Arbeitskreis
Biologische Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten

Abstracts der Tagung 2000

In 14 Kurzvorträgen wurden Themen aus verschiedenen Bereichen der Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten mit Mikroorganismen behandelt. In der Diskussion über inhaltliche und organisatorische Fragen bat Prof. Wolf, ihn aus Gründen der Arbeitsbelastung von der Leitung des Arbeitskreises zu entbinden. Zu seinem Nachfolger wurde Dr. E. Koch, BBA Darmstadt und zum 2. Vorsitzenden Dr. J. Hallmann, Uni Bonn, gewählt. Herrn Wolf sei an dieser Stelle für sein Engagement als Arbeitskreisvorsitzender in der Vergangenheit herzlich gedankt. Wegen der fachlichen Nähe der Arbeitsgebiete wurde angeregt, zukünftig den Kolleginnen und Kollegen, die mit entomopathogenen Pilzen und Bakterien arbeiten, die Teilnahme vorzuschlagen. Weiterhin wurde der Wunsch geäußert, neben den schon jetzt teilnehmenden österreichischen Kolleginnen und Kollegen auch die Arbeitsgruppen aus den Niederlanden und der Schweiz einzuladen. Die Mehrzahl der Tagungsteilnehmer sprach sich dafür aus, die Arbeitskreissitzung weiterhin jährlich stattfinden zu lassen. Der Vorschlag, das nächste Mal im Herbst 2001 in Göttingen / Einbeck zu tagen, zeitgleich mit einem dort vorgesehenen Abschlusskolloquium zu einem EU-Projekt über Saatgutbehandlung mit Antagonisten, fand breite Zustimmung. Der genaue Termin wird noch bekannt gegeben.

E. Koch, Darmstadt

Titel der Abstracts:

• Biocontrol of the soft rot pathogens ( Erwinia carotovora and Erwinia chrysanthemi ) with antagonistic bacteria
• Charakterisierung wichtiger chitinolytischer Enzyme von Serratia plymuthica C48
• Prüfung von Antagonisten gegen Fusarium oxysporum f. sp. radicis lycopersici an der Tomate in erdeloser Kultur
• Untersuchugen zur Biologie und antifungalen Aktivität von Mortierelle alpina
• Fusarium oxysporum zur biologischen Bekämpfung von Nematoden: Überprüfung der Apathogenität der verwendeten Isolate mit vegetativer Kompatibilität (VCG)
• Untersuchungen zur biologischen Bekämpfung der durch Mycosophaerella pinodes verursachten Fußkrankheit der Erbse (Pisum sativum L.)
• Endophytische Pilze zur biologischen Bekämpfung von Nematoden an Bananenkulturen
• Erste Ergebnisse zur Wirkung mikrobieller Nutzorganismen in Kombination mit der Elektronenbehandlung gegen samenbürtige Schaderreger an Getreide
• Bedeutung von Collembolen als Antagonisten getreidepathogener Pilze
• Wirkmechanismen ausgewählter Antagonisten gegen Apfelschorf (Venturia inaequalis) unter spezieller Berücksichtigung der Spurenelementversorgung
• Biologische Bekämpfung von Phoma lingam, dem Erreger der Wurzelhals- und Stengelfäule des Rapses, durch den Einsatz bakterieller Antagonisten
• Untersuchungen zur Wirksamkeit von antagonistischen Hefen gegenüber Botrytis cinerea an der Erdbeere
• Bdellovibrio bacteriovorus als Antagonist gramnegativer Bakterien

Biocontrol of the soft rot pathogens ( Erwinia carotovora and Erwinia chrysanthemi ) with antagonistic bacteria

Soft rot bacteria are the main cause of post-harvest decays in many vegetables all over the world. It accounts for over 80% of disorders of several vegetables at transit or in markets where the products are sold. Soft rot of potato caused by Erwinia carotovora is generally thought to be the principal cause of the problem. Biological control by antagonistic agents has been extensively investigated during the past few years,so that it is suggested to be a potential method to control soft rot bacteria in most vegetables especially potatoes. In the first step of our investigations a screening procedure to isolate antagonistic bacteria from the surface of different varieties of German and Egyptian potato tubers were used: the fluid of potato washing peel was streaked on King´s B ( KB ) and Crystal-Violet-Pectin ( CVP ) medium. The antagonistic bacteria were classified according to API20 ( BioMerieux ) and Biolog-System. Antagonists were selected according to the production of inhibtion zones on different media by using chloroform vapor method against Erwinia carotovora subsp.carotovora and Erwinia chrysanthemi. Useful antagonistic bacteria will be tested under glasshouse and field conditions.

