Wissenschaftler des Agricultural Research Service (ARS) lassen nichts unversucht, um nach neuen Wegen zur Bekämpfung des Pilzes zu suchen, der Teerflecken verursacht, eine ertragsschädigende Krankheit bei Feldmais im Mittleren Westen der USA.
Der Teerfleck wurde erstmals 2015 in Illinois und Indiana gemeldet und hat sich inzwischen auf andere nahegelegene Bundesstaaten sowie Florida und Kanada ausgeweitet. Die Krankheit äußert sich in erhabenen schwarzen Flecken, die die Blätter, Schalen und Stängel anfälliger Maissorten fleckig machen, ihre Photosynthesefähigkeit verringern und in schweren Fällen zum Absterben der Pflanzen und zu Getreideertragsverlusten von 20 bis 60 Scheffeln pro Hektar führen.
Jetzt könnten dieselben Flecken jedoch einen versteckten Feind des Pilzes, der Teerflecken verursacht, Phyllachora maydis, offenbaren. Die Flecken, Stromata genannt, sind eine robuste, strukturelle Form des Pilzes, die es ihm ermöglicht, den Winter zu überleben und im folgenden Frühjahr eine Schar von Sporen freizusetzen, die die nächste Maisernte infizieren.
Aber ein Team scharfsichtiger Wissenschaftler am National Center for Agricultural Utilization Research der ARS in Peoria, Illinois, beobachtete, dass einige von ihnen gesammelte Stromata-Proben nicht keimten – das „Handwerk“ anderer Pilze und Bakterien, die den Teerfleckenpilz parasitieren, was möglicherweise zu einer Öffnung führte die Tür zu einem biologisch basierten Ansatz zur Kontrolle.
Die Beobachtung der Wissenschaftler erfolgte im April 2022 bei der Inspektion einer Mais-Forschungsfläche in der Nähe des ARS-Zentrums. Leichte Ausbrüche von Teerflecken können im Allgemeinen durch den Einsatz synthetischer Fungizide und Maissorten, die eine gewisse Schädigung durch den Pilz vertragen, reduziert werden. Aber unter den richtigen Wetterbedingungen können schwere Ausbrüche diese Abwehrkräfte überfordern, was kostspielige Auswirkungen auf die Gewinne der Landwirte hat und die Notwendigkeit zusätzlicher Gegenmaßnahmen unterstreicht, die eingesetzt werden können.
Glücklicherweise bot die Natur mit ihrem System der gegenseitigen Kontrolle mehrere verschiedene Arten von Pilzen und Bakterien, die auf oder in den Stromata des Pilzes wachsen und sich vermehren – von denen einige als weißlicher Flaum auf den Stromata erschienen, als Forscher sie 2019 unter dem Mikroskop untersuchten Das Labor.
Der Einsatz von DNA-basierten Identifizierungsmethoden durch die Forscher ergab, dass einige der Pilze und Bakterien bekannte biologische Bekämpfungsmittel für Krankheiten sind, die andere Nutzpflanzen befallen. In Versuchen beispielsweise verhinderte die Exposition gegenüber Sporen von Gliocladium catenulatum (einem kommerziell erhältlichen Biokontrollpilz) die Keimung von 88 Prozent der Stromata des Teerfleckenpilzes. Ein aus einem Teerfleckenstroma isolierter Alternaria-Pilz verhinderte die Keimung von etwa 45 Prozent der Stromata.
Mehrere Forschungsstudien haben gezeigt, dass einige Stämme von Alternaria alternata wirksame Biokontrollorganismen sind, die den durch Pflanzenpathogene verursachten Schaden reduzieren können, sagte Eric Johnson, ein forschender Molekularbiologe der Crop Bioprotection Research Unit des ARS-Zentrums in Peoria.
Darüber hinaus zeigten Laboruntersuchungen, dass der getestete Alternaria-Stamm bei einer anfälligen Maissorte keine Krankheit verursachte, wenn er beschädigten Blattteilen zugesetzt wurde. Es könnte außerdem nützlich sein, um überwinternde Teerfleckenstromata abzutöten, da der getestete Stamm bei kalten Temperaturen gut wuchs, fügte Johnson hinzu.
Die Studien der Wissenschaftler befinden sich noch im Anfangsstadium und weitere Untersuchungen sind erforderlich, um das Potenzial der Pilze und Bakterien zur biologischen Bekämpfung von Teerflecken auf kommerziellen Feldern bei der Anwendung während der Vegetationsperiode oder zur Abtötung von Überwinterungspflanzen vollständig zu ermitteln. In der Zwischenzeit werden auch andere Ansätze zur Bekämpfung der Krankheit untersucht, sowohl in Peoria als auch in der Forschungseinheit für Pflanzenproduktion und Schädlingsbekämpfung von ARS in West Lafayette, Indiana. Diese beinhalten:
Einzelheiten zum Biokontrollpotenzial der natürlichen Konkurrenten des Teerfleckenpilzes wurden in der Juni-Ausgabe 2023 der Zeitschrift veröffentlicht Mikroorganismen von Johnson und den Co-Autoren Pat Dowd, Jose Ramirez und Robert Behle – alle mit der Crop Bioprotection Research Unit des ARS-Zentrums in Peoria.
Mehr Informationen:
Eric T. Johnson et al., Potenzielle Biokontrollmittel der aus überwinterten Phyllachora maydis Stromata isolierten Maisteerfleckenkrankheit, Mikroorganismen (2023). DOI: 10.3390/Mikroorganismen11061550