Morphologische und molekulare Charakterisierung des Pathogens <em>Colletotrichum gloeosporioides</em> an <em>Gaultheria</em> mit dem Ziel der Erschließung von Resistenzquellen

Abstract

Gaultheria procumbens L. ist in der Herbstvermarktung eine der bedeutendsten Zierpflanzen. Die winterharte, mehrjährige und sich über Rhizome bzw. Samen vermehrende Art der Familie Ericaceae kann massiv vom ubiquitär vorkommenden pilzlichen Pathogen Colletotrichum gloeosporioides befallen werden. Hat sich der Erreger einmal im Bestand etabliert, kann dies mitunter zu Totalausfällen führen, in deren Folge die Betriebe den Anbau der Gaultherien aufgeben müssen. Eine Bekämpfung der Mykose stellt sich als besonders schwierig heraus, da das Pathogen latent in der Pflanze vorkommt und Fungizide nur in der juvenilen Phase erfolgversprechend eingesetzt werden können. Ältere Pflanzen erzeugen zudem einen sehr dichten Bestand, sodass das Fungizid nicht mehr an die Stängelbasis gelangen kann, wo das Pathogen hauptsächlich lokalisiert ist. Eine Alternative zum Einsatz von Pflanzenschutzmitteln stellt die Züchtung dar. Mit der Nutzung pflanzengenetischer Ressourcen besteht die Möglichkeit der Entwicklung krankheitsresistenter Formen. Daher lagen die Schwerpunkte dieser Arbeit (1) in der Sammlung, Erhaltung, Vermehrung und Hybridisierung von Gaultheria-Arten, (2) in der Charakterisierung des Pathogens für die Entwicklung eines reproduzierbaren und praktikablen Resistenztests sowie (3) in der Resistenzevaluierung ausgewählter Gaultheria-Arten. Insgesamt konnten 23 der 33 im Gewächshaus kultivierten Gaultheria-Arten erfolgreich auf Anderson-Medium mit Phytohormonzusätzen (9 μM/l Zeatin, 5,7 μM/l Indol-3-essigsäure) als In-vitro-Sprosskultur etabliert werden. Mit Hilfe von 185 Random Amplified Polymorphic DNA Markern erfolgte eine Verwandtschaftsanalyse in der Gattung Gaultheria, die die Basis für anschließende Artkreuzungen bildete. In deren Folge konnten drei interspezifische Hybriden aus G. myrsinoides x G. procumbens gewonnen und molekulargenetisch über RAPD Marker bestätigt werden. In-vitro-Untersuchungen zur Langzeitlagerung von Gaultheria-Pollen machten deutlich, dass Pollen von G. procumbens bei einer dreimonatigen Lagerung bei -20 °C noch bis zu 50 % und bei G. shallon bis zu 70 % keimfähig bleiben kann. Mit zeitlich zunehmender Tiefkühllagerung verringerte sich die Keimrate und ging nach sechs Monaten gegen Null. Hinsichtlich des Pathogens C. gloeosporioides erfolgten Analysen zur Morphologie, Genetik und Virulenz. Anhand der Sequenzanalyse der rDNA-ITS-Region von 30 Isolaten und des Abgleichens der Sequenzen mit veröffentlichten Sequenzen der NCBI Datenbank via BLAST konnte gezeigt werden, dass neben C. gloeosporioides auch C. acutatum an Gaultheria vorkommt. Weiterführende Untersuchungen zum pathogenen Potential ergaben, dass C. acutaum apathogen ist. In einem PCR-basierten Nachweis von C. gloeosporioides aus infiziertem Pflanzenmaterial unter Anwendung von Additiven und Touch-Down-PCR konnten nur unspezifische Amplifikate erzeugt werden. In der Bewertung morphologischer Merkmale wie radiales Myzelwachstum, Koloniefarbe, Myzelstruktur, Setaen- und Konidienmassebildung sowie der Konidienlänge und -breite waren große Differenzen zwischen den 27 untersuchten Isolaten zu beobachten. Es wurden weiterhin Versuche zur Lokalisierung des Erregers an latent befallenen Gaultheria-Trieben durchgeführt mit dem Ergebnis, dass sich das Pathogen hauptsächlich im Wurzelbereich der Pflanze akkumuliert. Diese Resultate bildeten die Grundlage für Substratinfektionsversuche. Inokuliertes Substrat ermöglichte dabei innerhalb von vier Wochen eine Infizierung der Pflanze. Mit den Resistenztestungen über die etablierte Methode der Stängelgrundapplikation konnte eine Art (G. shallon) gegenüber dem hoch virulenten Isolat (P-14) als gering anfällig eingestuft werden. Die Arten G. procumbens, G. pumila und G. hispida reagierten auf das hoch virulente Pathogen mit starken Symptomausprägungen und wurden daher als sehr anfällig eingeordnet.