Erarbeitung von wissenschaftlichen Ansätzen zur biologischen Kontrolle der Rebenperonospora und für Strategien zu deren Regulierung im ökologischen Weinbau

Im ökologischen Weinbau sind Alternativen für Kupfer zur Bekämpfung der Rebenperonospora dringend erforderlich. Verfahren zur biologischen Bekämpfung sind erwartungsgemäß dann am erfolgreichsten, wenn sie an einer Schwachstelle des Erregers ansetzen. Zur Charakterisierung von Schwachstellen im Infektionszyklus der Rebenperonospora (Plasmopara viticola) wurden mikroskopische und zellbiologische Untersuchungen durchgeführt. Dabei konnten die einzelnen Phasen des Zyklus dargestellt und ihr zeitlicher Ablauf ermittelt werden. Schwachstellen wurden vor allem während des Infektionsprozess vor dem Eindringen des Erregers in die Pflanze gefunden. In dieser Phase liegen Zoosporen vor, die sehr empfindlich auf natürliche Hemmstoffe reagieren. Die cytologischen Untersuchungen wiesen auf die bedeutende Rolle des Zytoskeletts während des Schwärmvorgangs der Zooosporen, deren Anlagerung an die Spaltöffnung und bei der Ausbildung einer Penetrationshyphe hin. Dieser Vorgang kann ebenfalls durch Naturstoffe inaktiviert werden. Es wurden Testsysteme erarbeitet, mit deren Hilfe Naturstoffe und anorganische Verbindungen auf ihre hemmende Wirkung gegenüber Plasmopara viticola untersucht werden können. Die Testsysteme erlauben einen Quantifizierung der Hemmwirkung und ermöglichen die Prüfung von Substanzen in größerem Umfang. Schwerpunkt der Suche nach potentiellen Hemmstoffen waren Substanzen aus dem Sekundärstoffwechsel der Pflanze und Bestandteile von tierischen und bakteriellen Membransystemen. Von den pflanzlichen Substanzen erwies sich die Stoffklasse der Sesquiterpenlactone als äußerst interessant. Einige Bausteinen von pilzlichen und bakteriellen Membransystemen sind erfolgversprechend. Aufgrund der Arbeiten zum Zytoskelett zeigte sich, dass Calcium- und Magnesium-Verbindungen potentielle Hemmstoffe sein können. Hier bereitet die Wasserlöslichkeit noch einige Schwierigkeiten für die praktische Anwendung. Für die Registrierung von Präparaten zur biologischen Bekämpfung der Rebenperonospora wurde ein Prüfschema vorgeschlagen, das eine Differenzierung in Hemmstoffe, die auf den Erreger einwirken, und in Resistenzinduktoren („Pflanzenstärkungsmittel“) ermöglicht

Reduzierung kupferhaltiger Pflanzenschutzmittel im ökologischen Weinbau: Untersuchungen zu innovativen Kupferformulierungen mit hohem Reduktionspotential und Entwicklung von Strategien zu deren gezielter Anwendung gegen die Rebenperonospora

