Phytomedizin 4. Sem (Fach) / resistenz, fungizide, biolog. PS (Lektion)

resistenz, fungizide, biologischer pflanzenschutz

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• toleranz resistenz richtet sich nicht gegen SE, sondern betrifft fähigkeit der pflanze, einen befall physiologisch auszugleichen - zB standfestigkeit, frosthärte fähigkeit einer pflz, den befall/die besiedlung durch einen SE zu verhindern oder zu begrenzen
• pflz resistenzmechanismen konstitutive (präformierte) abwehr postinfektionelle resistenz induzierte resistenz
• konstitutive, präformierte abwehr präformierte strukturelle barrieren: mechanisch, bedingt durch physikalische faktoren, (wachs-, kutikula-, epidermisveränderungen, beehaarung): epikutiläre wachse verhindern bildung von wassertröpfchen, verdickte zelwände, blattfarbe altersresistenz: pflzhärte nimmt mit alter zu
• präformierte abwehrstoffe sekundärmetabolite phytoanticipine: sekundäre inhaltsstoffe mit antimikrobieller aktivität, zB phenole, glucosinolate, senföle monoterpene, sesquiterpene
• phenole hydroxylgruppe am aromatischen ring lösliche und unlösliche substanzen abwehr von mo und SE, mechanischer schutz, anlockfunktion, lichtschutz
• postinfektionelle abwehr abwehrmechanismen, die durch pathogeninfektion aktiviert werden biochemisch oder mechanisch voraussetzung: spezifische erkennung durch die pflanze mit hilfe von elicitoren (oft moleküle, die von zellwand abgelöst werden)
• postinfektionelle abwehr bsp 4 papillenbildung: mechanische verstärkung zellwand an infektionsstelle, resistenzerfolg abhängig von geschwindigkeit der bildung chemische veränderungen zellwand: lignifizierung, suberinisierung, verstärkung durch proteine, bildung reaktive sauerstoffspezies synthese von phytoalexinen hypersensitive reaktion
• phytoalexine niedermolekulare, antimikrobielle substanzen synthese als antwort auf erregerbefall oder bei abiotischem stress diffusion in angrenzende gewebe möglich wachstumshemmung vieler pilze und bakterien, keine wirkung ggüber viren zB pisatin bei erbsen
• bildung reaktiver sauerstoffspezies oder von stickoxiden sauerstoffradikale, welche bei stress entstehen: H2O2, HO, NO starke akkumulation (oxidative burst) antimikrobielle wirkung katalysator zur vernetzung der zellwandproteine und phenole beteiligt an signaltransduktion (signalübermittlung, rk auf äußere reize)
• hypersensitive reaktion überempfindlichkeitsreaktion sehr schnell führt zum zelltod einzelner von der infektion betroffener zellen plötzlicher zelltod, programmierter zelltod häufig durch qualitative resistenz
• horizontale resistenz 7 generelle, unspezifische, quantitative, permanente R. geht auf passive und aktive mechanismen zurück viele unterschiedliche abwehrmechanismen kommen zeitlich abgestuft zum tragen bieten idR keinen vollständigen schutz (erste symptome können nicht vermieden werden) polygen bedingt (genprodukte verschiedener gene, zB enzyme und polypeptide, wirken ineinander) ausgelöst durch generelle elicitoren sorte/art mit horizontaler resistenz reagiert ggüber allen pathotypen eines erreger annähernd gleich bezüglich des resistenzgrades
• vertikale resistenz spezifische, qalitative R. mono- oder oligogen verankert vollständiger schutz spezifische elicitoren nur wenige jahre wirksam, weil leicht durch neue pathotypen überwindbar gekennzeichnet durch hypersensitiv reagierende wirtspflz
• induzierte, erworbene resistenz in pflz gebildete strukturelle oder biochemische barrieren induziert durch biotische oder abiotische faktoren faktor der stresstoleranz bei pflz (biotisch durch viren/SE/schädlinge, abiotisch durch umweltfaktoren) wird erst im laufe der entwicklung der pflz erworben abwehrreaktion dieselben wie bei postinfektioneller R. abwehrreaktionen entwickeln sich lokal oder systemisch
• abwehrreaktionen induzierter resistenz physikalische barrieren: lokal (papillen, lignifizierung, suberinisierung) chemische reaktionen: lokal (sekundäre inhaltsstoffe: phytoalexinsynthese) chemische reaktionen: systemisch (neusynthese proteine: hydrolytische enzyme, peroxidasen, pathogenesis-related proteine)
• resistenzinduktoren 5 nicht virulente und virulente pathogene (infektionskraft) nicht pathogene MO (mykorrhiza, hefen) pflz metabolite (extrakte aus knoblauch, efeu) abiotische faktoren (uv, schwermetalle, ozon) chemische induktoren (salicylsäure + derivate, auch nach exogener applikation!)
