Phytomedizin - Entwicklungszyklen an der Hochschule Osnabrück

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Beschreiben Sie Entwicklungszyklus und Bedeutung von Ackerschnecken. Wie groß ist ihr Vermehrungspotential?

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Beschreiben Sie Entwicklungszyklus und Bedeutung von Polymyxa betae.

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Beschreiben Sie Entwicklungszyklus und Bedeutung von Synchytrium endobioticum (Kartoffelkrebs).

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Beschreiben Sie den allgemeinen Entwicklungszyklus der Oomycetes.

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Beschreiben Sie den Entwicklungszyklus der Kraut- und Knollenfäule der Kartoffel (P. Infestans)

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Beschreiben Sie den allgemeinen Entwicklungszyklus der Ascomycota.

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Beschreiben Sie den Entwicklungszyklus des Echten Mehltaus (Blumeria graminis) an Getreide.

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Beschreiben Sie den Entwicklungszyklus von Septoria tritici.


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Beschreiben Sie den vollständigen Entwicklungszyklus der Rostpilze.

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Beschreiben Sie den allgemeinen Entwicklungszyklus der Brandpilze.

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Beschreiben Sie Entwicklungszyklus und Bedeutung des Gerstenflugbrandes (Ustilago nuda).

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Beschreiben Sie Entwicklungszyklus und Bedeutung des Weizensteinbrandes (Tilletia caries).

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Phytomedizin - Entwicklungszyklen


Beschreiben Sie Entwicklungszyklus und Bedeutung von Ackerschnecken. Wie groß ist ihr Vermehrungspotential?

Entwicklungszyklus:

  • Überwinterung als Ei im Boden, bei milder Witterung auch als adultes Tier
  • 2-4 Wochen nach Eiablage schlüpfen die Schnecken
  • Nach Schlupf 6 Wochen bis Geschlechtsreife
  • Schnecken sind Zwitter, jedes Tier ist zur Eiablage befähigt. Keine Selbstbefruchtung → gegenseitige Begattung
  • 300-500 Eier/Schnecke, Lebenserwartung beträgt 6-8 Monate
  • Eier werden unter Bewuchs oder in oberer Bodenschicht abgelegt 
  • Nach 2-4 Wochen schlüpft die nächste Generation
  • Eine Generation ca. 8 und 10 Wochen, bis zu 3 Generationen/Jahr
  • Vermehrungszeit zwischen Frühjahr und Herbst, bei milder Witterung bis in den Winter


        Bedeutung:

  • vor allem Nacktschnecken sind Pflanzenschädlinge, Schäden durch Blattfraß und Auffressen der gesäten Körner
  • Hohe Schadwirkungen der Schnecken durch Abfressen der Blätter (teilweise vom ganzen Acker)
  • verzehren sowohl lebende als auch abgestorbene Pflanzenteile
  • Kommen bei schweren, gut wasserhaltenden Böden und bei Minimalbodenbearbeitung gehäuft vor
  • Hohes Vermehrungspotential, da nach 6 Wochen bereits geschlechtsreif, mehrere hundert Eier
  • bis zu 10.000 Nachkommen pro Vegetationsperiode
  • Auch bei geringer Überlebensrate können durch die hohen eierzahlen und die 3 Generationen große Populationen entstehen (2 Schnecken als Ausgangspotential und Überlebensrate 2 % = 128 Schnecken in der 3. Generation; bei 10 % Überlebensrate schon 16.000 Schnecken in 3. Generation)


Phytomedizin - Entwicklungszyklen

Beschreiben Sie Entwicklungszyklus und Bedeutung von Polymyxa betae.

