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Das Kartoffelspindelknollen-Viroid (PSTVd) - eine aktuelle Bedrohung für Solanaceen-Zierpflanzen
LfL-Information
- Kartoffelspindelknollenviroid - Eine neue Gefahr für Solanaceen-Zierpflanzen
Aktuelle Problematik
Das Kartoffel-Spindelknollen-Viroid (Potato spindle tuber viroid = PSTVd) wurde in den vergangenen Jahren in verschiedenen Mitgliedstaaten der EU gelegentlich in Kartoffel- und Tomatenkulturen nachgewiesen. Die Ursache konnte meist nicht aufgedeckt werden.
Im Juni 2006 trat das PSTVd in den Niederlanden erstmals an Zierpflanzen der Familie Solanaceae auf. Es handelte sich zunächst um Solanum jasminoides und später auch um Brugmansia-Arten. Ein flächendeckendes Monitoring aller Betriebe, die Solanum jasminoides, S. (Lycianthes) rantonnetii und Brugmansien produzieren, in den Niederlanden ergab dass PSTVd weit verbreitet ist. In der Zwischenzeit wurde auch in anderen Mitgliedstaaten PSTVd an Solanaceen-Zierpflanzen festgestellt, daher muss grundsätzlich mit dem Auftreten von PSTVd in Zierpflanzenbeständen gerechnet werden.
Bei den PSTVd-infizierten Zierpflanzen handelte es sich stets um latenten, d.h. symptomlosen Befall. Auch wenn an Zierpflanzen keine optischen Schäden auftreten, besteht dennoch eine besondere Gefahr, denn eine Übertragung des PSTVd ausgehend von latent infizierten Zierpflanzen in Kartoffel- und Tomatenbestände kann nicht ausgeschlossen werden. Schäden wie Wachstumsdepression und Ausbildung von kleinen deformierten Kartoffelknollen sind besonders in südeuropäischen Ländern aufgrund der dort herrschenden hohen Temperaturen zu befürchten, aber auch in Deutschland sind Tomaten im Unterglasanbau und Kartoffeln gefährdet. Sollte PSTVd im Kartoffelanbau auftreten, so sind erhebliche Handelsbeschränkungen zu erwarten.
Bislang galt Deutschland als frei von PSTVd, da nur 3 Ausbrüche in den letzten Jahren zu verzeichnen waren. Diese Herde konnten jedoch in kurzer Zeit getilgt werden. In einer bundesweiten Erhebung in den Jahren 2004 und 2005 an Kartoffelzuchtmaterial wurde in keiner einzigen von über 1000 Proben PSTVd nachgewiesen.
Insgesamt wird die Situation des Vorkommens von PSTVd in Deutschland als völlig unklar angesehen, da bisher keine konsequenten Testungen auf PSTVd erfolgt sind. In Anbetracht der Vorkommnisse in anderen EU-Staaten, wird davon ausgegangen, dass die Lage prekär ist und es sich um einen eindeutigen Fall von "Gefahr im Verzug" handelt.
Um eine weitere Gefährdung durch PSTVd auszuschließen, sind besondere Maßnahmen zu ergreifen. Diese sind zum einen in der national geltenden Pflanzenbeschau-Verordnung und zum anderen in der Richtlinie 2000/29/EG geregelt. Das PSTVd ist im Anhang I A I (d) Nr. 2 (d) dieser Richtlinie aufgeführt und unterliegt demzufolge strengen Quarantänebestimmungen. Diese sind unabhängig von bestimmten Wirtspflanzen und Warenkategorien einzuhalten. Die Regelungen betreffen folglich nicht nur Vermehrungs-, sondern auch Endverbrauchsware. Der Schaderreger darf weder in die EU eingeführt noch verbreitet werden, woraus ein Handels- und Verbringungsverbot für Pflanzen und Pflanzenteile resultiert, die mit PSTVd infiziert sind. Für die Einfuhr von Pflanzkartoffeln und Solanaceen-Pflanzen zum Anpflanzen aus Drittländern sind in Anhang IV der Richtlinie 2000/29/EG darüber hinaus besondere Maßnahmen beschrieben. Die Mitgliedstaaten sind verpflichtet, alle notwendigen Maßnahmen zu ergreifen, um einen bestehenden Befall zu tilgen oder zumindest dessen weitere Ausbreitung effektiv zu verhindern.