Charakterisierung wichtiger chitinolytischer Enzyme von Serratia plymuthica C48

Serratia plymuthica ist ein Rhizobakterium mit antifungischen Eigenschaften, dass sich auch als wirkungsvoller Antagonist von Verticillium longisporum (STARK) KARAPAPA et al. (1997) erwiesen hat. Bei dem Isolat C48 beruht die antifungische Wirkung in vitro auf der Bildung von Chitinasen. Durch den Einsatz von Chitinase-defekten Mutanten in der biologischen Kontrolle der Verticillium Welke an der Modellpflanze Raps (Brassica napus spp. oleifera METZG. SINSK.) wurde gezeigt, dass die chitinolytische Aktivität auch für die Schutzwirkung an der Pflanze verantwortlich ist. Das chitinolytische System von Serratia plymuthica C48 besteht aus mindestens 3 verschiedenen chitinolytischen Enzymen, die chromatographisch aufgereinigt und biochemisch charakterisiert wurden: zwei Endochitinasen (E.C.3.2.1.14) ENDO1 mit einem Molekulargewicht von 60 kDa, einem isoelektrischen Punkt (pI) von 5,0 und einem pH-Optimum von 5,4; ENDO2 mit 56 kDa und pI 4,8 und eine beta-N-Acetylhexosaminidase (E.C.3.2.52) NAG1 mit 96 kDa, pI 6,8, pH-Optimum 6,6 und einem Temperaturoptimum von 43 °C. Das Keimhyphenwachstum von Botrytis cineria wurde in vitro durch NAG1, ENDO1 und ENDO2 (100 µg ml-1) um 24 %, 19 % und 8 % gehemmt.

Prüfung von Antagonisten gegen Fusarium oxysporum f. sp. radicis lycopersici an der Tomate in erdeloser Kultur

Weltweit werden durch Fusarium oxysporum f. sp. radicis lycopersici (FORL) an der Tomate, aber auch an Weizen, Mais und Blumenkohl beträchtliche Schäden verursacht. In den Niederlanden wird davon ausgegangen, dass bis zu 80 % der Regenwasserbecken, die zur Wasserversorgung von erdelos kultivierten Gewächshauskulturen dienen, mit FORL verseucht sind. Damit sind sie Ausgangspotential für eine Kontamination von Tomatenkulturen. Der Befallssgrad an der Tomate wird durch niedrige Temperaturen (< 25°C) und limitierte Lichtbedingungen begünstigt. In Mitteleuropa sind diese Bedingungen insbesondere während der Anzucht in den Wintermonaten gegeben.
Ziel der Untersuchungen war die Selektion bakterieller Antagonisten, die den Erreger FORL unterdrücken. Aufgrund der speziellen Bedingungen in erdeloser Kultur wurden zunächst Isolierungen von bakteriellen Mikroorganismen aus der Rhizosphäre erdelos kultivierter Tomatenpflanzen vorgenommen. Hierbei wurde davon ausgegangen, dass die isolierten Mikroorganismen an diese speziellen Bedingungen adaptiert sind. In Dualkultur (PDA-Medium) erfolgte die Selektion von Antagonisten anhand der antifungalen Wirkung gegen verschiedene Fusarium oxysporum Isolate. Die Prüfung der krankheitsunterdrückenden Wirkung gegen FORL wurde unter Gewächshausbedingungen (20/15°C Tag/Nacht) vorgenommen. Kultiviert wurden die Tomaten (cv. Hildares) in mit FORL (10⁶ Konidien/g) inokuliertem Quarzsand. Einen Tag nach dem Pikieren erfolgte die Behandlung der Sämlinge mit der zu prüfenden Bakteriensuspension (2x10⁸ cfu/Pflanze). Nach einer Kulturdauer von sechs Wochen wurde die Frisch- und Trockenmasse von Sproß und Wurzel bestimmt. In wiederholten Versuchen zeigten die Stämme E22, E23, E26, E28 und FZB44 eine signifikante krankheitsunterdrückende Wirkung.

