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Viruskrankheiten der Kartoffel
maladies à virus de la pomme de terre (franz.); potato virus (engl.)
- Strichelkrankheit / Tabakrippenbräune / Mosaikvirus / Kartoffelvirus Y / Y-Virus; virus Y; potato virus Y (PVY)
- Blattroll-Virus; enroulement de la pomme de terre; potato leafroll virus (PLRV)
- A-, M- S- und X- Virus
- ABC Virus
wissenschaftlicher Name: PVY, PLRV, PVA-, PVM-, PVS- und PVX- Virus, ABC Virus
Taxonomie: PVY: Potyviridae, Potyvirus; PLRV: Luteoviridae, Polerovirus
Das Y-Virus und das Blattrollvirus sind die wirtschaftlich wichtigsten Viruserkrankungen der Kartoffel. A-, M- S- und X- Virus sind weniger häufig. Viruskrankheiten verursachen grosse Ertragsausfälle und Qualitätsverluste. Blattläuse sind die wichtigsten Überträger von Kartoffelviren. Einige Viren können auch mechanisch übertragen werden. Nach einer Infektion von gesunden Pflanzen (Primärinfektion) wandern die Viren in die Knollen. Aus infizierten Knollen entwickeln sich Pflanzen (Sekundärinfektion) mit typischen Schadsymptomen: leichtes bis schweres Mosaik, tütenförmiges Einrollen der Blätter, Zwergwuchs und andere. Je nach Virenart, Virusstamm und Kartoffelsorte treten verschiedene Krankheitssymptome auf.
Kartoffelvirus Y oder Mosaikvirus
Das Kartoffelvirus Y (PVY) ist eines der wirtschaftlich bedeutendsten Pflanzenviren der Kartoffel weltweit. In Deutschland und der Schweiz ist das PVY das weitaus wichtigste Virus im Rahmen der Pflanzkartoffelanerkennung. Ein Befall hat einen negativen Einfluss auf den Ertrag und die Qualität. Je nach Virusstamm, Kartoffelsorte und Witterung variieren die Krankheitssymptome von leichtem bis schwerem Blattmosaik. Das Kartoffelvirus Y wird auf nicht persistente Art durch Blattläuse übertragen. Durch die Verwendung von gesundem, anerkanntem Pflanzgut können Verluste durch Viren verhindert werden.
Abb. 1. Y-Virus an Kartoffeln: leichtes bis schweres Blattmosaik
Abb. 2. Links gesunde, rechts mit Y-Virus befallene Kartoffeln
Symptome
Abhängig vom Virusstamm, der Kartoffelsorte und der Witterung sehen die Schadsymptome an den Kartoffelpflanzen sehr unterschiedlich aus: Die Kartoffelpflanzen zeigen schweres bis leichtes Mosaik oder gar keine Symptome (Abb. 1, 2 und 3). Als Mosaik wird eine abwechselnd hell- und dunkelgrüne Scheckung der Blätter bezeichnet.
Die auffälligsten Symptome von Primärinfektion durch PVY0 sind punktförmige bis strichelartige braunschwarze Nekrosen auf der Blattunterseite (Tintenspritzer) (Abb. 3). Sekundärinfektionen durch PVY0 äussern sich in Zwergwuchs, starkem Mosaik, später in rauen gewellten Blättern und in Nekrosen an Blättern und Stängeln.
Infektionen durch PVYN verursachen leichte bis schwere mosaikartige Symptome.
PVYNTN verursacht neben einem Blattmosaik und Blattkräuselungen auch Ringnekrosen an den Knollen (Abb. 4). Im Gegensatz zum Tabak-Rattlevirus (Pfropfenbildung) sind aber nur die oberflächennahen Schichten betroffen.
Abb. 4. Ringnekrosen an Kartoffelknollen verursacht durch das Virus PVYNTN
Pathogen
PVY ist ein Pflanzenvirus aus der Familie Potyviridae. Die Viren sind gewunden, stäbchenförmig, 700-900 nm lang und 11 nm breit (Stevenson et al. 2001). Das PVY besteht aus einem einzelsträngigen RNA-Genom (Länge 9.5 kb). Es kommen verschiedene Virusstämme vor: PVY0 (ursprünglicher Virusstamm), PVYN (tobacco veinal Necrosis strain oder Tabakrippenbräune), PVYNTN (NTN = new tuber necrosis), PVYN WILGA.
In infizierten Pflanzenzellen können mit dem Elektronenmikroskop windradförmige Einschlüsse (sogenannte pinwheels) nachgewiesen werden. Sie sind typisch für Potyviren.
