Detektion von phytopathogenen Pilzen an ausgewählten Arzneipflanzen
Trotz steigender Nachfrage stagniert der Arzneipflanzenanbau in Deutschland seit Jahren. Derzeit wird der steigende Bedarf zu ca. 85-90 % aus Importen gedeckt (Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V., 2014). Ein Grund für den begrenzten Anbau stellen pilzliche Pathogene dar, die zu massiven Ernteausfällen führen können. Ein breites Screening auf aktuell auftretende pilzliche Pathogene wurde an Johanniskraut (Hypericum perforatum), Anis (Pimpinella anisum), Kümmel (Carum carvi), Koriander (Coriandrum sativum) und Fenchel (Foeniculum vulgare) über vier Jahre (2020-2023) durchgeführt, wobei der Schwerpunkt auf H. perforatum und P. anisum lag. Untersucht wurden symptomatische und asymptomatische Pflanzenproben sowie Saatgutchargen der genannten Kulturen. Um Pilze aus dem Material zu isolieren, wurde die Oberfläche des Materials desinfiziert und auf ein Nährmedium übertragen. Diese kulturabhänge Methode ist jedoch nicht für den Nachweis aller Pilze geeignet. So können z. B. Pilze mit einem sehr langsamen Wachstum von anderen überwachsen werden. Zudem können obligat biotrophe Pilze nicht auf Medium kultiviert werden. Für den Johanniskrautwelkeerreger, der derzeit immer noch ein massives Problem im H. perforatum-Anbau darstellt, wurde eine kulturunabhängige Methode unter Verwendung der Real-Time-PCR optimiert und validiert. Dieser Test ist schneller und sensitiver als der bisher verwendete kulturabhängige Nachweis und kann sehr gut für Routinetestungen verwendet werden. An P. anisum stellt Rost (Puccinia pimpinellae) eine große Herausforderung für den Anbau dar, da dieser den Ertrag und die Qualität des Ernteguts erheblich beeinträchtigt. Für den Nachweis dieses obligat biotrophen Pathogens wurde eine kulturunabhängige Methode mittels konventioneller PCR etabliert, die die Detektion von Pilz-DNA in Pflanzenmaterial und Samen ermöglicht. Auch diese Methode steht für Routinetestungen zur Verfügung. Der routinemäßige Einsatz beider Methoden zur Überprüfung von Saatgut auf Befall mit den genannten Pathogenen ermöglicht es, kontaminierte Saatgutchargen vor der Aussaat zu identifizieren, vom Markt zu nehmen oder einer Saatgutbehandlung zu unterziehen. Dieses unterstützt eine gesunde Kultur sowie eine deutliche Einschränkung der Pathogenverbreitung.
Despite increasing demand, the cultivation of medicinal plants in Germany has been stagnating for years. Currently, about 85-90 % of the growing demand is covered by imports (Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V., 2014). One reason for the limited cultivation are fungal diseases, which can lead to massive crop losses. A broad screening for currently occurring fungal pathogens was conducted on St. John's wort (Hypericum perforatum), anise (Pimpinella anisum), caraway (Carum carvi), coriander (Coriandrum sativum), and fennel (Foeniculum vulgare) for four years (2020-2023), focusing on H. perforatum and P. anisum. Symptomatic and asymptomatic plant samples and seed batches from the mentioned cultures were examined. To isolate fungi from the plant material, the surface was disinfected and the material was transferred to a nutrient medium. However, this culture-dependent method is not suitable for every fungus. For example, slow-growing fungi may be overgrown by other fungi. In addition, obligate biotrophic fungi cannot be cultivated on a medium. A culture-independent method using real-time PCR was optimized and validated for the St. John's wilt pathogen, which is currently still a massive problem for H. perforatum. This test is faster and more sensitive than the previously used culture-dependent method and can be used very efficiently for routine testing. On P. anisum, rust (Puccinia pimpinellae) is a major challenge for cultivation as it significantly affects yield quantity and quality. For the detection of this obligate biotrophic pathogen, a conventional PCR has been established, which allows the detection of fungal DNA in plant material and seeds. This method is also available for routine testing. The routine use of both methods to test seeds for infestation with the pathogens mentioned above allows contaminated seed lots to be identified. They can then be withdrawn from the market or subjected to seed treatment before sowing. This enables a healthy crop as well as a significant reduction in the spread of pathogens.
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