Untersuchugen zur Biologie und antifungalen Aktivität von Mortierelle alpina

Der Pilz Mortierella alpina gehört zur Gruppe der Zygomycetes. Obwohl diese Art in Böden sehr verbreitet ist, liegen nur spärliche Untersuchungen zu ihrer Biologie vor. Insbesondere ist über die antagonistischen Eigenschaften nur sehr wenig bekannt. In einer an drei Isolaten von M. alpina durchgeführten Untersuchung lag das Temperaturoptimum für das Myzelwachstum je nach Isolat zwischen 20 und 30 °C. Bei 37 °C wurde in keinem Fall Myzelwachstum beobachtet. Die Bildung vegetativer Sporen erfolgte nur auf nährstoffarmen Medien wie Erdextrakt-Agar oder SNA-Medium. Zygosporen wurden nicht gebildet, auch nicht bei Kultivierung der Isolate in Kombination.
Auf Agarnährböden wirkte M. alpina gegenüber verschiedenen phytopathogenen Pilzen antagonistisch. Dabei zeigten die Hyphenspitzen der gehemmten Pilze eine ausgeprägte Lysis. Auf Agarnährmedien, die die entsprechenden Substrate enthielten, schied M. alpina Endocellulase, Endochitinase, ß-1,3-Glukanase und Proteinase aus. Bei Kultivierung im Schüttelkolben in Malzextrakt-Pepton Medium wurden diese Enzyme ebenfalls gebildet, wobei die Proteinase-Aktivität bei allen Isolaten stets am deutlichsten ausgeprägt war. Die zunächst naheliegende Vermutung, dass das oben erwähnte Lysieren der Pilzhyphen durch die Aktivität der untersuchten Enzyme bewirkt wird, ließ sich in weitergehenden Versuchen aber nicht eindeutig bestätigen. In Gewächshausversuchen mit Gurken konnte eine Saatgutbehandlung mit M. alpina den Keimling vor Befall mit den Bodenpilzen Pythium ultimum und Rhizoctonia solani schützen, allerdings war die Wirksamkeit schwach und nicht in allen Versuchen vorhanden.

Fusarium oxysporum zur biologischen Bekämpfung von Nematoden: Überprüfung der Apathogenität der verwendeten Isolate mit vegetativer Kompatibilität (VCG)

Die Bedeutung apathogener Isolate von Fusarium oxysporum zur biologischen Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten und -schädlingen ist seit einiger Zeit bekannt. Zur Zeit werden am International Institute of Tropical Agriculture und der Universität Bonn Isolate von F. oxysporum auf ihr Potential zur biologischen Nematodenkontrolle an Bananen untersucht.
Der Einsatz von F. oxysporum in biologischen Kontrollsystemen hängt entscheidend von ihrer Apathogentität gegenüber der Zielpflanze als auch gegenüber anderen Kulturpflanzen, die üblicherweise in deren Nähe angebaut werden, ab. F. oxysporum ist die wirtschaftlich bedeutendste Fusarium Art, es existieren zahlreiche auf bestimmte Kulturpflanzen spezialisierte Formen, die Welken oder Wurzelfäulen verursachen. Die Mehrzahl der Isolate von F. oxysporum gehört zur Fraktion der saprotrophen und apathogenen Bodenflora und sind morphologisch nicht von pathogenen Isolaten zu unterscheiden. Pathogenitätstests stellen eine Möglichkeit der Einordnung von Isolaten in pathogene oder apathogene Formen dar. Keines der für die Nematodenkontrolle verwendeten Isolate rief Gefäßverbräunungen oder Welkesymptome an den Differentialsorten für die weltweit verbreitete Rasse 1 der forma specialis cubense, dem Erreger der Bananenwelke, hervor. Pathogenitätstests an Tomate und Süßkartoffel bestätigten auch die Apathogenität gegenüber diesen Kulturen. Pathogenitätstest sind allerdings arbeits-, platz- und zeitintensiv, können stark von äußeren Faktoren beeinflußt werden und werden häufig subjektiv bewertet. Eine weitere Möglichkeit der Unterscheidung ist die Gruppierung vegetativ kompatibler Isolate (VCG) von F. oxysporum. Vegetative Kompatibilität wird von sogenannten vic Genen bestimmt und kann zur Identifikation genetisch isolierter Populationen herangezogen werden. Isolate, die vegetativ kompatibel sind, sind demnach genetisch ähnlicher als inkompatible Isolate und teilen üblicherweise auch Eigenschaften, wie z.B. Pathogenität. Die zur Nematodenkontrolle eingesetzten Isolate wurden auf ihre Kompatibilität mit den 25 bekannten VCG Testern von F. oxysporum f.sp. cubense getestet. Mit keinem der Tester konnte eine Kompatibilitätsreaktion beobachtet werden, was die Apathogenität der Isolate bestätigt.
Die Inokulation von Bananen aus Gewebekultur mit Isolaten von F. oxysporum stellt eine vielversprechende Möglichkeit der Nematodenbekämpfung dar. Die Überprüfung der Apathogenität ist eine wichtige Voraussetzung für den Einsatz dieser Isolate und kann mittels vegetativer Kompatibilität überprüft werden. Pathogenitätsteste können durch diese Methode bestätigt oder korrigiert, nicht aber vollständig ersetzt werden, wenn auch die Anzahl der zu überprüfenden Isolate minimiert werden kann.