Kupfer ist ein vor allem in der ökologischen Landwirtschaft und dort viel in Sonderkulturen eingesetztes Pflanzenschutzmittel. Gerade in großflächigen Sonderkulturen wie Wein, Apfel oder Hopfen wird Kupfer im ökologischen Anbau gegen spezifische Krankheitsbilder erfolgreich eingesetzt: z.B. den Falschen Mehltau des Weins bzw. des Hopfens und den Erreger des Apfelschorfs (Venturia inequalis). Der Einsatz von Kupfer als Pflanzenschutzmittel führt zu einer Anreicherung dieses Schwermetalls in den Böden. In Weinbergsböden wurde gezeigt, dass die Belastung Auswirkungen auf alle im Boden lebenden Organismen (Bodenzönose) und auch Kleinsäuger und Vögel haben kann. Große Kupfermengen führen zu einer reduzierten Biodiversität, was dem ökologischen Gedanken direkt entgegensteht. Das Problem wird dadurch verstärkt, dass es im ökologischen Bereich kaum eine Alternative zum Einsatz von Kupfer gibt. In unserem Projekt wurden im Laufe von drei Jahren mehrere unterschiedliche Kupfersalze und auch etliche formulierte Kupferpräparate (mikroverkapseltes Kupfer) an Weinreben getestet um ihr Kupferminimierungspotential zu erforschen. Unsere Versuche haben gezeigt, dass man um eine optimale Wirksamkeit von Kupfer gegen den Falschen Mehltau (Plasmopara viticola) der Weinrebe zu erreichen, eine hohe Verfügbarkeit von Kupferionen, durch beispielsweise leicht lösliche Stoffe wie Kupfersulfat, mit einer guten Blatthaftung kombinieren muss. Eine Mikroverkapselung ist ein Weg dies zu erreichen. Für unsere Versuche hat die Firma Agrolytix GmbH, Erlangen, ein mikroverkapseltes Präparat auf Kupfersulfatbasis hergestellt, die sogenannten CuCaps. Hierbei wurde das Kupfersulfat in Fett verkapselt. Im Jahr 2012 hatte das Präparat alle Voraussetzungen erfüllt, in die nächste Testphase zu gehen. Anfang 2013 hat die Firma Agrolytix GmbH die Freisetzungskinetik des Kupfersulfats aus den Kapseln optimiert, so dass eine langanhaltende Wirkung auf den Blättern erreicht wurde. Entsprechend wurde dieses Präparat unter Praxisbedingungen im Staatsweingut Freiburg am Standort Blankenhornsberg getestet. Hierbei konnte nachgewiesen werden, dass das Präparat CuCaps an Weinblättern eine äquivalente Wirkung zum verwendeten Referenzprodukt (Cuprozin progress) hatte und selbst in einer geringeren Aufwandmenge von etwa 1.2 kg Kupfer pro Hektar und Jahr noch gute Wirksamkeit zeigte. Zusätzlich erwies sich, dass das mikroverkapselte Präparat signifikant besseren Schutz vor Neuinfektionen an Gescheinen und Trauben bot, als das kommerziell erhältliche Vergleichsprodukt. In Laborexperimenten zeigte das Prüfpräparat sehr gute Haftungseigenschaften und Abwaschstabilität. Während des BÖLN-Projekts wurden weitere Anwendungspartner aus unterschiedlichen landwirtschaftlichen Bereichen geworben: einerseits Dr. Christian Scheer vom Kompetenzzentrum Bodensee, andererseits Dr. Florian Weihrauch von der Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL). Beide setzten die CuCaps im Rahmen von Kupferminimierungsversuchen im Apfel- respektive Hopfenanbau ein und stellten ihre positiven Ergebnisse unter anderem auf dem Kupferfachgespräch in Berlin vor (2012/2013). Dies zeigt, dass wir mit den CuCaps dazu beitragen könnten im gesamten ökologischen Landbau die ausgebrachten Kupfermengen weiter zu minimieren. Zusätzlich wurden während der Projektlaufzeit unterschiedliche Misch- und Ersatzstoffe für Kupfer getestet. Bei diesen Experimenten wurde festgestellt, dass die Ausbringung von Kupfer zusammen mit Netzschwefel eine verbesserte Wirkung gegen P. viticola mit sich bringt. Außerdem fanden wir eine transiente Wirkung von Hopfenextrakt auf den Falschen Mehltau der Weinrebe. Auch das in Kooperation mit der Tumorbiologie Freiburg entwickelte Hexadecylphosphocholin wurde im Rahmen des Projektes untersucht und unter Freilandbedingungen geprüft und es zeigte dort sehr gute Wirksamkeit gegen den P. viticola. Wir betrachteten im Projektverlauf auch etliche andere Naturstoffe, die in Voruntersuchungen mit Essigsäurebakterien Wirksamkeit zeigten, von denen aber keines eine gut reproduzierbare Wirkeffizienz in Blattscheibenessays hatte. Folglich wurden diese nach der ersten Prüfung nicht weiter im Projektverlauf untersucht. Alles in allem stehen am Ende dieses Projekts mit den CuCaps ein Präparat, das, weiter entwickelt, den Eintrag von Kupfer in den Boden von Sonderkulturen verringern könnte, und drei potentielle Kupfermisch- oder Ersatzstoffe (Netzschwefel, Hopfenextrakt, HePC), deren Wirkungsweise und generelle Wirksamkeit weiter untersucht werden sollten

Evaluation of downy mildew resistance in various accessions of wild Vitis species

107 accessions of 21 species from America and East Asia were investigated for resistance to downy mildew, Plasmopara viticola, by the leaf disc test. The species, Vitis rotundifolia, munsoniana and yenshanensis showed resistance in all accessions investigated (rating 1.0). Vitis cinerea, palmata and shuttleworthii can be rated as moderate resistant (rating 1.1 - 1.9). In V. candicans, doaniana, piasezkii, riparia, rubra and tiliifolia resistant as well as susceptible accessions were observed. In V. acerifolia, aestivalis, amurensis, champinii lanata, rupestris, solonis, vinifera and vulpina all accessions showed susceptibility to the fungus, the rating varied from 1.1 to 7.2