Leitlinie zur Untersuchung auf PSTVd und Maßnahmen gegen dessen weitere Verbreitung
Das Julius Kühn-Institut (JKI), Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, hat eine Leitlinie zur Untersuchung von Zierpflanzen aus der Familie der Solanaceen in Deutschland auf Befall mit PSTVd und Maßnahmen gegen dessen weitere Verbreitung sowie eine Empfehlung an Betriebe verfasst.
Die JKI schreibt ab sofort Maßnahmen gegen die weitere Verbreitung und eine Erhebung zum Auftreten von PSTVd in Deutschland vor:
- In allen Betrieben, in denen Vermehrung bzw. Jungpflanzenproduktion von Solanum jasminoides, Solanum rantonnetii und/oder Brugmansia/Datura spp. betrieben wird bzw. von denen Vermehrungsmaterial an Andere abgegeben wird, muss von allen Sorten/Partien je eine Probe entnommen und im Labor auf PSTVd untersucht werden. Die Abgabe von Jung-pflanzen, Stecklingen oder Stammstücken ist nur zulässig, wenn diese vorher getestet wurden oder direkt von getesteten Mutterpflanzen abstammen und eine nachträgliche Infektion mit PSTVd ausgeschlossen werden kann. Die im Betrieb verbleibenden Mutterpflanzen müssen getestet werden, bevor von diesen erneut weitervermehrt wird.
- Sämtliche Sorten/Partien von Solanum jasminoides, Solanum rantonnetii und/oder Brugmansia/Datura spp. (Stecklinge, bewurzelte Jungpflanzen, Halbfertigware, Fertigpflanzen), die aus einem anderen Mitgliedstaat oder einem Drittland zugekauft werden, müssen als Vorsorgemaßnahme auf PSTVd getestet werden.
- Bei Lieferung von Solanum jasminoides, Solanum rantonnetii und/oder Brugmansia/Datura spp. (Stecklinge, bewurzelte Jungpflanzen, Halbfertigware, Fertigpflanzen) in andere Mitgliedstaaten müssen alle Sorten/Partien vor Versendung auf PSTVd beprobt werden. Bis zum Vorliegen des Untersuchungsergebnisses dürfen die Pflanzen nicht ausgeliefert werden. Das Laborergebnis sollte den Lieferdokumenten beigefügt werden.
Leitlinie des JKI
Empfehlungen an die Betriebe
Erfassungsbogen für Einfuhren
Erfassungsbogen für Einfuhren
- Excel-Tabelle zum direkten Ausfüllen am PC
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PSTVd – Kurzbeschreibung
Das PSTVd gehört als Viroid zu den kleinsten pathogenen Schaderregern überhaupt. Es wird dem Genus der Pospiviroide zugerechnet. PSTVd besteht ausschließlich aus nackter, einzelsträngiger Erbsubstsanz (Ribonukleinsäure = RNA), die meist aus 359 Bausteinen (Nukleotiden) zusammengesetzt ist (Gross et al., 1978) und ausschließlich in geeigneten Wirtszellen vermehrt wird.
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Wirtspflanzen des PSTVd
Es muss unterschieden werden zwischen natürlichem Wirtspflanzenkreis und Wirtspflanzen, die nach künstlicher Inokulation in Versuchen infiziert werden können.
