Untersuchungen zum Virulenzspektrum des Echten Mehltaus bei Hopfen (Sphaerotheca humuli) und zur Wirksamkeit rassenspezifischer Resistenzgene

Seigner, Elisabeth; Seefelder, Stefan; Felsenstein, Friedrich

Infektionen mit dem Echten Mehltau (Sphaerotheca humuli Burr.) gefährden in zunehmendem Maße den Qualitätshopfenanbau in Europa wie auch in den USA. In den letzten Jahren mussten hohe Summen für chemische Pflanzenschutzmittel ausgegeben werden, um drastische Ertragseinbußen und Qualitätsminderungen durch Mehltaubefall zu verhindern bzw. in Grenzen zu halten. Im Kampf gegen diese Pilzkrankheit ist die Resistenzzi.ichtung von größter Bedeutung. Für die gezielte Einkreuzung und Nutzung von Resistenzen in der Hopfenzüchtung ist es dringend erforderlich, die Wirksamkeit bekannter Resistenzgene (R-Gene) abzuschätzen. Dazu ist es notwendig, das Virulenzspektrum der S. -humuli-Populationen in den verschiedenen Hopfenanbaugebieten zu erfassen. In einem miniaturisierten Infektionssystem mit jungen Blättern wurde unter standardisierten Bedingungen in der Petrischale das Infektionsvermögen von 89 Mehltauisolaten gegenüber 12 verschiedenen Hopfensorten und Zuchtlinien geprüft. In diesem Hopfen-Differentialsortiment wurden die in der Literatur beschriebenen Resistenzgene (R-Gene) eingesetzt, aber auch bisher noch unbekannte Resistenzen. Durch diese ersten Untersuchungen zum regionalen Virulenzspektrum der in der Hallertau, England, Frankreich und den USA vorkommenden Mehltaurassen konnten gute Einblicke in das regionale Infektionspotential von Sphaerotheca ht1muli gewonnen werden. Zugleich ließ sich dadurch die Wirksamkeit bislang in der Züchtung verwendeter qualitativer, auf Hauptgenen beruhender Resistenzeigenschaften abschätzen. Es wurde deutlich, dass aus dem ohnehin sehr begrenzten Spektrum an verfügbaren Resistenzgenen bereits mehrere von komplementären Virulenzgenen auf Seiten des Mehltaupilzes durchbrochen sind und zumindest regional bestimmte Virulenzen eine höhere Frequenz aufweisen. Für das Hallertauer Anbaugebiet konnten mit dem Rl-, R2-, R5- und RW-Gen noch wirksame Resistenzen zur Einkreuzung erkannt werden. Außerdem wurde klar, dass es dringend notwendig ist, die genetische Basis für Mehltauresistenz im Hopfengenpool zu verbreitern. Neue Mehltauresistenzquellen werden vor allem bei Wildhopfen vermutet.

Hop powdery mildew, caused by the fungus Sphaerotheca lmmuli, has become a serious problem in almost all hop growing regions all across Europe and the USA. In recent years great expenses were caused by the high amounts of pesticides applied to prevent or limit the loss of yield and quality associated with heavy infection with powdery mildew. In controlling powdery mildew breeding for resistance is crucial. For specific incorporation and utilization of different genetic sources of resistance to powdery mildew it is vital to evaluate the effectiveness of these sources. For that purpose it is necessary to determine the spectrum of virulence genes of S. hu111t1li populations 'occurring in various hop growing regions. Using an infection system with detached leaves the potential of 89 isolates of powdery mildew to infect 12 differential hop cultivars and breeding lines has been tested under standardized conditions. In this set of differential hop genotypes all resistance genes characterized in literature were tested, including also unknown resistances. These investigations on the regional spectrum of virulence genes in powdery mildew strains from various Hallertau growing regions, from England, France and the USA revealed very interesting insights into the local potential for Sphaerotheca humuli infection. At the same time the effectiveness of race-specific resistances based on major genes that are currently utilized in breeding could be evaluated. Virulence analyses clearly showed that within the already limited spectrum of resistances several genes are overcome by corresponding virulence genes in the powdery mildew populations and have increased frequencies at least in specific regions. In the Hallertau region the Rl, R2, R5 and RW gene have been recognized as still effective sources of resistance. Furthermore, it became quite obvious that it is absolutely necessary, to broaden the genetic basis for resistance in the hop germplasm. New genetic sources of resistance are expected tobe found in wild hops.

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Seigner, Elisabeth / Seefelder, Stefan / Felsenstein, Friedrich: Untersuchungen zum Virulenzspektrum des Echten Mehltaus bei Hopfen (Sphaerotheca humuli) und zur Wirksamkeit rassenspezifischer Resistenzgene. 2002.

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