Lebenszyklus
Das Kartoffelvirus Y wird hauptsächlich durch Blattläuse übertragen. Die grüne Pfirsichblattlaus (Myzus persicae) und die Kreuzdornlaus (Aphis nasturtii) sind die wichtigsten. Daneben kommen mehr als 25 Blattlausarten ebenfalls als Vektoren in Frage (Stevenson et al. 2001). Das Kartoffelvirus Y ist ein nicht persistentes Virus. Das heisst, die Blattläuse können die Viren bereits bei Probeanstichen auf potentiellen Wirtspflanzen aufnehmen. Die Viren bleiben an den Stechborsten des Nahrungskanals hängen und werden sehr schnell auf andere Pflanzen verbreitet. Die Blattläuse bleiben aber nur kurze Zeit ansteckend. Die Viren werden unter anderem durch UV-Licht zerstört. Spätestens bei der Häutung der Tiere geht das Virus verloren.
Geflügelte Blattläuse können die Viren über grössere Distanzen verbreiten.
Eine mechanische Übertragung des PVY von kranken auf gesunde Pflanzen ist ebenfalls möglich. Ein Kontakt von Pflanzenteilen genügt für die Übertragung. Das PVY kann über den Saftstrom von Knolle zur Knolle übertragen werden. Einmal übertragen, vermehren sich die Viren in den Pflanzenzellen.
Wirtspflanzen
Neben den Vertretern der Nachtschattengewächse (Kartoffeln, Tomaten, Tabak) werden auch Pflanzenarten aus der Familie Chenopodiaceae (Zuckerrüben), und Fabaceae (Leguminosae) befallen.
Bekämpfung
Anbau von Pflanzkartoffeln:
- Gesundlagen bevorzugen: windoffene Lagen, räumlich getrennt von Feldern mit Konsumkartoffeln
- Ausgangspflanzkartoffeln müssen frei von Viren sein
- vorgekeimte Knollen setzen
- früher Pflanztermin
- Durchwuchskartoffeln vernichten
- mehrmaliges Entfernen von sekundär infizierten Stauden
- eine frühzeitige Krautvernichtung verhindert eine Virusverlagerung aus dem Kraut in die Knollen
- Blattlausbekämpfung mit Insektiziden
- frühe Ernte
Konsumkartoffeln:
- Verwendung von virusfreien (zertifizierten) Pflanzkartoffeln: sekundär infizierte Kartoffeln vermindern den Ertrag
- wenig anfällige Sorten anbauen (Schwärzel et al. 2016)
Blattrollvirus
Das Blattrollvirus (PLRV) ist der Erreger der Blattrollkrankheit. Das Virus kommt weltweit vor und verursacht Ertrags- und Qualitätsverluste. Das PLRV wird von Blattläusen dauerhaft übertragen (persistente, zirkulative Viren): Hat die Blattlaus einmal das Virus aufgenommen, bleibt sie das Leben lang Virusüberträgerin. Durch die Verwendung von gesundem, anerkanntem Pflanzgut können Verluste durch Viren verhindert werden.
Abb. 5. Krankheitssymptome des Blattrollvirus
Symptome
Kartoffelpflanzen, die aus mit Blattrollviren infizierten Pflanzkartoffeln stammen (sekundäre Erkrankung), zeigen generell eine aufrechte Wuchsform. Die Triebe sind meist schwach und die ganze Pflanze ist im Wachstum gehemmt. Zuerst rollen sich die unteren Blätter nach oben ein, später auch die oberen Blätter (Abb. 5 und 6). Die Blätter sind hellgrün bis gelb, zugleich steif, ledrig und nach oben gerichtet.
Die Symptome der Primärinfektion (gesunde Pflanzen wurden während der Vegetationszeit infiziert) erscheinen zuerst an den jungen Blättern. Diese stehen aufrecht und rollen sich nach oben ein, vor allem an der Basis (tütenförmiges Einrollen). Infizierte Pflanzen von rotschaligen Sorten haben eine rötliche Färbung, weissschalige sind eher gelblich. Je früher die Infektion erfolgte, desto mehr Blätter sind betroffen.
Pathogen
PLRV ist ein Pflanzenvirus aus der Familie Luteoviridae. PLRV ist ein isometrisches Viruspartikel mit einem Durchmesser von 24 nm (Stevenson et al. 2001). Es besteht aus einem einzelsträngigen RNA-Genom (Länge 5,9 kb). Die Viren befinden sich im Phloem der Wirtspflanzen und werden durch Blattläuse übertragen.
Lebenszyklus
Das PLRV kann von mehreren Blattlausarten dauerhaft (persistent) übertragen werden. Die grüne Pfirsichblattlaus (Myzus persicae) ist der effizienteste und wichtigste Vektor. Während der Nahrungsaufnahme gelangen die Viren mit dem Phloemsaft (Siebröhren) von erkrankten Pflanzen in den Darm der Blattläuse. Je länger die Laus saugt, desto mehr Viren werden aufgenommen. In den Blattläusen können sich die Viren nicht vermehren (= nicht propagativ, Taliansky et al. 2003). Etwa 24 Stunden nach der Virenaufnahme (Latenzperiode) kann die Blattlaus die Viren bei erneuter Nahrungsaufnahme in eine gesunde Pflanzen übertragen (Häni et al. 2008). Die Viren vermehren sich hauptsächlich im Phloem der Pflanzen oder im Mesophyll.