Der natürliche Wirtspflanzenkreis des PSTVd ist relativ klein. Primäre Wirte sind Kartoffel und andere Solanum-Arten sowie Tomate (Puchta et al., 1990; Verhoeven and Roenhorst, 1995, Elliot et al., 2001). Auch in Avocado wurde PSTVd schon gefunden (Querci et al., 1995).
Laut Jeffries (1998) kann das PSTVd experimentell auf 94 Arten aus 31 Familien übertragen werden.
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Andere Pospiviroide und ihre Wirtspflanzen
Es gibt Viroide, die ebenfalls den Pospiviroiden angehören, und mehr oder weniger mit dem PSTVd verwandt sind. Diese Viroide befallen andere Wirtspflanzen (z. B. Chrysantheme, Zitrus, Columnea, Iresine) und zum Teil auch Tomate. Sie sind bei der Diagnose von PSTVd zu unterscheiden.
PSTVd ist das einzige Viroid, das "unsere" Kartoffel unter natürlichen Bedingungen befallen kann. Das Mexican papita viroid wurde auch in der "wilden" Kartoffel-Art Solanum cardiophyllum (Martinez-Soriano et al., 1996) nachgewiesen. In Infektionsversuchen konnten auch andere Pospiviroide, z. B. Tomato chlorotic dwarf viroid (Singh et al., 1999), Columnea latent viroid (Hammond et al.,1989) und Tomato planta macho viroid (Galindo et al., 1982) auf Kartoffel übertragen werden. Ob diese Viroide tasächlich unter natürlichen Bedingungen Kartoffeln befallen, hängt wahrscheinlich von vielen Gegebenheiten ab (Abstand zwischen den Kulturen, Hygienemaßnahmen etc.).
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Symptome
An PSTVd-infizierten Zierpflanzen aus der Familie Solanaceae waren bislang keine optischen Schäden feststellbar. Der Befall war stets latent.
An Kartoffeln hingegen kann es neben Ertragseinbußen auch zur Ausbildung von Symptomen kommen. Das Schadbild wird von der Kartoffelsorte, dem PSTVd-Isolat und den Umweltfaktoren beeinflusst. Es können dabei drastische Symptome auftreten wie gestörtes Wachstum, Reduktion der Pflanzengröße, Verzwergung und es können die typischen kleinen, spindel- oder hantelförmigen Knollen mit auffälligen Augen entstehen. Die Stärke der Symptome kann von Generation zu Generation zunehmen.
An Tomate sind neben der charakteristischen Verbüschelung ("bunchy top"), Verzwergung, Vergilbung der Blätter sowie Blattverdrehungen und -kräuselungen besonders im apikalen Bereich zu beobachten. Die Früchte bleiben klein; bei frühen Infektionen bilden sich keine Früchte aus.
Wie bei den Solanaceen-Zierpflanzen, bei denen - zumindest bislang - keinerlei Symptome festzustellen waren, ist aber auch bei Kartoffeln und Tomate latenter Befall möglich.
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Verbreitung
PSTVd wurde bei Kartoffeln in Afrika (z. B. Nigeria), Asien (z. B. Afghanistan, China, Indien), Teilen Osteuropas einschließlich der früheren UdSSR, Nordamerika (Smith et al., 1997) und Zentralamerika (Badilla, 1999) gefunden. Während der letzten 10-20 Jahre wurde in Nordamerika und Osteuropa das PSTVd in der Kartoffelproduktion deutlich reduziert oder gar eliminiert.
Innerhalb der EU wurde PSTVd in den vergangenen Jahren nur sporadisch in Kartoffel- und Tomatenkulturen nachgewiesen. Deutschland galt als PSTVd frei, da auftretender Bafall umgehend getilgt wurde.
Vor kurzem wurde im nördlichen Teil Australiens das PSTVd aus einer wilden Solanum-Art isoliert.
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Übertragung
Besondere Probleme resultieren aus der vegetativen Vermehrung, weil ausgehend von infizierten Mutterpflanzen die Tochterpflanzen ebenfalls PSTVd-verseucht sind.
