Ergebnisse von Stichprobenuntersuchungen 2012–2015

Im Zeitraum 2012–2015 wurden am Julius Kühn-Institut (JKI) Stichprobenuntersuchungen auf Virusbefall vor allem an Gemüseerbsen durchgeführt. Hintergrund war das Auftreten einer neuen Viruserkrankung mit Nano­viren im Jahre 2009 (I. Grigoras et al., 2010), deren Verbreitung innerhalb Deutschlands untersucht wurde. Im Probezeitraum wurden symptomtragende Pflanzen mittels ELISA auf das Vorkommen von Enamo-, Luteo-, Polero- Carla-, Nano- und Potyviren untersucht. Dominierendes Virus in den Gemüseerbsen war mit Abstand das Enamovirus Pea enation mosaic virus (PEMV), welches in fast allen Proben zu finden war. Die zweitwichtigste Gruppe stellten die Luteo- und Polero­viren, insbesondere Bean leafroll virus, Turnip yellows virus und Soybean dwarf virus dar. Sie waren in ca. einem Drittel der Proben zu finden. Die Verbreitung von Nanoviren blieb bis 2015 auf das Erstfundgebiet in Sachsen-Anhalt sowie auf die Gemüseerbsenproduktionsgebiete in Sachsen beschränkt, mit jeweils nur wenigen infi­zierten Pflanzen. Eine Untersuchung von Ackerbohnen in Niedersachsen im Jahr 2013 zeigte ein ähnliches Bild. Am häufigsten konnte das PEMV nachgewiesen werden, gefolgt von Luteo- und Polero- sowie in einem geringen Umfang Potyviren; ein Befall mit Nanoviren konnte nicht bestätigt werden. Insgesamt traten jedoch Viruserkrankungen an Ackerbohnen in einem nur geringen Maße auf.

Ergebnisse der Stichprobenuntersuchungen 2016

Ende Juni/Anfang Juli 2016 erreichten das JKI zahlreiche Anfragen von Pflanzenzüchtern, Pflanzenschutzdiensten und Beratern bezüglich symptomtragender Pflanzen in Ackerbohnenbeständen. Es waren Befallsnester mit stark vergilbten und gestauchten Pflanzen beobachtet worden (Abb. 1). Aufgrund der Symptomatik wurde eine Infek­tion mit Nanoviren vermutet. Einem Aufruf zur Proben­einsendung wurde deutschlandweit Folge geleistet, so dass über 460 Proben von Ackerbohnen, Protein- und Gemüse­erbsen bestehend aus gepoolten Einzelpflanzen serologisch auf typische Leguminosenviren getestet werden konnten (Abb. 2). In einem sehr geringen Umfang wurden auch Linsen und Lupinen in die Untersuchungen einbezogen. Wie in den vorherigen Jahren wurde auch 2016 das PEMV in der Mehrzahl der Proben nachgewiesen (Abb. 2). Auch die Gruppe der Luteo- und Polero­viren war in einem guten Viertel der Einsendungen nachweisbar. Darüber hinaus wurde erstmals ein deutschlandweiter Befall mit einem Nanovirus an Ackerbohnen, Erbsen und Linsen registriert (Abb. 2). Weiterführende molekularbiologische Untersuchungen bestätigten, dass es sich bei dem in Deutschland auftretenden Nanovirus um das Pea necrotic yellow dwarf virus (PNYDV) handelte (Y. Gaafar et al., 2016).

Geografische Verbreitung

Nanoviren sind seit langem als Schaderreger an Leguminosen bekannt. Über ihr Auftreten wurde vor allem aus Australien, Asien, dem Mittleren Orient und dem Mediterranen Raum berichtet (H.J. Vetten et al., 2012; H. Ziebell, 2014, 2015). Insbesondere in Nordafrika richteten sie in der Vergangenheit verheerende Schäden bei Ackerbohnen an, mit Ertragsverlusten von 80 bis 90% (K.M. Makkouk et al., 1994; K. Makkouk et al., 2012). Nach dem Erstnachweis eines Nanovirus in Deutschland im Jahr 2009 wurden auch in Schweden, Serbien, Ungarn und Österreich Nanoviren nachgewiesen (I. Grigoras et al., 2014). In Österreich nahmen die Ausbreitung und die Nanovirus-bedingten Ernteausfälle an Gemüse­erbsen in den letzten Jahren insbesondere im Ökolandbau erheblich zu (N. Friedrich, pers. comm., H. Ziebell und N. Friedrich, 2014).

