bis Okt. 2015)
Projektbearbeitung: A. Lutz, P. Hager, R. Enders, J. Kneidl und Team
Kooperationspartner:
Institut für Pflanzenschutz, Virologie: Dr. L. Seigner
Slovenian Institute of Hop Research and Brewing: Dr. S. Radišek
Laufzeit: seit 2008 bis 31.01.2021
Förderung: Erzeugergemeinschaft Hopfen HVG e.G.
Förderkennzeichen: 31/575