Entwicklungszyklus

• Ausscheidungen der Rübenwurzeln → Schlupfreiz auf im Boden überdauernde Dauersporen (bei Bodentemperaturen ab 15 °C)
• Dauersporen entlassen begeißelte Zoosporen (teilw. Virusträger) 
    → schwimmen auf die Wurzelhaare zu, Bodenfeuchte notwendig
    → heften sich an Wurzelhaare, werfen Geißeln ab, verfestigen sich zu rundlicher Zyste. 
    →Zyste durchstößt mit Stilett eine Wurzelepidermiszelle
• Pilzliches Cytoplasma dringt mit Viruspartikeln in Wirtszelle ein
    → Entwicklung eines Plasmodiums (nimmt Nährstoffe und Viren auf) 
    → setzt Viruspartikel in die Wurzelzelle frei 
    → Virus wird massenhaft vermehrt, gelangt in Nachbarzellen
• Plasmodium wandelt sich zu Zoosporangien (mit begeißelten, virusbeladenen Zoosporen) 
• Nach Papillenbildung durch Zellwand → Zoosporen schwärmen im wässrigen Bodenmilieu aus und infizieren weitere Seitenwurzeln ihrer Wirtspflanze (Sekundäre Infektion). Zyklus mehrfach im Jahr möglich.
• Am Ende der Vegetationsperiode: Plasmodien → dickwandiges Dauersporangium mit Virus
•  Absterben/Verrottung der Rübenwurzeln → Dauersporangien gelangen in Boden und können über mehrere Jahre überdauern. 
• Ruhestadium endet, wenn wieder Zuckerrüben angebaut wird. 
• Ausbreitung des Pilzes über Bodenwasser, Wind und Erntemaschinen
• Vermehrungszyklus dauert unter günstigen Bedingungen nur 40 bis 80 Stunden.

 

Bedeutung:

• zählt zur Ordnung der Plasmodiaphorales
• obligat-biotroph
• Pilz dient als Vektor für den Virus: BNYVV (beet necrotic yellow vein virus) 
• verursacht bei der Zuckerrübe Rizomania (Viröse Wurzelbärtigkeit)
• Schadbild: Kümmerwuchs, Welke, ausbleibende Rübenkörperbildung,

           Blattaufhellungen nesterartig, Gelbfleckigkeit der Adern

• Erhebliche Ertragsverluste (50 – 80 %) möglich
o durch ausbleibende Rübenkörperbildung und extreme Seitenwurzelbildung
o Qualitätsverluste: Rübenkörper lagert weniger Zucker ein 
o kleine Rüben lassen sich schlechter roden, viel Erde an den Rüben
• keine direkte Bekämpfung möglich (chemisch)
• Vorbeuge: Anbau resistenter und toleranter Sorten
• Prophylaxe durch weitere Fruchtfolgen nicht wirkungsvoll, da Dauersporen sehr lange im Boden überdauern können.


Phytomedizin - Entwicklungszyklen

Beschreiben Sie Entwicklungszyklus und Bedeutung von Synchytrium endobioticum (Kartoffelkrebs).

Asexuell:

•  Dauersorus (Dauerspore) → ausreichend Bodenfeuchte (nach Regenfällen und 10-20 °C) → Keimung der Dauersporen, welche begeißelte Zoosporen entlassen 
• Diese bewegen sich im wässrigen Bodenmilieu zur Kartoffelknolle/Sproßbasis und heften sich an 
    → Infektion der Epidermiszellen im Bereich der Augen und Lentizellen
• Der nackte Protoplast (Plasmodium) wird in die Wirtszelle aufgenommen 
  → Entwicklung zum Prosorus
  → Keimung und Kernteilung → Wirtszelle wird zu übermäßiger Zellteilung    angeregt. Es entsteht ein Zoosporangien-Sorus, der bis zu 300 Zoosporen enthält. Bei der Reife wird der Sorus aufgesprengt und entlässt die Zoosporen in den Boden.
• Diese gelangen ins Bodenwasser oder sofort zu benachbarten Zellen und infizieren diese bei feuchter Witterung (Wirtsgewebe teilt sich weiter, Entwicklung krebsartiger Wucherungen)
• Der Zyklus wiederholt sich mehrfach (alle 3-4 Wochen)

 

Sexuell: bei ungünstigen Bedingungen (z. B. Trockenheit)