Water regime and its possible impact on expression of Esca symptoms in Vitis vinifera: growth characters and symptoms in the greenhouse after artificial infection with Phaeomoniella chlamydospora

Impact of abiotic factors has been recently discussed in grapevine trunk diseases such as Esca. Emphasis of the present study lies on the relation between different water regime ("normal" and "stress") on one side and growth characters as well as Esca-related wood symptoms on the other side. Trials were conducted in the greenhouse with cuttings of the cultivars 'Müller-Thurgau' and 'Riesling', part of which artificially infected with Phaeomoniella chlamydospora. During a 12 month incubation period the following characters were evaluated: shoot length, weight of stem, expression of wood symptoms, and survival rate of plants. For evaluation of wood symptoms a numerical system was developed that is applied here for the first time. The obtained results indicate that water supply plays a statistically significant role, with plants under "stress" regime shown to be more affected. No strict spatial correlation was found to exist between wood symptoms and physical presence of the pathogen

Different susceptibility of European grapevine cultivars for downy mildew

Downy mildew, caused by the obligately biotrophic peronosporomycete Plasmopara viticola, is one of the most destructive of grapevine diseases that occurs worldwide. The classical cultivars of Vitis vinifera, up to date utmost important for wine and table grape production, are all susceptible to P. viticola, resulting in severe epidemics under warm and humid conditions. The aim of our present study was to characterize the susceptibility to infection by P. viticola among different grapevine cultivars grown in European vineyards in comparison to resistant Vitis species. For this purpose we inoculated leaf discs, leaves and whole plants of eight V. vinifera cultivars considered to be susceptible ('Albariño' [Clone1, Clone2 and Clone3], 'Tempranillo', 'Touriga Nacional', 'Riesling', 'Pinot Noir', 'Pinot Blanc', 'Müller-Thurgau' and 'Cabernet Sauvignon') with P. viticola under controlled conditions. Four Vitis genotypes with a distinct degree of resistance to P. viticola (V. riparia, V. rupestris, V. amurensis and the hybrid Vitis x vinifera 'Solaris') were used as resistant and partially resistant references. To assess the degree of susceptibility we scored the disease incidence and severity visually and microscopically analyzed the course of host tissue colonization by the pathogen. The microscopical studies indicated even slight differences in the infection rate, the course of host tissue colonization and the parasitation i.e. haustoria formation, among the V. vinifera cultivars. The obtained data were suitable for statistical analysis that showed significant differences in the assessed parameters among the V. vinifera cultivars. The principal component analysis (PCA) of the data revealed three groups of susceptibility:genotypes which are little susceptible, e.g. 'Cabernet Sauvignon', 'Pinot Blanc', 'Pinot Noir', 'Müller-Thurgau' and 'Riesling';a second group formed by those genotypes which are very susceptible, i.e. the two clones of 'Albariño' (the most susceptible of all) and 'Tempranillo'; anda third group comprising the genotypes used as resistant and partially resistant references (V. riparia, V. rupestris, V. amurensis and the hybrid Vitis x vinifera 'Solaris').Within the first group 'Cabernet Sauvignon' formed a subgroup indicating a very low susceptibility to P. viticola. In this work, for the first time the visual assessment of disease incidence and severity with a microscopical analysis of infection intensity, colonization of host tissue and parasitation to discriminate differences in susceptibility of European V. vinifera cultivars for P. viticola was combined.

Fungi associated with Esca disease of grapevine in Germany

Esca disease of grapevine is gaining increasing importance in Central European wine-growing countries. Several fungi, all of which are wood-inhabiting, were found to be associated with the disease. The taxa thought to act as main causal agents are the basidiomycete, Fomitiporia mediterranea, and, less frequently, the deuteromycetes, Phaeomoniella chlamydospora and Phaeoacremonium aleophilum. In addition, the species Eutypa lata, Phomopsis viticola, Botryosphaeria obtusa, and Cylindrocarpon destructans were isolated from Esca-affected vines. These species have been described in a standardized style and information is provided on taxonomy, cultured mycelium, microscopical characters, nuclear behaviour, as well as restriction and sequence data of ribosomal DNA

Erratum

The influence of temperature during the development of conidia on the germination of Uncinula necatorVitis 34(1), 63-64 (1995

Elimination of grapevine leafroll associated virus type I in Vitis vinifera cv. Lemberger

Research Not