Untersuchungen zur Resistenz von Kartoffeln gegenüber Helminthosporium solani, dem Erreger des Silberschorfs, sowie dessen Übertragung von Mutter- auf Tochterknollen

Abstract

Die Kartoffel zählt neben Getreide zu den zwei wichtigsten Grundnahrungsmittel in Europa. Die Bedeutung der Kartoffelkrankheit Silberschorf, hervorgerufen durch Helminthosporium solani (Dur. et Mont.), hat in den letzten 10 Jahren stark zugenommen. In Extremfällen kann es durch die Krankheit zu Verlusten von bis zu 80% der geernteten Ware wegen Qualitätsverlust kommen. Die Bekämpfung des Erregers stellt sich als äußerst schwierig dar. Weder pflanzenbauliche Maßnahmen noch der Einsatz von Fungiziden ist aufgrund von Resistenzen des Pilzes gegen die verfügbaren Wirkstoffe erfolgreich. Der vielversprechendste Weg zur Bekämpfung des Silberschorfs ist die Züchtung resistenter Kartoffelsorten. Erstes Ziel der Doktorarbeit war es, die Anfälligkeit verschiedener Kartoffelsorten auf H. solani zu ermitteln. Dabei sollte der Einfluss äußerer Faktoren wie Klima, Witterung oder Boden berücksichtigt werden. In dieser Arbeit wurde ein Standartsortiment von 12 Kartoffelsorten mit definierter Anfälligkeit erstellt. Es konnten keine resistenten Sorten gefunden werden. Alle Kartoffeln zeigten eine sortenabhängige Anfälligkeit gegen Silberschorf. Die Anfälligkeit variierte von stark anfälligen bis wenig anfälligen Sorten. Dabei hatten äußere Faktoren kaum einen Einfluss. Die Unterschiede in der Anfälligkeit blieben sortenspezifisch an den verschiedenen Standorten, zwischen den verschiedenen Jahren, im Gewächshaus sowie im Lager bestehen.Zweites Ziel der Arbeit war die Untersuchung der Ursachen der unterschiedlichen Anfälligkeit der Sorten (Resistenzfaktoren). Der in der Literatur beschriebene Zusammenhang zwischen Anfälligkeit und Schalendicke konnte nicht bestätigt werden. Auch die Schalenbeschaffenheit scheint keinen Einfluss zu haben. Ein weiterer untersuchter Parameter ist der Einfluss phenolischer Substanzen in der Kartoffelschale. Verschiedene Methoden zur Extraktion von Phytoalexinen sowie Ligninen und dessen Vorstufen aus Kartoffelschalen wurden getestet für eine quantitative photometrische Messung und qualitative HPLC-Analysen. Ein Einfluss phenolischer Komponenten auf die Anfälligkeit konnte nicht festgestellt werden. In wieweit dies auf die für Kartoffelschalen möglicherweise ungeeigneten Extraktionsmethoden zurückzuführen ist, ist unklar. Weiterhin wurde gezeigt, dass verschiedene Böden eine suppressive Wirkung auf die Keimung der H. solani Konidien haben. Es wurde ermittelt, dass bestimmte Kartoffelsorten diese Keimsuppression durch einen noch unbekannten Mechanismus teilweise wieder aufheben können. Die Keiminduktion stand in direkter, signifikanter Beziehung zu den Anfälligkeiten der Sorten. Zur Erforschung der Ursachen wurden Zuckeranalysen durchgeführt. Es konnte keine Beziehung zwischen Zuckergehalt und Keimförderung gefunden werden.Drittes Ziel der Arbeit war die Erforschung des Übertragungswegs des Pilzes von Mutter- auf Tochterknollen im Boden. Es wurde gezeigt, dass der passive Transport der Konidien im Boden mittels Wasser nur eine untergeordnete Rolle zu spielen scheint. Eine direkte Übertragung des Pilzes durch aktives Mitwachsen in den Stolonen wurde mittels PCR-Analysen nachgewiesen. In Stolonenproben befallener Knollen verschiedener Sorten konnte H. solani gefunden werden. Die direkte Übertragung über Stolonen scheint somit nicht nur möglich zu sein, sondern auch eine wichtige Rolle zu spielen. Eine systemische Ausbreitung des Pilzes wurde durch negative Ergebnisse in PCR-Untersuchungen der Leitbündel befallener Knollen ausgeschlossen.