Untersuchungen zur biologischen Bekämpfung der durch Mycosophaerella pinodes verursachten Fußkrankheit der Erbse (Pisum sativum L.)

Der Pathogen Mycosphaerella pinodes kann als bodenbürtiger Erreger Erbsen im Auflaufstadium massiv schädigen. Grundlagen zur biologischen Kontrolle auf der Basis einer Saatgutbakterisation wurden erarbeitet. Knapp 300 Bakterien wurden aus der Rhizosphäre isoliert, ohne auf bestimmte Fähigkeiten vorzuselektieren. Unter ihnen wurde vorrangig nach Nichthemmstoffbildnern gesucht, da Antibiotikabildner negative Effekte auf symbiontisch lebenden Rhizobien ausüben können. Getestet wurden die Isolate in einem ad planta Prescreening in Anlehnung an Kloepper (1991). In vitro wurde das Hemmverhalten aller Isolate gegenüber M. pinodes sowie deren Chitinase- und 1,3-ß-Glucanasebildung überprüft. Die Hemmstoffbildung, nicht aber die Enzymaktivität korrelierte signifikant mit den Ergebnissen des ad planta Primärscreenings. Die antagonistische Kompetenz der 31 besten Isolate wurde in einem Gefäßversuch im Gewächshaus getestet. Die Resultate des ad planta Screenings und der in vitro Überprüfungen stimmten partiell mit den Gefäßversuchen überein. Jedoch detektierte interessanterweise das ad planta Screening ein anderes Antagonistenspektrum als die in vitro Methoden. Wirkungsgrade bis zu 39% wurden erreicht.
Die besten Isolate wurden als Pseudomonas fluorescens identifiziert. Ähnlichkeiten zwischen diesen Isolaten wurden mit physiologischen und genetischen Methoden analysiert, um Doppelisolate zu erkennen. Die sieben besten Antagonisten konnten in drei voneinander unterscheidbare Cluster eingeteilt werden.
Trotz intensiver Überprüfung in vitro wurden beim Isolat D5 keine diffusiblen Antibiotika gefunden. Siderophoren und gasförmige Substanzen erwiesen sich als wichtige antifungale Faktoren. Die Antagonisten hatten keine Auswirkungen auf verschiedene Rhizobien. Somit konnten - der Zielsetzung dieser Arbeit entsprechend - hemmstoffnegative, vielversprechende Antagonisten ohne schädliche Nebenwirkungen selektiert werden. KLOEPPER, J. W. (1991): Development of in vivo assays for prescreening antagonists of Rhizoctonia solani on cotton. Phytopathology 81: 1006-1013