• prinzip induzierte resistenz auslösende faktoren haben keinen direkten einfluss auf SE/pathogene --> verdeutlicht durch sehr niedrige aufwandmengen ökologisch interessant
• induzierte resistenz: kosten 5 ertragsverluste kosten für verteilung von energie, signalstoffen konstitutive kosten (grundkosten?) für bereitstellung von signalvorstufen kosten für entgiftung ökologische kosten als ergebnis vieler interaktionen
• induzierte resistenz im praktischen PS pflzstärkungsmittel schaden wird reduziert aber nie vollständig verhindert applikation müsste prophylaktisch erfolgen, injektion in praxis nicht möglich ertragseinbußen dennoch von bedeutung, da krankheitsverlauf verlangsamt und damit auch ausbreitung
• nachteile/grenzen resistenter nutzpflz züchtung sehr zeitaufwendig - für perennierende pflz oftmals jahrzehnte resistenzen werden im koevolutionsprozess überwunden auswirkungen auf ökosystem?
• fungizide nach anwendungsart und -ort beizmittel: bekämpfung samen- und bodenbürtiger KE blattfungizide bodenfungizide
• fungizide nach zeitpunkt der wirkung nach mobilität in pflz protektiv: äußerlich schützend, präinfektionell appliziert, meist eradikativ kurativ: heilend, postinfektionell, weitere ausbreitung verhindern, systemisch nicht systemisch: werden nicht in pflz transportiert systemisch: werden von pflz aufgenommen und verlagert, lokal- und vollsystemisch
• nachteile nicht-systemische fungizide 5 nur erste entwicklungsstadien (keimung, keimschlauchbildung) werden erfasst - wenn pilz ins gewebe gelangt, ist er ungehindert belag muss pflzoberfläche vor pilz sehr gleichmäßig bedecken: protektiv nachwachsendes gewebe regen umwelttoxizität
• vorteile systemisch fungizide 4 unabhängig von witterung neu zuwachsende teile bekämpfung pilze im gefäßsystem, also auch nach eindringen (neben protektiver auch kurative wirkung) eröffnen möglichkeit, erst nach erreichen der schadschwelle zu handeln
• quasi systemische wirkstoffe strobilurine werden beim wiederbefeuchten des spritzbelages nachverteilt gleichmäßige nachlieferung über längeren zeitraum bei höheren T auch verteilung über gasphase depotwirkung
• additive keine wirksamkeit ggüber organismen eigenschaften psm werden beeinflusst netzmittel, penetrationsmittel, haftmittel
• fungizide - einteilung anch biochemischem wirkungsspektrum unspezifisch: breite wirksamkeit, häufig auch nichtzielorg spezifisch: betrifft oft nur einen punkt im stoffwechsel des pilzes (target site)
• targets fungizider wirkstoffe im zielorganismus enzymhemmung oder -inaktivierung multi-site-hemmstoffe: katalytische enzyme werden unselektiert betroffen, resistenzbildung unwahrscheinlich single-site-hemmstoffe: selektiv, nur ein enzym oder eine gruppe von enzymen, resistenzbildung rasch möglich
• anorganische fungizide schwefel und schwefelverbindungen: mengenmäßig meistverwendetes fungizid, ungiftig für insekten/mensch/tier, als stäubemittel oder suspension kupferkalkbrühe: gut gegen falschen mehltau reben, protektiv: hemmung proteine, unspezifisch: schäden an pflz+bodenorganismen, anreicherung kupfer im boden
• organische fungizide dithiocarbamate zT insektizide+herbizide+nematizide wirkung nicht systemisch, nicht phytotoxisch inhibitoren energieproduktion zelle (rk mit sh-gruppen enzyme) hemmung metallhaltiger enzyme durch komplexbildung
• nciht systemische fungizide v.a. anorganische substanzen: breites wirkungsspektrum multi site inhibitoren (hemmung mehrerer stoffwechsel-rk) oder hemmung von grundlegenden fkt mit universellem charakter (ATPase)
• sterolbiosynthesehemmer größte fungizidwirkstoffgruppe ergosterol triazole, imidazole, morpholine
• triazole nebeneffekte 4 haben positive wachstumsregulatorische nebeneffekte chlorophyllgehalt, verlängerte assimilationszeit: bessere FS einkürzen längenwachstum verlangsamen abreife und bewirken somit verlängerte korneinlagerung (abreifehormone)
