SBR-RTD bilaterale Kooperation

Die Zikade Pentastiridius leporinus (Hemiptera: Cixiidae) ist der Hauptüberträger des γ‑3‑Proteobakteriums „Candidatus Arsenophonus phytopathogenicus" (ARSEPH) und zusätzlich in der Lage das Stolbur Phytoplasma „Candidatus Phytoplasma solani“´ (PHYPSO) zu übertragen. Zusammen gelten beide Erreger als Verursacher des „Syndrom basses richesses" (SBR) in Zuckerrüben. SBR ist eine relativ neue und sich schnell ausbreitende Krankheit in Mitteleuropa, die zu hohen Ertragsverlusten insbesondere über verringerte Zuckergehalte führt. Diese negativen Effekte auf den Zuckergehalt wurden vor allem dem γ‑3‑Proteobakterium zu geschrieben. Mit dem verstärkten Auftreten von „Gummirüben“ im Jahr 2023 in Süd- und Ostdeutschland, erscheint nun auch die Infektion mit dem Phytoplasma vermehrt auf den Zuckerrübenfeldern angekommen zu sein und die Problematik der Zikaden-übertragenen Phyto-Bakteriosen zu verschärfen.  

Der Projektpartner SESVanderHave möchte Erkenntnisse über die genetische Basis und den funktionellen Hintergrund der Toleranz-/Resistenzmerkmale gegenüber ARSEPH und PHYPSO in seinem Beta vulgaris-Zuchtmaterial gewinnen. Zuvor durchgeführte Feldversuche mit natürlicher Infektion haben es dem Züchtungsunternehmen bereits erlaubt „quantitative trait loci“ für ARSEPH-Toleranz zu identifizieren. Außerdem wurden erste Toleranzeffekte gegenüber PHYPSO beobachtet, jedoch sind hierfür weitere Selektionsprozesse und Biotestentwicklung unter kontrollierten Bedingungen erforderlich, um einen vergleichbaren Kenntnisstand zu erreichen.

Am Institut für Zuckerrübenforschung wurde bereits ein erster Biotest entwickelt, der mittels im Labor aufgezogener P. leporinus, eine Übertragung von ARSEPH auf Zuckerrübenjungpflanzen unter kontrollierten Bedingungen ermöglicht. Der korrekt durchgeführte Biotest resultiert in einer hohen Infektionsrate, starken SBR-Symptomen, einer Verringerung des Wurzelgewichts und einer hohen Pathogenakkumulation. Dadurch ist es möglich anfällige und tolerante Sorten, in einem Testzeitraum von nur ca. 40 Tagen, zu differenzieren. Aufgrund seiner Übertragung an die Nachkommenschaft kann ARSEPH leicht in der Zucht gehalten werden, während PHYPSO im Gegensatz dazu nicht auf die Nachkommen des Vektors übertragen wird. Vorversuche geben erste Hinweise, dass es möglich sein kann, beide bakteriellen Erreger in der Zucht zu erhalten, allerdings besteht weiterer Anpassungsbedarf zur sicheren Etablierung von PHYPSO in der P. leporinus-Zucht. Vektorpopulationen, die frei von Krankheitserregern sind und ihren Lebenszyklus auf Zuckerrüben vollenden, wurden noch nicht identifiziert. Eine stabile Etablierung entsprechender P. leporinus-Zuchten für den Hochdurchsatz wird angestrebt, um entsprechendes Kandidatenmaterial im Biotest zu untersuchen. Im Anschluss ist eine Testung des von SESVanderHave bereitgestellten Pflanzenmaterials hinsichtlich Resistenzeigenschaften angedacht. Das hierfür benötigte segregierende Material ist bereits verfügbar. Zusätzlich soll die Wirt-Pathogen-Interaktion auf molekularer Ebene wie bspw. Transkriptomanalysen untersucht werden, um Grundlagenwissen zur Wirt-Pathogen-Interaktion zu erlangen.