• Zoosporen aus Dauersorus im Boden werden zu Gameten (m/w)
   →männliche Gamete und weibliche Gamete fusionieren (Plasmogamie und Karyogamie) → diploide Zygote, die ungeschützte Epidermiszellen infiziert, die sich daraufhin mehrmals teilen (keine Wucheurngen) 
• Erreger-Protoplast gelangt in tiefere Gewebsschichten → Umwandlung zu einer Dauerspore (Dauersorus) erfolgt (>10-15 Jahre überlebensfähig) 
• Bei Anbau geeigneter Wirtspflanzen (Kartoffel) keimen die Dauersporen unter Reduktionsteilung (Meiose). Zoosporangium mit begeißelten Zoosporen entstehen wieder. 

 


Bedeutung:

• Quarantänekrankheit, meldepflichtig
• Blumenkohlartige Auswüchse an Knollen (Gallen), Blättern, Stolonen, Stängelgrund
• In kühl-feuchten Anbaulagen (>700 mm Ø Niederschläge/Jahr; mittl. Jahrestemp. 8-9 °C)
• Bekämpfung über Fruchtfolgewechsel nicht möglich (sehr lange Überdauerungsfähigkeit)
• Ausschluss befallender Flächen für den Kartoffelanbau
• Einrichtung von Sicherheitsbereich, in dem nur gegen Pathotypen resistente Sorten angebaut werden dürfen.
• Es gibt keine Bekämpfungs- oder Entseuchungsmöglichkeiten in Deutschland
• Vorbeugemaßnahmen: Anbau resistenter Sorten (aber Pathotypen gewinnen an Bedeutung), gesundes Pflanzgut, Beachtung aller Quarantänemaßnahmen


Phytomedizin - Entwicklungszyklen

Beschreiben Sie den allgemeinen Entwicklungszyklus der Oomycetes.

Asexuell: vegetativ (mehrere Wiederholungen)

• Im Myzel befinden sich Sporangienträger, die Sporangien enthalten
• Wenn Sporangien als asexuelle Sporen fungieren → direkte Keimung 
    → Sporen werden über Wind verbreitet, bilden auf einem neuen Wirt ein neues Myzel. 
• Sporangien = Sporenbehälter mit begeißelte Zoosporen → indirekte Keimung 
    →nach Keimung der Zoosporen folgt Myzelbildung     
    →Myzelbildung erfolgt immer über Keimschläuche

 

 

Sexuell: generativ (einmal gegen Ende der Vegetation)

• Aus dem Myzel kommt es zur Gametangienbildung. 
   →haploides Oogonium (w) und haploides Antheridium (m) durchlaufen   Gametangiogamie (Plasmogamie, Karyogamie)
   → Es entsteht eine diploide Zygote.
• Durch Meiose → dickwandige, überdauerungsfähige haploide Oosporen
• Keimung der Dauerspore → erneute Myzelentstehung


Phytomedizin - Entwicklungszyklen

Beschreiben Sie den Entwicklungszyklus der Kraut- und Knollenfäule der Kartoffel (P. Infestans)

Bedeutung:

• Erreger ist heterothallisch
• ernährt sich sowohl biotroph, als auch pertotroph über Haustorien
• Hohes Epidemiepotential durch kurze Latenzzeit (Wiederholung alle 3 Tage)
• 1 % befallene Kartoffeln reichen aus für ein Epidemieauslösung
• Bekämpfung durch intensive und gezielte Fungizidanwendungen (Einsatz durch Resistenzbildung gefährdet)
• Schadbild: Flecken an Blättern und Stängeln, weißer Pilzrasen an Blattunterseite, muffiger Geruch bei starkem Befall, Knollen haben eingesunkene, graubraune Flecken, im Inneren braune Flecken

 

Asexuell:

•  Von P. infestans befallenen Knollen oder Jungpflanzen kommt es zur Ausbreitung des Pilzes. 
    → auf befallenen Knollen (aus Pflanzgut, Abfallhaufen o. Durchwuchs) 
         erfolgt Sporangienbildung → Verbreitung über Wind im Bestand
• kühl-feuchte Bedingungen und < 16-18 °C → indirekte Keimung
   → Sporangien = Sporenbehältnisse (entlassen begeißelte Zoosporen, die sich chemotaktisch im Wasser orientieren und mehrfach encystieren können) 
   → Bildung einer Zyste mit Apressorium (Haftorgan). Infektionshyphe wird eingetrieben.
• höhere Temperaturen (> 18 °C) → direkte Keimung
   → Sporangien keimen direkt mit Infektionsschlauch aus 

An befallenem Kraut erneute Sporangienbildung. Entstehung eines weißen Belags aus Sporangienträgern auf Blattunterseite (wachsen aus Stomata heraus) 

Durch Wind oder Regenspritzern werden sie wieder verbreitet und keimen wieder aus (direkt/indirekt)

• Knolleninfektion 
   → systematisch über Spross
   → durch in den Boden eingewaschene Sporangien
   → durch Verletzungen bei Ernte/im Lager 
• Asexueller Zyklus widerholt sich alle 3 Tage

 

Sexuelle Vermehrung:

• wird selten beobachtet
• geschieht nur durch Kontakt zweier kompatibler Kreuzungstypen (A1 und A2)
   → weibliches Oogonium und männliches Antheridium fusionieren und bilden eine Oospore, die als Dauerspore angelegt ist
• begrenzt überdauerungsfähig (2-4 Jahre)


Phytomedizin - Entwicklungszyklen

Beschreiben Sie den allgemeinen Entwicklungszyklus der Ascomycota.

Asexuell:

• Ausgehend vom Myzel → Konidienträgerbildung
• Konidienbildung erfolgt frei an Konidienträgern, in Pyknidien, Acervuli oder Sporodochien 
• Konidien werden freigegeben mit dem Wind oder Spritzwasser verbreitet → landen auf neuem Wirt → Keimung der Sporen und im Anschluss Myzel-Bildung → Konidienträgerausbildung

 

Sexuell:

• Myzel bildet Gametangien: Ascogonium (w) und Antheridium (m)
• Vereinigung der beiden Geschlechtszellen (Gametangiogamie)
• Aus vereinigter Zelle wachsen vielkernige, ascogene Hyphen
• Hyphen septieren sich zu zweikernigem Myzel, an welchen die Ascusbildung beginnt
• Durch Meiose entstehen 8 Ascosporen, jeweils 4 genetisch identisch
• Asci-Bildung erfolgt in Fruchtkörpern, es gibt 4 Formen (auch freie Asci ohne Fruchtkörper)
• Ascosporen werden über Wind (keine beweglichen Sporen) verbreitet werden und keimen aus Myzelbildung

Phytomedizin - Entwicklungszyklen

Beschreiben Sie den Entwicklungszyklus des Echten Mehltaus (Blumeria graminis) an Getreide.

Asexuelle Vermehrung:

• schon früh auf jungen Pflanzen (Schossbeginn, ca. 1-2 Primärpusteln/ Blatt, oberflächliches Myzel mit Konidienketten) 
    → Über Wind: Konidienverbreitung 
    → Keimung besonders bei feuchtwarmer Witterung auf Blattoberfläche 
• Keimschlauch heftet sich mit Appressorium an Blattoberfläche 
  → Infektionshyphe dringt in Zellwand ein, stülpt mit mech. Druck von 2 bar innere Wandschicht der Wirtszelle ein → Bildung eines kugelförmigen Haustorium (Assimilatentzug, Pflanze bleibt lebensfähig).
• sekundären Hyphen infizieren benachbarte Zellen → Bildung eines Myzels außen auf der Pflanze (weißer Belag). 
• Konidien entstehen aus zwiebelförmigen Mutterzelle → verlängert sich, bildet Querwand aus → Abtrennung der Hyphenspitze. Mehrfache Wiederholung des Vorgangs → Entstehung einer Kette von 8 asexuellen Konidien 
→ Oberste Konidie wird durch Wind abgelöst und verbreitet (mehrere km möglich)
• Bis zu 8 ungeschlechtliche Zyklen während Getreidevegetation, Fortsetzung nach der Ernte auf Ausfallgetreide (nur auf grünen Pflanzen)