• anilinopyrimidine breit wirksam, im ackerbau - obstbau - weinbau angewendet hemmung der sekretion extrazellulärer proteine hemmung methioninbiosynthese keine kreuzresistenzen vorhanden
• strobilurine 7 essbar keine bakterizide wirkung erst nach stabilisierung mit aromatischem ring zweitgrößte fungizidgruppe resistenzprobleme bilden wirkstoffdepot in wachsschicht greifen in atmungskette ein: behinderung atp-synthese
• wirksamkeit von strobilurinen erhalten immer in mischung mit nicht kreuzresistentem wirkstoff höchsten 2x pro vegetationsperiode keine unterdosierung stadiengerechte anwendung infektionsbezogen so früh wie möglich
• gründe für sensitivitätsverluste bei pilzen 4 veränderung biochemischer wirkort schnellerer abbau verminderte aufnahme biochemische oder physiologische kompensation
• verwendung MO gegen pflzkrankheiten - 2 möglichkeiten, voraussetzungen rhizosphärenkompetenz: können wurzelbereich besiedeln, zB wenn über samen eingebracht phyllosphärenkompetenz: angepasst ans mikroklima an pflzoberfläche von stängel und blättern
• eigenschaften mikrobieller antagonisten 7 genetisch stabil effektiv in geringen konzentrationen einfach und kostengünstig zu kultivieren breites pathogenspektrum in unterschiedlichen systemen einfache ausbringung non toxisch mensch, non pathogen pflanze, resistent gg psm kompatibel mit anderen maßnahmen
• biologisches präparat als blattfungizid biofungizid AQ 10 keimfähige sporen besiedeln mehltau keine chem. wirkstoffe, sondern direkte bekämpfung rascher biolog abbau keine resistenzbildung
• bekämpfung weißstängeligkeit mit contans, erstes biologisches fungizid Ds sklerotien werden durch sporen parasitiert anwendung nach rapsernte nur bei direktem kontakt
• trichoderma ssp schnell wachsende bodenpilze T-tolerant, trockentolerant, fungizidtolerant starke antagonisten und pathogene gegen andere pilze hemmstoffe (toxine, antibiotika), konkurrenz um nst und lebensraum, parasitierung einige nicht rhizosphärenkompetent
• pflanzenstärkungsmittel 2 bsp promot: lebende MO+enzymkomplexe+NST, erhöhung widerstandskraft gg bodenbürtige krankheiten und verbesserung bewurzelung, gegen rhizoctonia/pythium/fusarium trichosan: gg bodenbürtige erreger
• bakterien gg pflanzenkrankheiten mechanismen, lebensräume, stämme mechanismen: substratkonkurrenz, siderophoren (bindung fe), antibiosis lebenräume bakterien: suppressive böden, oberirdische pflzteile, wurzeloberflächen, pflzpathogene (hyperparasiten), pflzpathogene bakterien bacillus, pseudomonas - stämme
• vor der ausbringung von MO wissen 4 exakte identifizierung und beschreibung der MO bis artniveau stabile ökosysteme für ungestörte entwicklung geeigneter günstige bedingungen im gewächshaus (klima stabil) kenntnisse über biologie+ökologie
• angriffsorte fungizide 4 sterol-biosynthese: DMI, triazole atmungskette: strobilurine nukleinsäure stoffwechsel: phenylamide tubulin-biosynthese: benzimidazole (wachstum)
• biologischer ps durch menschen gesteuerte nutzung von organismen und deren leistungen zum schutz von pflz ggüber belastungen durch abiotische und biotische faktoren
• biotechnologische verfahren attractants: lockstoffe, pheromone repellents: abwehrstoffe, azadirachtin gvo-pflz: bt-toxin
• bestandteile biolog ps 3 tierische gegenspieler: prädatoren, parasitoide, phytophagen mikrobielle gegenspieler: antagonistisch, hyperparasitisch, antibiotisch einsatz gegen tierische schädlinge (nematoden, arthropoden, vertebraten), mikrobielle pathogene (viren, bakterien, pilze), unkräuter
• mechanismen biologischer pflanzenschutz 5 konkurrenz antibiosis parasitismus induzierte resistenz übertragung von krankheitserregern
• methoden biolog bekämpfung neueinbürgerung von nutzorganismen (klassich) künstlicher masseneinsatz von arthropoden (inundative applikation) erhaltung und förderung von nutzorganismen (konservativ)

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