Die Läuse bleiben bei einmaliger Aufnahme ihr Leben lang Virusüberträger. Die geflügelten Blattläuse, die ab Juli erscheinen, verbreiten das PLRV über grössere Distanzen. Innerhalb eines Feldes können auch nicht-geflügelte Blattläuse das Virus von Pflanze zu Pflanze übertragen.
Infizierte Pflanzkartoffeln und Durchwuchskartoffeln sind Primärquellen des Blattrollvirus. Über die Knollen wird das Virus sehr effizient von einer Generation zur anderen übertragen.
Epidemiologie
Eine Virusübertragung erfolgt nur, wenn neben den Blattläusen auch viruskranke Pflanzen vorhanden sind. Im Frühjahr ist die Gefahr der Übertragung von Viren größer, wenn der Winter sehr mild war und dadurch noch Blattläuse vorhanden sind, die sich schon in der letzten Vegetationsperiode infiziert haben. Blattläuse, die aus einem überwinterten Ei geschlüpft sind, enthalten keine Viren.
Wirtspflanzen
Nachtschattengewächse: Kartoffeln, Tomaten und einige Pflanzenarten, die auch als Unkräuter bekannt sind (Stechapfel, schwarzer Nachtschatten)
Bekämpfung
Siehe Kartoffelvirus Y
Kartoffel A-, M-, S- und X- Virus
A-, M- und S- Virus werden durch Blattläuse oder mechanisch durch Kontakt von gesunden mit kranken Pflanzen übertragen. Das X-Virus wird nur durch Kontakt übertragen, dabei können auch mit Viren kontaminierte Arbeitsgeräte zu einer Infektion führen.
Symptome (Hoffmann und Schmutterer 1999)
A-Virus: leichtes Mosaik, meist nur latenter Befall (Primärinfektion); raues Blatt mit glänzend blasig aufgewölbter Oberfläche, gewölbten Blatträndern (Sekundärinfektion)
M-Virus: bei einer Primärinfektion sind keine Symptome bekannt; Sekundärinfektion: starkes Rollmosaik (im Gegensatz zum PLRV rollen sich die Blätter im oberen Bereich ein), Blattrandwellung, Mosaikfärbung, Blätter bleiben weich und elastisch (Krankheitsbild kann mit einem Befall durch Rhizoctonia solani verwechselt werden)
S-Virus: meist nur schwache Symptome, leichte Aufhellung der Blattfarbe, raue Blätter mit leichten Vertiefungen der Blattnerven auf der Blattoberseite
X-Virus: ohne Symptome bei einer Primärinfektion; sekundär infizierte Kartoffelpflanzen zeigen keine oder leichte bis schwere mosaikartige Verfärbungen
Bei Mischinfektionen mit verschiedenen Viren werden die Symptome oft verstärkt.
Bekämpfung
Siehe Kartoffelvirus Y
ABC Virus
Die ABC Krankheit wird durch das bodenbürtige Tabaknekrosevirus (tobacco necrosis virus = TNV) verursacht (Radtke und Rieckmann 1990). Es wird durch den Bodenpilz Olpidium brassicae übertragen. Eine Ausbreitung ist auch über das Bodenwasser (z.B. Beregnungsflächen) möglich. Wirtspflanzen sind Kartoffel, Tabak, Gurken und andere.
Abb. 7. Symptome des ABC Virus an einer Kartoffelknolle
Symptome: Auf der Knollenoberfläche bilden sich zuerst schwarzbraune, blasige Aufwölbungen, später entwickeln sich daraus runde oder hufeisenähnliche eingesunkene Flecken. Das Gewebe unter den Flecken ist schwarzbraun, trocken und scharf von der gesunden Knolle abgegrenzt. Bereits zum Erntezeitpunkt sind bisweilen Flecken mit sternförmigen Rissen erkennbar (Abb. 7).
Literatur
Häni FJ, Popow G, Reinhard H, Schwarz A und Voegeli U, 2008. Pflanzenschutz im nachhaltigen Ackerbau. Edition LMZ, 7. Auflage. 466 S.
Hoffmann GM, Schmutterer H, 1999. Parasitäre Krankheiten und Schädlinge an landwirtschaftlichen Kulturpflanzen. Verlag Eugen Ulmer Stuttgart (2. Auflage): 675 S.
Radtke W, Rieckmann W, 1990. Krankheiten und Schädlinge der Kartoffel. Verlag Th. Mann, Gelsenkirchen-Buer, 167 S.
Schwärzel R, Torche JM, Ballmer T, Dupuis B, 2016. Schweizerische Sortenliste für Kartoffeln 2016. Agrarforschung Schweiz 7(1): 1-8.
Stevenson WR, Loria R, Franc GD, Weingartner DP, 2001. Compendium of Potato Diseases, second edition. The American Phytopathological Society, St. Paul: 106 S.
Taliansky M, Mayo MA, Barker H, 2003. Potato leafroll virus: a classic pathogen shows some new tricks. Molecular Plant Pathology 4(2): 81-89.