Die Promotion beschäftigt sich mit der Resistenzevaluierung von Apfelsorten der Deutschen Genbank Obst (DGO) gegenüber dem frühzeitigen Blattfall (Diplocarpon coronariae) und der Bereitstellung von Kenntnissen zu widerstandsfähigen Sorten für den Streuobstanbau.
Der Anbau von Streuobst prägt unser Landschaftsbild und besitzt eine wichtige kulturelle und ökologische Bedeutung. Streuobstanlagen sind einzigartige Biotope für zahlreiche Tier- und Pflanzenarten und ergänzen damit die Diversität unsere Kulturlandschaft. Gleichzeitig sind sie auch eine wichtige Ressource für die Vielfalt von lokalen und regionalen Obstsorten. Diese Vielfalt ist durch den Rückgang der ursprünglichen Fläche stark gefährdet. Die Ursachen für den Rückgang sind vielfältig. Ein weiteres Problem für den Streuobstanbau ist die Bereitstellung von geeignetem Pflanzenmaterial, das an die lokalen Gegebenheiten angepasst und robust gegenüber Krankheiten und Schädlingen ist. Auch im Streuobstbau werden leider immer wieder Standardsorten gepflanzt, die anfällig gegenüber Krankheiten sind. Deshalb kann es in Neupflanzungen von Streuobstwiesen mit Standardsorten zur Ausbreitung von Pathogenen kommen, welche die Pflanzung bedrohen und sich von da aus auf den Erwerbsanbau und den Haus- und Kleingartenbereich ausbreiten.
Zu diesen Krankheiten gehört zunehmend auch der frühzeitige Blattfall (Diplocarpon coronariae), welcher sich in den letzten 10 Jahren massiv im süddeutschen Raum ausbreitete. Von der pilzlichen Krankheit sind hauptsächlich Streuobstbestände und Bäume im Haus- und Kleingarten betroffen. Welche Sorten gegen den Erreger robust sind, ist bislang weitgehend ungeklärt. In Deutschland gibt es schätzungsweise einige tausend alte und historische Sorten, welche an die lokalen Verhältnisse adaptiert sind und für die Neuanpflanzung von Streuobstanlagen zur Verfügung stehen würden. Ein Teil dieser Sorten wird direkt in Streuobstbeständen erhalten, während etwa 1000 Sorten in der DGO gesammelt und erhalten werden. Um die Ausbreitung der frühzeitigen Blattfallkrankheit sowie einen Schaden durch die Pflanzung falscher Sorten im Streuobstbereich zu minimieren, ist es deshalb notwendig, die Sortenanfälligkeit gegenüber dieser neuen Krankheit zu bewerten und deren Ursachen zu untersuchen.
Das Ziel der Studie umfasst deshalb eine umfassende Evaluierung der genetischen Ressourcen des Apfels der DGO auf Anfälligkeit gegenüber D. coronariae. Dazu werden die Sorten mit einem artifiziellen Test im Labor getestet und die robustesten Sorten anschließend in einem Gewächshaustest validiert. Danach werden mikroskopische Untersuchungen durchgeführt, um die Wirt-Pathogen-Interaktion in den verschiedenen Sorten zu charakterisieren. Anschließend erfolgt eine Assoziationsstudie mit molekularen Markern, um Resistenzregionen im Apfelgenom zu identifizieren. Diese Untersuchungen geben Rückschluss darüber, ob es sich um verschiedene Regionen oder Resistenzen in den Sorten handelt. Eine Sequenzanalyse des Genoms von D .coronariae soll außerdem weitere Erkenntnisse über die Interaktion zwischen Wirt und Pathogen bieten.
Die Ergebnisse der Resistenzevaluierung weisen auf Unterschiede in der Widerstandsfähigkeit innerhalb der 780 getesteten Apfelsorten hin. Es konnte keine vollständig resistente Sorte identifiziert werden. Mehrere Sorten zeigen jedoch eine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Erreger. Das zeigt sich u.a. durch eine verringerte Anzahl von Blattflecken mit Fruchtkörpern des Pilzes, einer geringeren prozentualen Nekrosefläche und auch einer verzögerten Ausbildung von generativen und somatischen Strukturen im Blatt des Wirtes.
Mithilfe einer ersten Assoziationsstudie mit 40881 SNP Markern konnten Marker-Merkmals-Assoziationen auf den Chromosomen 7, 12 und 14 detektiert werden. In diesen Regionen liegen Gene, die in der biotischen Stressantwort eine Rolle spielen, jedoch noch näher untersucht werden müssen. Diese Assoziationen könnten genutzt werden, um zukünftig Apfelsorten molekular auf ihre Resistenz gegenüber D. coronariae untersuchen zu können. Neben der Evaluierung von Apfelsorten auf Anfälligkeit gegenüber D. coronariae, ist im Projekt die Testung von Erregerisolaten unterschiedlicher geographischer Herkünfte auf das Vorkommen des Paarungstyps geplant. D. coronariae besitzt ein heterothallisches Paarungssystem, somit sind zwei Paarungstypen (MAT1-1 und MAT1-2) zur sexuellen Fortpflanzung notwendig. Aufgrund der Abwesenheit der Hauptfruchtform in Europa, nimmt man an, dass in Europa nur ein Paarungstyp vorkommt und sich der Erreger asexuell fortpflanzt. Die sexuelle Fortpflanzung führt zu einer schnelleren Anpassung, zum Beispiel an resistente Wirtsgenotypen. In Europäischen Proben konnte in den Untersuchungen ausschließlich der Paarungstyp MAT1-2 identifiziert werden. Die sexuelle Vermehrung und damit eine schnellere Anpassung an robuste Apfelsorten ist deshalb unwahrscheinlich.
Robuste Apfelsorten sind wichtig für die Wahl der Sorten bei Pflanzungen im Streuobstbereich und gleichzeitig auch im Haus- und Kleingartenbereich, den Erwerbsanbau, den ökologischen Anbau, sowie für die Züchtung. Durch die Wahl widerstandsfähiger Sorten kann der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln verringert und einer Belastung der Umwelt vorgebeugt werden. Zusätzlich leisten die Ergebnisse auch einen Beitrag zur Erhaltung der Streuobstanlagen und damit zur Erhaltung der biologischen Vielfalt in unserer Landschaft.
Keywords: Streuobst, Frühzeitiger Blattfall, Apfel, Widerstandsfähigkeit, Resistenz, Diplocarpon coronariae;