 

Sexuelle Vermehrung:

• geschieht einmal vor Getreideabreife im Sommer (grüner LR notwendig)
• Bildung von weiblichen und männlichen Geschlechtsorganen in alternden Myzelien
• Nach Vereinigung → Kleistothezium (Fruchtkörper) wird gebildet (enthalten bis zu 25 Asci mit je 8 Ascosporen) → braun-schwarze Punkte auf dem Myzel
• Kleistothecien können heiße Sommer- und Nachernteperioden an Ernterückständen überstehen
• Bei feuchter Herbstwitterung quillt der Fruchtkörper und bricht auf, so dass die Ascosporen aktiv ausgeschleudert 
    → mit Wind auf auflaufendes Wintergetreide → Infektion 
• Pilzmyzel fährt Stoffwechsel runter und übersteht so den Winter auf dem Wintergetreide (Winterruhe bis Frühjahr)

 

Bedeutung:

• obligat-biotropher Parasit
• Befall auf ertragreichen Blättern und Ähren
• hohe Luftfeuchtigkeit und Temperaturen zwischen 18 und 22 °C, abwechseln warme und feuchte Tage wirken befallsfördernd 
• kein Regen, Zerstörung der Sporen
• Flussauen und Nebelsenken gelten als Mehltaulagen (reduzierte Luftbewegung)
• 2 Sporengenerationen reichen für einen Epidemiebeginn aus (unter optimalen Bedingungen in etwa 10 Tagen gebildet), Konidiosporen nur wenige Tage überlebensfähig
• Sortenresistenz, Fungizideinsatz, Ausfallgetreide im Herbst beseitigen, Wintergetreide spät säen, überzogene N-Düngung vermeiden

Phytomedizin - Entwicklungszyklen

Beschreiben Sie den Entwicklungszyklus von Septoria tritici.


Sexuell:

• Nach Ernte überdauerung auf Stoppelresten im Winter, hier entwickelt sich die sexuelle Form (Mycosphaerella graminicola)
• Pilz keimt aus, sein Myzel durchzieht das vertrocknete Pflanzengewebe 
• Aus geschlechtlich unterschiedlichen Myzelien bilden sich vielkernige Gametangien: Ascogon (w) und Antheridium(m)
    → Ascogon bildet Empfängnishyphe, worüber männl. Zellkerne in das weibliche Ascogon wandern
    → Zellkerne (m+w) lagern aneinander, verschmelzen jedoch noch nicht (Entstehung eines Paarkernmyzels) 
    → Aus Ascogon wachsen Hakenschläuche, an Spitze der Hakenschläuche teilt sich jeder Paarkern synchron 
    → Kernverschmelzung
    → durch anschließende Reduktionsteilung (Meiose) entstehen haploide Kerne. 
    → Aus folgender Mitose entstehen 8 Kerne (je vier genetisch identisch). Sie entwickeln sich in Ascusmutterzellen zu Ascosporen. Diese leben in Asci nebeneinander, umhüllt vom Pseudothecium (Fruchtkörper). 
    → Bei Regen/hoher Luftfeuchtigkeit quellen die Asci und platzen auf (Sporen werden in die Luft geschleudert und vom Wind auf junge Weizenpflanzen getragen → Infektion
• Nur bei anhaltender Blattnässe keimt Ascospore mit Keimschlauch aus 
  → Keimhyphe dringt durch Spaltöffnung (Stoma) in das Blatt ein
  → Entwicklung eines Pilzmyzels → dessen Stoffwechselprozesse töten die Blattzellen zunehmend ab, so dass die Zellen kollabieren. Das Chlorophyll wird zerstört (Gelb- und später Braunfärbung)

 

Asexuell:

• Im nekrotisierten Blattgewebe entstehen Pyknidien, in den sich Pyknosporen bilden. 
    →Durch Wasseraufnahme quillt Fruchtkörper auf, umgebenes Gewebe schrumpft, Pyknosporen werden in Form von Schleimranken herausgepresst
• Zerschlagung der Schleimranken durch Regentropfen
    → in den Regenspritzern enthaltene Pyknosporen werden passiv auf seitliche und höhere Blätter geschleudert. 