Endophytische Pilze zur biologischen Bekämpfung von Nematoden an Bananenkulturen

Nematoden sind bedeutende Schädlinge an Bananen und verursachen erhebliche Verluste in der kommerziellen und kleinbäuerlichen Bananenproduktion. Die bedeutendste Nematodenart an Bananen ist Radopholus similis. Diese Art ist weltweit verbreitet und ruft in allen Produktionsystemen Ertragsausfälle durch Schädigung des Wurzelsystems hervor. Symptome reichen von verlängerten Produktionszyklen bis zum Totalverlust durch Umfallen der ganzen Pflanze (toppling). Die Nematodenbekämpfung ist auf Grund der endoparasitären Lebensweise von Radopholus similis, der mehrjährigen Dauer des Bananenanbaus und der besonderen Produktionstruktur in oftmals kleinbäuerlichen Betrieben problematisch. Chemische Bekämpfungsmöglichkeiten sind aus ökologischer Sicht bedenklich und fast ausnahmslos unerschwinglich für Kleinbauern in Entwicklungsländern, die für lokale Märkte produzieren. Darüber hinaus werden einige bedeutende Nematizide in Zukunft nicht mehr zur Verfügung stehen. Da resistente Sorten nur begrenzt verfügbar sind, gewinnt die Suche nach biologischen Bekämpfungsmöglichkeiten sowohl unter ökonomischen als auch ökologischen Gesichtspunkten an Bedeutung. Derzeit stellt gesundes und sauberes Pflanzgut die wichtigste Kontrollmöglichkeit dar. Sauberes Pflanzgut aus Gewebekultur besitzt aber anfänglich den Nachteil, daß es bei hohem Erregerdruck im Feld empfindlicher auf Krankheitserreger und Schädlinge reagiert als konventionelles Pflanzmaterial.
Die Bedeutung verschiedener, aus Bananengewebe isolierter Pilze für die biologische Nematoden-bekämpfung konnte in Topf- und Feldversuchen gezeigt werden. Besonders Isolate von Fusarium oxysporum zeigten Kontrollwirkung gegenüber R. similis. Mit F. oxysporum inokulierte Bananen aus Gewebekultur wurden weniger als Kontrollpflanzen durch R. similis geschädigt und die Reproduktion der Nematoden konnte effektiv vermindert werden. Unter Feldbedingungen ließen sich Kontrolleffekte gegenüber einer weiteren wichtigen Nematodenart, Helicotylenchus multicinctus, noch vier Monate nach Pflanzung feststellen. Der Einsatz von endophytischen Pilzen an Bananen aus Gewebekultur erscheint momentan als eine wirksame und kostengünstige Strategie zur Bekämpfung von Nematoden.

Erste Ergebnisse zur Wirkung mikrobieller Nutzorganismen in Kombination mit der Elektronenbehandlung gegen samenbürtige Schaderreger an Getreide

Als Alternative zur chemischen Beizung wurde die Elektronenbehandlung (e-Beizung) entwickelt. Das Verfahren beruht auf der Nutzung des bioziden Effektes niederenergetischer Elektronen. Die Energie dieser Elektronen ist so zu bemessen, dass bei hinreichender Wirkung gegen die auf und in der Samenschale lokalisierten Erreger der Embryo nicht geschädigt wird. Auf Grund des Wirkprinzips der Elektronenbehandlung werden im Embryo oder Endosperm lokalisierte Erreger wie Fusarium spp. und Ustilago nuda nicht erreicht.
Ein hinreichender Schutz des Samens erfordert deshalb den Einsatz zusätzlicher Behand-lungsmaßnahmen. Da die Samenoberfläche im Ergebnis einer Elektronenbehandlung nahezu steril ist, bietet dieses Verfahren optimale Voraussetzungen für die Anlagerung von mikrobiellen Nutzorganismen.
Die Untersuchungen erfolgten mit Fusarium spp. infiziertem Winterweizen- und U. nuda infiziertem Wintergerstensaatgut im Kleinparzellenversuch. In beide Prüfungen wurden Pflanzenstärkungsmittel auf der Basis von Pseudomonaden, Bacillen und Streptomyces rimosus sowie jeweils ein vorselektierter Stamm von Pseudomonas chlororaphis und Pseudomonas putida einbezogen. Der zudem im Weizenversuch getestete Gliogladium roseum -Stamm IK 726 kam im Gerstenversuchen nicht zur Anwendung. In diesem Versuch wurden hingegen zusätzlich die Pflanzenstärkungsmittel "Protus WG" (Talaromyces flavus) und "Promot WP" (Trichoderma koningii + T. harzianum) geprüft.
Mit wenigen Ausnahmen führte die Anlagerung von Mikroorganismen an das Fusarium spp. infizierte Saatgut zu einer Verbesserung des Auflauf- und Überwinterungsverhaltens.
An nicht elektonenbehandeltes Saatgut angelagerte Bacillus subtilis- Stämme waren über das Maß der zudem geprüften Nutzorganismen hinaus auflauffördernd wirksam. In Kombination mit der Elektronenbehandlung waren Pseudomonaden jedoch in der Lage, diese Wirkung weiter deutlich zu erhöhen.
Der Auflauf von U. nuda infizierter Wintergerste war lediglich durch die Anlagerung von P. putida deutlich erhöht. Dieser auflauffördernde Effekt spiegelte sich zudem noch in einer erhöhten Anzahl ährentragender Halme zu BBCH 75 wider. Die Wirkung dieses Mikroorganismus gegen U. nuda erwies sich jedoch im Vergleich zu den weiterhin geprüften als sehr gering. Effekte gegen den Flugbranderreger waren insbesondere für B. subtilis Präparate und S. rimosus nachzuweisen. Die Ergebnisse sind durch weitere Untersuchungen zu bestätigen.