Eine wichtige Rolle spielt die Übertragung durch Kontakt. Hier ist vor allem die Verschleppung durch Maschinen und Gerätschaften sowohl im Freiland als auch im Gewächshaus zu nennen. Dies gilt sowohl für Kartoffeln als auch Tomaten und andere Kulturen. Bei allen Kulturmaßnahmen sollte deshalb äußerst vorsichtig vorgegangen werden. Betriebshygiene ist von entscheidender Bedeutung, wenn auch davon ausgegangen wird, dass das Übertragungsrisiko, das von verseuchte Erde, kontaminierten Töpfen, Stellflächen und Wasser ausgeht, geringer ist.
PSTVd kann bei Kartoffel aber auch bei anderen Kulturen über den Samen weitergegeben werden, wobei 0-100 % der Samen infiziert sein können (Fernow et.al., 1970; Singh, 1970), sowie über Pollen und Eizellen (Grasmick and Slack, 1986; Singh et al., 1992).
In Versuchen wurde nachgewiesen, dass PSTVd zu einem kleinen Anteil auch Blattlaus-übertragbar sein kann, wenn eine gleichzeitige Infektion mit dem Kartoffelblattroll-Virus (PLRV) vorliegt (Salazar et al., 1995; Querci et al., 1996; Syller and Marczewski, 1996; Querci et al., 1997; Singh and Kurz, 1997).
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Gegenmaßnahmen und Vorbeugung
- Vernichtung infizierter Pflanzen, so dass eine weitere Verbreitung ausgeschlossen ist (z. B. Müllverbrennung)
- Umfassende Testung im Betrieb, sobald Befall in einer Kultur festgestellt wurde
- Umfassende Desinfektionsmaßnahmen bei festgestelltem Befall
- Zukauf ausschließlich von untersuchten Jungpflanzen oder Pflanzen, die von getesten Mutterpflanzen abstammen, Aufbau gesunder Mutterpflanzenbestände
- Vermarktung ausschließlich von getesteter, gesunder Ware
- Allgemeine Betriebshygiene
- Desinfektion von Schnittwerkzeugen und andere Desinfektionsmaßnahmen
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Untersuchung auf PSTVd - Amtliche Probenahme
Da PSTVd bei Zierpflanzen keinerlei sichtbare Symtome verrusacht, können nur Labortestungen eine Aussage über "Befall" oder "Nicht-Befall" bringen. Bei positivem Befund besteht Meldepflicht. Befallene Sorten/Partien sind so zu entsorgen, dass eine weitere Verschleppung ausgeschlossen wird.
Damit das Ergebnis der Untersuchung offiziell anerkannt werden kann, muss die Probenahme von einem amtlichen Berater durchgeführt werden und die Untersuchung durch ein amtliches oder amtlich anerkanntes Labor erfolgen.
Bei der Probenahme ist Folgendes zu berücksichtigen:
Es ist davon auszugehen, dass das PSTVd gleichmäßig in den infizierten Pflanzen verteilt ist, dennoch aber höhere PSTVd-Konzentrationen in aktiv wachsenden Pflanzenteilen vorliegen. Bei einer Beprobung von Brugmansia bzw. Datura werden deshalb junge Blätter bis zu einer Länge von maximal 5 cm genommen. Bei Solanum jasminoides bzw. S. rantonnetii werden ausgewachsene Blätter junger Triebe untersucht.