Pyknosporen keimen aus, bilden einen Keimschlauch (nur bei Blattnässe > 98 % für mind. 48 Std. erfolgreiche Infektion)

• Eindringen in die Stomata mit einer Keimhyphe in die Atemhöhle und Interzellularräume, Myzel im Blattinneren entsteht.
• Befall wird sichtbar bei einer Inkubationszeit von 28 Tagen (Chlorosen und Nekrosen)
• Auf nekrotisiertem Gewebe bilden sich wieder Pyknidien, eine neue Generation entsteht
• Mechanismus kann sich mehrere Male/Vegetationsperiode wiederholen, die komplette Pflanze und Nachbarpflanzen befallen

 

Bedeutung:

• Ertragsverluste um bis zu 50 %, v. allem bei Befall der obersten 3 Blattetagen

(geminderte Photosyntheseleistung, Minderwuchs, verminderte Fruchtbildung)

• ausgeprägte Trockenperioden verhindert Infektion auf ertragsbringende Blattetagen
• kühles und nasses Wetter begünstigt Entwicklung
• Vorbeuge: Ernterückstände und Ausfallgetreide beseitigen, Frühsaaten vermeiden, weniger anfällige Sorten, N-Überdüngung vermeiden


Phytomedizin - Entwicklungszyklen

Beschreiben Sie den vollständigen Entwicklungszyklus der Rostpilze.

• Vom sekundären, dikaryotischen Myzel, auf dem Hauptwirt, werden Uredosporen in Uredosporenlagern gebildet 
    → Verbreitung mit dem Wind 
• Feuchtigkeit und Wärme lässt Sporen keimen
   → Keimschlauch dringt in Stomata ein
   → Infektion und Ausbildung eines sekundären Myzels (dauert 1 Woche, mehrfache Wdh., Massenvermehrung)
• Sekundäres Myzel kann am Ende der Vegetationsperiode in Teleutolagern auch Teleutosporen bilden (dickwandig und dunkel gefärbt, überdauern Vegetationsruhe, z. B. auf Stroh- oder Ernterückständen)
• Im Frühjahr Auskeimung durch Keimschlauchbildung
    → Entstehung eines Promyzels (Basidie)
    → Nach Karyogamie, Meiose und Mitose entstehen vier haploide Basidiosporen, die unterschiedlich geschlechtlich determiniert sind (+/-). 
• reife Basidiosporen werden über Wind auf Nebenwirt verbreitet und machen somit einen Wirtswechsel (können Hauptwirt hier nicht infizieren)
• Auf Nebenwirt Keimung und Infektion über Keimschlauch und Stomata
    → Jede Basidiospore bildet ein primäres, haploides Myzel, welches ebenfalls wie die Spore unterschiedlich geschlechtlich determiniert ist (+/-) 
• Jedes Myzel bildet auf Blattoberfläche ein haploides Sporenlager (Spermogonium, ebenfalls +/-). Darin werden haploide Spermatien (entsprechend +/-) gebildet.
• Über Empfängnishyphen werden die Spermatien auf ein anders determiniertes Spermogonium übertragen.
• Es folgt die Plasmogamie, so dass die Kerne wieder zusammenkommen. Es entsteht ein dikaryotisches Myzel. Es durchwächst das Blatt auf die Blattunterseite.
• Auf den gleichen Blättern werden an der Blattunterseite Aecidien (Sporenlager) gebildet. Darin werden dikaryotische Aecidiosporen angelegt. 
• Sie infizieren das Getreide (Wirtswechsel auf Hauptwirt), keimen aus und bilden ein sekundäres Myzel (dikaryotisch).