Übertragungswege

Nanoviren werden ausschließlich über Blattläuse, nicht aber mit dem Saatgut übertragen (H.J. Vetten et al., 2012). Bislang konnte die Grüne Erbsenblattlaus (Acyrthosiphon pisum) als Hauptüberträgerin identifiziert werden. Weniger effiziente Vektoren des PNYDV sind die Schwarze Bohnenlaus (Aphis fabae), die Kundebohnenlaus (Aphis craccivora) sowie die Wickenblattlaus (Megoura viciae) (unveröffentlichte Arbeiten). Die Übertragung findet persistent-zirkulativ statt, was bedeutet, dass die Blattläuse mehrere Stunden bis Tage an infizierten Pflanzen saugen müssen, um die Viruspartikel aufnehmen zu können. Die Viruspartikel müssen dann innerhalb der Blattläuse zirkulieren, bevor sie in den Speicheldrüsen akkumulieren und an gesunde Pflanzen abgegeben werden können (A. Franz et al., 1998). Auch PEMV sowie Luteo- und Poleroviren werden persistent-zirku­lativ übertragen. Durch die langen Saugzeiten, die zur erfolg­reichen Infektion notwendig sind, könnte ein rechtzeitiger Insektizideinsatz mit systemischen Mitteln die Infektionskette unterbrechen; eine Option, die dem ökologischen Landbau nicht zur Verfügung steht und im konventionellen Anbau aufgrund der geringen Verfügbarkeit geeigneter Pflanzenschutzmittel sowie auftretender Insek­tizidresistenzen immer schwieriger erscheint. Es ist bislang unklar, ob Nanoviren in Winterformen von Blattläusen (Adulte, Eier) überdauern können.

Wirtspflanzen

Der Wirtskreis von Nanoviren beschränkt sich bislang ausschließlich auf Mitglieder der Familie der Schmetterlingsblütler (Fabaceae). Unter experimentellen Bedingungen wurden zahlreiche Wirtspflanzen identifiziert, wie z.B. Erbse, Ackerbohne, Sommerwicke, Platterbse, Kichererbse, Linse sowie einige Steinkleearten. Als nicht-anfällig gelten bislang Phaseolus-Bohnen, Kuh- und Mungbohnen, Weiß- und Rotklee sowie Lupinen. Es kann aber nicht ausgeschlossen werden, dass es sich hierbei um einen Vektoreffekt handelt, da die Übertragungsversuche bislang ausschließlich mit Acyrthosiphon pisum durchgeführt wurden; diese Blattlausart ist an Erbse und Ackerbohne adaptiert.

Ausblick

Durch veränderte klimatische Bedingungen ist mit einem vermehrten Auftreten von Virusvektoren, vor allem Blattläusen, zu rechnen. Die relativ milden Winter der letzten Jahre sowie die starke Ausweitung des Leguminosenanbaus (Tab. 1) in Deutschland mögen dazu beigetragen haben, dass blattlausübertragene Leguminosenviren ausreichend Vektoren und Wirtspflanzen zur Verfügung hatten, um einen massiven Befall in 2016 hervorzurufen. Für Getreidekulturen wurde in der Vergangenheit bereits ein Zusammenhang zwischen milden Wintern, dem Auftreten von Blattläusen und erhöhtem Virusbefall bestätigt (A. Habekuss et al., 2009a); ein ähnliches Bild ist für blattlausübertragene Leguminosenviren zu erwarten. Die Erfahrungen aus dem nordafrikanischen Raum sowie aus Österreich zeigen, dass sich die Virusproblematik in den kommenden Jahren noch verschärfen kann. Da die Vektorbekämpfung aufgrund der geringen Anzahl zugelassener Pflanzenschutzmittel nur bedingt möglich und im Ökolandbau ohnehin nicht erlaubt ist und virusresistente Sorten von Erbse, Ackerbohne oder anderen Leguminosen nicht vorhanden sind, muss zukünftig mit einem verstärkten Auftreten von Viruserkrankungen an diesen Kulturen gerechnet werden.

Danksagung

Ich bedanke mich bei Petra Lüddecke, Petra Bauer, Angelika Sieg-Müller, Oriana Köhler, Lisa Husmann sowie Yahya Gaafar für exzellente technische Assistenz und Thomas Kühne und Wolfgang Maier für inten­sive Diskussionen.