Bedeutung von Collembolen als Antagonisten getreidepathogener Pilze

Viele der in den Ackerböden lebenden Collembolenarten ernähren sich überwiegend mycophag und können so einen wesentlichen Einfluß auf das Überdauerungs- und Infektionspotential bodenbür-tiger Pilze, u.a. auch pflanzenpathogener Schadpilze, ausüben. In den vorgestellten Untersuchungen wurde ermittelt, in welchem Umfang die von den getreidepathogenen Pilzen Pseudocercosporella herpotrichoides und Fusarium culmorum an Strohresten gebildeten Konidien von den Collembolen abgefressen werden. Da die Primärinfektion der Pflanzen vielfach über Konidien erfolgt, könnte in dem Abweiden der Konidien ein für die Begrenzung des Inokulumpotentials wesentlicher Wirkungsmechanismus dieser Antagonisten liegen.
In Gefäßversuchen im Labor verursachten die vier Collembolenarten Onychiurus fimatus, Heteromurus nitidus, Lepidocyrtus cyaneus und Folsomia candida selbst bei einer durch UV-Licht ausgelösten starken Sporulation der Pathogene auf infiziertem Weizenstroh eine im Vergleich zur Kontrolle signifikante Reduktion der Konidiendichten. Dieser Effekt war sowohl bei dem Fraß der einzelnen Collembolenarten während der Sporogenese als auch nach der Sporulation feststellbar. Auch unter Freilandbedingungen ließ sich von März bis Juni ein deutlicher Einfluß der natürlich auf Weizenschlägen vorkommenden Bodenmesofauna auf die Konidienproduktion an infizierten, künstlich exponierten Weizenstrohresten nachweisen. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Laborversuche waren die Konidiendichten von P. herpotrichoides an Stroh, welches dem Angriff der Bodentiere ausgesetzt wurde, stärker reduziert als die Konidiendichten von F. culmorum. Weitere Laborexperimente zeigten, daß die Zahl und Keimfähigkeit der Konidien während der Passage durch den Darm der Collembolen drastisch reduziert oder ganz eliminiert werden. Die Auswirkungen der Sporophagie auf die Infektion der Weizenpflanzen werden noch weiter untersucht.

Wirkmechanismen ausgewählter Antagonisten gegen Apfelschorf (Venturia inaequalis) unter spezieller Berücksichtigung der Spurenelementversorgung