Phytomedizin - Entwicklungszyklen

Beschreiben Sie den allgemeinen Entwicklungszyklus der Brandpilze.

Nur sexueller Zyklus:

 

• Brandsporenlager mit Brandsporen (dikaryotisch, lange überdauerungsfähig) werden bei Ernte freigesetzt oder wurden bereits über den Wind verbreitet.
• Die Sporen können bodenbürtig oder saatgutbürtig sein
   → Mit der Keimung des Saatguts auch Keimung der Brandsporen
   → Zunächst Karyogamie (Verschmelzung beider Kerne) und Meiose
• Es folgt die Promycelbildung (Basidienbildung)
• In Basidien werden einkernige Basidiosporen (Sporidien) gebildet, die geschlechtlich determiniert sind (+/-)
• Aus Basidiosporen bilden sich Sprosszellen, die geschlechtlich determiniert sind → Fusion zweier Sprosszellen (Plasmogamie) → Entstehung eines dikaryotisches Myzels (infektiös)
• dikaryotisches Myzel befällt wachsendes Gewebe → interzelluläre Hyphenbildung mit Haustorien
• Während des Schossens wandert der Brandpilz mit dem Vegetationskegel nach oben und besiedelt die Samenanlagen (außer bei Lokalinfektionen) 
• infektiöses Myzel bildet Brandsporen, die wieder den Anfang des Zyklus darstellen und beim Dreschen freigesetzt werden. 
• Entwicklung der Brandpilze verläuft monozyklisch, nur das dikaryotische Mycel ist infektiös


Phytomedizin - Entwicklungszyklen

Beschreiben Sie Entwicklungszyklus und Bedeutung des Gerstenflugbrandes (Ustilago nuda).

hauptsächlich in Gerste (selten Weizen)

 

Bedeutung:

• spielt heutzutage im modernen Getreideanbau keine große Rolle
• sehr geringe Ertragsverluste (nur durch Brandähren)
• im ersten Jahr keine Qualitätsverluste; bei erneuter Aussaat der befallenen Körner ohne Beizung kommt es zum Totalausfall
• Für Saatguterzeuger hohe Schäden bereits bei geringem Brandbesatz
• Vorbeuge: Verwendung von zertifiziertem und gebeiztem Saatgut, bei der Herstellung der Mittel muss darauf geachtet werden, dass keine Embryoschädigung entsteht, dies ist nur bei geringer Temperaturspanne möglich

 

 

Entwicklungszyklus:

 

▪ 1 Entwicklungszyklus pro Vegetationsperiode
▪ Übertragung nur über Samen, offene Sporenlager
▪ Infektionstyp: Blüten-Embryo-Infektion 
▪ Förderung lange Blühdauer, hohe Luftfeuchte, warme Witterung
▪ Ausbreitung geht aus infiziertem Saatgut bzw. Körnern hervor

 

 

• Zur Blütezeit der Gerste, platzen an den Flugbrandähren nach und nach die Sporenlager auf
    → Sporen stäuben aus, Verbreitung mit dem Wind
• Sporen verfangen sich auf Narbe des offenen Blütchens gesunder Pflanzen und beginnen zu keimen (Blüten-Kontamination).
• Bildung eines septiertes Promyzels: 4 Zellen mit je einem Kern (benachbarte Zellen genetisch unterschiedlich: +/-)
• Fusion von + und – Nachbarzellen. Ausgehend von den dikaryotischen Zellen bildet sich ein Paarkernmyzel, welches die Randschichten des sich entwickelten Korns umwächst. Schließlich erreichen die Hyphen den Embryo und infizieren ihn(Embryo-Infektion).
o Infektionen beginnt ca. ab 12 °C (optimal 18-25 °C und rel. LF 80-100 %)
• Mit Kornausbildung übergang des interzellulär wachsenden Myzels in ein Ruhestadium. Den Körnern ist äußerlich nichts anzusehen. 
    → Ruhemyzel kann mehrjährig im Samen überdauern (auch bei Lagerung von ca. 5 Jahre)
• Die Keimung des Korns aktiviert das Ruhemyzel. 
    → Pilz dringt intrazellulär in Keimling ein, wächst hinter dem Vegetationspunkt her: Myzel verteilt sich während Streckung in gesamter Pflanze (bis zum Ährenschieben)
• In den Ähren bildet der Erreger stark verdickte Hyphen zwischen den Zellen, die sich in Flugbrandsporen umwandeln. Die Flugbrandähren sind nun deutlich sichtbar.
• Der Zyklus beginnt erneut mit dem Aufplatzen der Flugbrandähren.


