Schutz vor Pflaumen-Pocken: Pflanzenforscher entwickeln Schnelltest für gefährliches Scharka-Virus

Sind Zwetschgen, Pfirsiche oder Aprikosen einmal mit dem Virus infiziert, müssen sie gerodet werden, denn eine Bekämpfung ist nicht möglich. Mit dem Schnelltest kann die Quarantäne-Krankheit zwar nicht verhindert, aber eingedämmt werden.

Über den Test berichten die Forscher der Technischen Universität München (TUM) und der Ludwig-Maximilians-Universität in den Annals of Applied Biology. TUM-Forscher züchten zudem neue resistente Pflaumensorten.

Abgestorbene Blätter, pockenartige Dellen oder frühzeitiger Abfall der Früchte – das Scharka-Virus ist für Obstbauern ein wirtschaftliches Risiko. Das hoch ansteckende Virus wird durch Blattläuse oder Veredeln übertragen und breitet sich epidemisch aus. Um weitere Ansteckung zu verhindern, müssen befallene Bäume deshalb gefällt und verbrannt werden. Auf etwa 10 Milliarden Euro schätzen Experten die dadurch weltweit entstandenen wirtschaftlichen Schäden.

Verfahren zur Früherkennung können die Ausbreitung der Pflaumen-Pocken eingrenzen – dazu müssen sie aber schnell, einfach anwendbar und kostengünstig sein. Die TUM-Wissenschaftler Prof. Dieter Treutter, Dr. Michael Neumüller und Johannes Hadersdorfer haben gemeinsam mit Prof. Thilo Fischer von der Ludwig-Maximilians-Universität München nun einen solchen Schnelltest für das Scharka-Virus entwickelt. Über die Untersuchungen berichtet das Forscherteam in der Zeitschrift Annals of Applied Biology.

Der sogenannte Blue-LAMP-Test beruht auf dem Nachweis des Erbmaterials des Scharka-Virus, der Ribonukleinsäure (RNA), in den Zellen der Pflanzen. Grundlage dafür ist das molekularbiologische LAMP-Verfahren (loop-mediated isothermal amplification), das auch in der Humanmedizin verwendet wird. Dabei setzen Enzyme, sogenannte reverse Transkriptase und DNA-Polymerase, an DNA-Sonden (Primer) an, die Schleifen ausbilden. Sie sorgen für die Vervielfältigung eines Abschnitts der Virus-RNA. Die Forscher haben nun dieses Verfahren mit einer einfachen RNA-Extraktionsmethode und einem Farbnachweis kombiniert. Auf die Anreicherung des Erbmaterials reagiert der chemische Indikator Hydroxynaphtholblau und lässt die Farbe des Gemisches von violett nach hellblau wechseln. Ist keine Virus-RNA vorhanden, bleibt die Farbe hingegen unverändert.

Von der Probennahme an der Pflanze bis zum Ergebnis vergehen etwa zwei Stunden. Damit ist der Blue-LAMP-Test etwa dreimal schneller als andere Nachweisverfahren für das Scharka-Virus, wie die sogenannte Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR). Er kann zudem mit einfachen technischen Mitteln durchgeführt werden: Die Blattprobe wird in einem Extraktionsbeutel unter Zugabe von Wasser zerrieben und anschließend dem Reaktionsansatz aus Enzymen, Primer und Farbindikator zugesetzt. Die Vervielfältigung der RNA findet bei einer konstanten Reaktionstemperatur von 63 Grad Celsius statt. Ein Gerät für wiederholte Temperaturänderungen, ein sogenannter Thermocycler, ist nicht notwendig. „Der Blue-LAMP-Test ist genauso zuverlässig wie bisher verfügbare Verfahren, er lässt sich aber deutlich schneller und einfacher umsetzen. Das ist von Vorteil, wenn die Virusfreiheit großer Mengen von Pflanzmaterial garantiert werden muss, beispielsweise in Baumschulen oder in der Züchtungsforschung“, stellt Prof. Dieter Treutter vom Fachgebiet Obstbau der Technischen Universität München fest. „Außerdem kann man das Testverfahren auf andere Pflanzenkrankheiten anwenden, beispielsweise auf Kartoffel- oder Tomatenviren.“

Wirklichen Schutz vor Scharka-Epidemien bieten allerdings nur resistente Arten. Auch daran forschen die TUM-Agrarwissenschaftler. Dr. Michael Neumüller hat zwei verschiedene Wurzelstöcke – sogenannte Unterlagen – entwickelt, die hypersensibel reagieren. Werden sie vom Scharka-Virus befallen, stirbt das betroffene Blattgewebe ab, die Gesamtpflanze bleibt virusfrei. Etwa 4.000 Stecklinge dieser hypersensiblen Zwetschgenbäume werden derzeit im Freiland beobachtet. Und auch dabei kommt der neue Schnelltest zum Einsatz: Er ermöglicht die schnelle und sichere Auswahl resistenter Exemplare aus einer Vielzahl an Kreuzungen.

Publikation:
Hadersdorfer, J., Neumüller, M., Treutter, D., Fischer, T.C. (Nov. 2011): Fast and reliable detection of Plum pox virus in woody host plants using the Blue LAMP protocol. Annals of Applied Biology,
DOI: 10.1111/j.1744-7348.2011.00510.x
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1744-7348.2011.00510.x/abstract
Kontakt:
Technische Universität München – Fachgebiet Obstbau
Prof. Dieter Treutter / Dr. Michael Neumüller
Dürnast 2, 85350 Freising
Tel.: +49 8161 71-3753
E-Mail: dieter.treutter@wzw.tum.de