Angesichts einer vermehrten Beobachtung von Fungizidresistenzen wird die biologische Bekämpfung von Apfelschorf mit mikrobiellen Antagonisten zu einer wünschenswerten Alternative zur Entwicklung neuer Fungizide. Dafür wurden aus einer Kollektion von 250 epiphytischen Isolaten von einer seit 10 Jahren ohne Fungizideinsatz geführten Obstanlage des Alten Landes in Labortests 50 und in Gewächshausversuchen 15 Antagonisten selektiert. (1,2,3). Es sollte geprüft werden, inwieweit das für einzelne bodenbürtige Pilzerkrankungen postulierte Konzept der siderophorvermittelten Konkurrenz um das benötigte Spurenelement Eisen (4) auf die biologische Bekämpfung von Krankheiten in der Phyllosphäre übertragbar ist (5). Die hier gefundenen bakteriellen Antagonisten waren ohne Ausnahme zur Siderophorproduktion unter Eisenmangelbedingungen befähigt. Die Siderophore zweier Pseudomonas-Isolate wurden im 50 mg-Maßstab gewonnen und absorptionsspektroskopisch als Pyoverdin (400 nm) und Pyochelin (250 nm) charakterisiert. Im Gewächshausversuch führte die Applikation dieser beiden Siderophorfraktionen (5 ml, 10 µM pro Apfelsämling) nicht zu einer Suppression von Schorfsymptomen oder meßbarer Reduktion der Konidienproduktion von V. inaequalis. Dieses Ergebnis läßt sich wie folgt erklären: infektiöse Wildkonidien des Apfelschorferregers können, wie über Inductively Coupled Plasma - Atomemissionsspektroskopie (ICP-AES) gemessen, in erheblichem Maße Eisen speichern, die Keimung dieser Konidien wird in Gegenwart beider Siderophore, sogar bei einer Konz. von 100 µM, in vitro nicht eindeutig gehemmt und der Erreger selbst kann Siderophore in höheren Mengen produzieren. Andererseits deutet der klare Chromazurol-S-Nachweis einer Siderophorproduktion in der Waschlösung gesunder Apfelblätter in Abwesenheit von Phytosiderophoren bei Malus darauf hin, daß zumindest ein Teil der Epiflora unter Eisenmangel leidet. Da die siderophorvermittelte Konkurrenz im Falle von V. inaequalis nicht das allein wirksame Prinzip in der biologischen Bekämpfung sein kann, sind andere Wirkmechanismen für die biologische Bekämpfung von Apfelschorf zu evaluieren.

Das Gesamtprojekt wurde zusammen mit Prof. J. Schönherr, Abt. Obstbau des Inst. für Gemüse- und Obstbau der Universität Hannover und Dr. A. Kollar, Biol. Bundesanstalt für Land- und Forst-wirtschaft, Inst. für Pflanzenschutz im Obstbau durchgeführt, und von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt, Osnabrück, unterstützt. Lit.: (1) Fiss, M., Kucheryava, N., Schönherr, J., Kollar, A., Arnold, G., Auling, G. 2000. Z. PflKrankh. PflSchutz 107 (1): 1-11. (2) Kucheryava, N., Fiss, M., Auling, G., Kroppenstedt, R. M. 1999. System. Appl. Microbiol. 22: 472-478. (3) M. Fiss. Diss., Univ. Hannover, in Vorb. (4) Lindow, S. E., Wilson, M. 1999: Manual of Industrial Microbiology and Biotechnology. pp. 642-650, ASM Press, Washington, D. C. (5) G. Winkelmann. 2000. Dipl., Univ. Hannover.

Biologische Bekämpfung von Phoma lingam, dem Erreger der Wurzelhals- und Stengelfäule des Rapses, durch den Einsatz bakterieller Antagonisten

Durch die enorme Ausweitung der Winterrapsanbaufläche in der BRD konnten einige Krankheiten, unter anderem die durch Phoma lingam hervorgerufene Wurzelhals- und Stengelfäule des Rapses, zunehmend an Bedeutung gewinnen.
Im Sommer 1998 wurden von der Rhizosphäre verschiedener Pflanzen 109 Bakterien- und 19 Pilzisolate mit einer antagonistischen Wirkung gegen Phoma lingam (Isolate IBCN 66, R1G4, NA21) isoliert. Nach einer weiteren Prüfung der Hemmwirkung gegen verschiedene pilzliche Pathogene und auch Bakterien sowie dem Nachweis potentieller Wirkungsmechanismen, der Bildung von Siderophoren und hydrolytischen Enzymen (Chitinasen, Glucanasen), wurden schließlich 18 Isolate für die Untersuchungen zur biologischen Bekämpfung der Pathogene an der Pflanze im Gewächshaus ausgewählt.
Die ad planta Wirkung der Antagonisten gegen Phoma lingam wurde 1999 zu drei Terminen getestet. Um eine schnelle Vorselektion der Bakterien zu erhalten wurden 6-7 Tage alte Keimlinge der anbauüblichen Rapssorte `Express´ als Versuchspflanzen verwendet. Alle getesteten Bakterienisolate waren in der Lage, den Pflanzenbefall mit Phoma lingam zu unterdrücken, wobei mit den Isolaten Pseudomonas fluorescens Gö2I, Kar1 und RII2, Bacillus sp. HA3e, Bacillus circulans Kom1 und Kom19 Wirkungsgrade von 50 bis 80% erzielt wurden. Zur Befallsquantifizierung wurde zuvor ein DAS-ELISA entwickelt. Die weiteren Untersuchungen sehen einen Einsatz der Antagonisten an Raps im BBCH Stadium 14/15 vor.