Phytomedizin - Entwicklungszyklen

Beschreiben Sie Entwicklungszyklus und Bedeutung des Weizensteinbrandes (Tilletia caries).

Bedeutung:

• Durch Saatgutbeizung kaum noch eine Bedeutung im modernen Getreideanbau
• Verwendung von ungebeiztem Saatgut ª erhebliche Ertragseinbußen
• Typischer Fischgeruch, daher ,,Stinkbrand‘‘ genannt
• Bei starkem Befall kann gesamte Erntepartie Geruch annehmen, so dass diese ungenießbar und nicht weiterverarbeitet werden kann (hoher qualitativer Schaden)
• Infektion finden bei Temperaturen zwischen 5-15 °C, Optimum: 6-7 °C
• Anfangsstadium: kaum äußerliche Unterschiede, erst bei fortgeschrittener Krankheit deutliche Symptome: gespreizte/struppige Ähren
• Bekämpfung durch Abbürsten und Abwaschen möglich (insbesondere für ökologischen Anbau), da eine gewisse Anzahl an Sporen zur Infektion benötigt werden (je nach Sortenresistent 100-5000 Brandsporen/ Korn).
• Vorbeuge: Zertifiziertes Saatgut, Beizung des Saatguts

 

 

Entwicklungszyklus:

• Infektion des Weizens kann durch bodenbürtige oder samenbürtige Brandsporen erfolgen 
• Nach der Saat (Herbst/Frühjahr) werden die dikaryotischen Brandsporen im Boden aktiv
     → Verschmelzung der Kerne (Karyogamie), dann zweistufige meiotische Teilung mit anschließenden mitotischen Teilungen 
• Brandspore beginnt zu keimen, Bildung eines Promycels, an dessen Ende sich 8 Sporidien/Sprosszellen (+/-, jeweils 4) bilden. 
• Durch Plasmogamie zweier unterschiedlich determinierter Sporidien entsteht ein dikaryotisches Myzel → überzieht das keimende Korn und infiziert den Keimling (Keimlingsinfektion) 
• Subklinische Ausbreitung des Myzels im Pflanzeninneren während des Heranwachsens der jungen Pflanze (Pflanze bleibt im Wuchs etwas zurück ca. 10-20 cm)
• Der Pilz besiedelt auch die Ähren. Statt dem Mehlkörper bildet sich ein dichtes Myzel. Durch Hyphenabschnürung und Verfestigung entstehen neue Brandsporen in geschlossenen Brandbutten mit intakter Fruchtwand (bis zur Ernte darin geschützt).
• Beim Dreschen werden die Brandbutten zerschlagen, sodass die Brandsporen auch die gesunden Körner kontaminieren (keine Infektion!). → Sporen setzen sich auf feinen Samenhaaren ab bzw. gelangen in den Boden. Dort überdauern sie dann bis zur Saat der Folgefrucht und können eine neue Generation des Pilzes ausbilden. (Bei starkem Befall fischartiger Geruch der gesamten Erntepartie → Ungenießbarkeit, qualitativer Totalverlust)
• Sporen können 2-4 Jahre im Boden überdauern, bei trockener Lagerung auch 20 Jahre
• 1 Entwicklungszyklus pro Vegetationsperiode


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