Die Probenahme muss gewährleisten, dass die Probe repräsentativ ist. Zu diesem Zweck wird bei der Untersuchung einer Partie oder Sorte in der Regel von 200 zufällig ausgewählten Pflanzen oder Stecklingen je ein Blatt genommen und diese Blätter zu einer Probe zusammengefasst, aus der dann im Labor 8 Teilproben gemacht werden. Sollten weniger als 200 Pflanzen zur Verfügung stehen, wird für eine Probe von jeder Pflanze ein Blatt genommen. Werden Einzelpflanzen verschiedener Sorten oder Klone getestet, so wird je ein Blatt von maximal 25 verschiedenen Pflanzen genommen und diese Blätter zu einer Probe vereinigt. Dabei muss sichergestellt sein, dass die untersuchten Pflanzen den verschiedenen Proben eindeutig zuzuordnen sind, um später - bei positivem Befund - gezielt Nachuntersuchungen anstellen zu können.
Es ist zu berücksichtigen, dass es bis zur eindeutigen Abklärung eines positiven Befundes bzw. eines Befallsverdacht 2-3 Wochen dauern kann (siehe unten).
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Nachweisverfahren und Nachweismethoden
Der Nachweis von PSTVd ist grundsätzlich sehr aufwändig.
Der PSTVd-Nachweis und die eindeutige Befallsfeststellung erfolgen in zwei Schritten:
1. PSTVd-Nachweis über moderne molekularbiologische Verfahren wie RT-PCR (= Reverse Transcriptase Polymerase-Kettenreaktion) oder Realtime PCR
2. Sequenzierung zur eindeutigen Identifizierung des Viroids auf genetischer Ebene
Mit den modernen molekularbiologischen Verfahren (RT-PCR und Realtime PCR) ist in den allermeisten Fällen ein sehr empfindlicher und spezifischer Nachweis möglich. Die nachgeschaltete Sequenzierung dient der eindeutigen Identifizierung von PSTVd, da in der PCR möglicherweise auch andere Viroide als PSTVd erfasst werden können und in seltenen Fällen unspezifische Kreuzreaktionen auftreten können. Die Sequenzierung, bei der das Viroid auf genetischer Ebene eindeutig indentifiziert werden kann, ist unbedingt durchzuführen, um positive oder verdächtige RT-PCR-Befunde abzuklären.
Auch über Gensonden ist ein sensitiver Nachweis gewährleistet, allerdings wird damit nicht ausschließlich PSTVd nachgewiesen, sondern auch andere Pospiviroide werden erfasst, die so nicht von einander zu unterscheiden sind. Weit weniger empfindlich ist die Umkehr-Elektrophorese (Return-Elektrophorese, R-Elektrophorese = R-PAGE). Außerdem differenziert die R-Elektrophorese nicht zwischen PSTVd, Pospiviroiden und anderen Viroiden. Der Nachweis über Gensonden oder die Umkehr-Elektrophorese werden an der LfL nicht durchgeführt.
PSTVd-Nachweis an der LfL
An der LfL erfolgt der PSTVd-Nachweis in zwei Schritten - wie oben beschrieben:
1. RT-PCR (Reverse Transcriptase Polymerase-Kettenreaktion)
2. Sequenzierung
Ein positiver Befund oder Befallsverdacht bei der RT-PCR-Untersuchung muss in jeden Fall über eine Sequenzierung, bei der das Viroid genetisch eindeutig identifiziert wird, abgesichert bzw. abgeklärt werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass es bis zur eindeutigen Abklärung des Befundes 2-3 Wochen dauern kann.
Die Vorgehensweise ist bundesweit abgestimmt und basiert auf dem entsprechenden Standard der "European and Mediterranean Plant Protection Organization" EPPO) für den Nachweis von PSTVd.
Qualitätssicherung
Das Diagnose-Labor der LfL nimmt regelmäßig an europaweit organisierten Ringversuchen zum PSTVd-Nachweis teil.
Das PhytoPAS-Ringversuch-Programm der FAPAS zur Diagnose von Pflanzenkrankheitenhiten
Januar 2010
Dr. Luitgardis Seigner und Carolin Bögel
Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft
Institut für Pflanzenschutz
Tel.: 08161/71-5651 • Fax: 08161/71-5735
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