Untersuchungen zur Wirksamkeit von antagonistischen Hefen gegenüber Botrytis cinerea an der Erdbeere

Von verschiedenen Teilen der Erdbeerpflanze (Frucht, Blatt und Blüte) isolierte Hefen wurden in mehreren Tests hinsichtlich ihrer antagonistischen Wirkung auf B. cinerea geprüft. Der Einfluß auf die Konidienkeimung und das Keimschlauchwachstum von B. cinerea wurde in wässeriger Erdbeerfruchtsuspension (1 % Erdbeermus) nach 6 und 24stündiger Versuchslaufzeit gemessen. Das Isolat 24841 erwies sich in diesen Tests als sehr wirksam. Die Keimungsrate der Konidien war im Vergleich zur Kontrolle nach 6 Stunden um 57 % und nach 24 Stunden um 15 % reduziert. Noch deutlicher war das Keimschlauchwachstum gehemmt, nach 6 Stunden um 66 % und nach 24 Stunden um 43 %.
In Versuchen auf abgetrennten Erdbeerblattstücken zählten die Isolate 23761 und 11471 zu den besten. Nach der Behandlung der Blattstücke mit der Zellsuspension (Zelldichte: 5x10⁷ je ml) und anschließender Inokulation mit einer Konidiensuspension von B. cinerea (Konidiendichte: 1x10⁴ je ml) war die Konidiophorendichte des Schadpilzes nach einwöchiger Inkubation bei 20°C um 29 % bzw. 27 % reduziert. Wurden die Blattstücke bei einer Temperatur von 10°C inkubiert, so zeigte sich bei einigen Hefen eine deutlich bessere Wirksamkeit. Die Anwendung der Antagonisten im Freiland wurde im Jahre 1997 als Zellsuspension unter Zusatz von Formulierungshilfsstoffen [Xanthan (Keltrol F®; 0,02 %), Alginat (Manucol DH®; 0,1 %) und Cellulose (0,5 %)] vorgenommen. Die Behandlung der Erdbeerpflanzen mit dem Antagonistenpräparat führte bei den Isolaten 11471 und 23761 zu einer Reduktion des Befalls durch B. cinerea an reifen Früchten um 45,5 % bzw. 22,7 % im Vergleich zur Kontrolle mit Formulierungshilfsstoffen.

Bdellovibrio bacteriovorus als Antagonist gramnegativer Bakterien

Bdellovibrio bacteriovorus (B.b.) gehört zu den räuberisch lebenden Mikroorganismen. Durch B.b. werden vor allem gramnegative Bakterien degradiert, die an zahlreichen Standorten in verschiedenen Lebensgemeinschaften zusammenleben. B.b. kommen sowohl im Boden, in Gewässern als auch im Magen-Darm-Trakt von Menschen und Tieren sowie deren Abprodukten vor. Sie sind am Stoffkreislauf der Natur und somit an der Aufrechterhaltung des ökologischen Gleichgewichts beteiligt.
B.b. befallen gramnegative Bakterien in der statischen Wachstumsphase, dringen durch bohrende Bewegung und enzymatischen Abbau der Wirtszellwand in den periplasmatischen Raum ein und können bei einem durchschnittlichen Wachstumszyklus von 3 h die Wirtszelle von innen degradieren, d.h. lysieren.
Auch in Pflanzenpathogenen wachsen B.b. und können deshalb als potentielle Möglichkeit einer ökologischen Bekämpfungsstrategie angesehen werden. In unseren ersten Untersuchungen zur Degradierung von Pantoea spp. und Erwinia spp. konnten die Ausgangskeimzahlen von ca. 10⁹/ml auf unter 10⁵/ml gesenkt werden. Bekämpfungsstrategien mit Stämmen dieser Erregergruppe erscheinen so möglich.