Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung einer harmonisierten Methode zur Resistenztestung von Roggen gegenüber dem Mutterkornpilz (Claviceps purpurea) und zur Minimierung der Kontamination durch Ergotalkaloide

Mutterkorn wird von Claviceps purpurea verursacht und ist eine ernste Erkrankung des Roggens, die zur Bildung von schwarz-violetten Sklerotien in der Ähre führt. Wegen einer Vielzahl von toxischen Alkaloiden hat die EU-Kommission strenge Grenzwerte für den Anteil der Sklerotien im Erntegut (0,05% für menschliche Ernährung, 0,1% für Futter) erlassen. Überschreitet ein Landwirt diese Werte, muss er erhebliche Abschläge in Kauf nehmen bzw. die Ware wird komplett gestoßen. Dieses Merkmal macht jedoch nur bedingt eine Aussage über die wirkliche Toxizität einer Partie. Innovative Ziele des Antrages sind eine einheitliche Methode zur Resistenzprüfung von Roggen gegen Mutterkorn und eine Untersuchung der Alkaloidbildung in Abhängigkeit von Ort, Jahr, Land (=Umwelten), Wirtsgenotyp und Pilzisolat. Dazu werden in Deutschland, Österreich und Polen in einem standardisierten Design mit künstlicher Inokulation mehrere Feld- und Gewächshausexperimente durchgeführt, die eine getrennte Ermittlung der Bedeutung von Blühmorphologie, Pollenschüttung, physiologischer Resistenz (=Genotyp), Umwelt und deren komplexer Interaktion erlauben. An insgesamt vier bis zehn Standorten in Deutschland, Österreich und Polen werden Standardsorten (Populations-/Hybridsorten) und faktorielle Kreuzungen mit unterschiedlicher Pollenschüttung geprüft und zur Ernte der Prozentsatz der Sklerotien, der Gesamtalkaloidgehalt anhand eines kommerziellen ELISA, sowie an einem Teil der Proben der Gehalt von 12 einzelnen Alkaloiden mit HPLC geprüft. In einem aufwändigen, methodischen Experiment wird untersucht, ob es auch bei Ausschaltung des Einflusses von Blühmorphologie und Pollenschüttung noch physiologische Resistenz gegen Mutterkorn gibt. Dies wird ein tieferes Verständnis der Abwehrmechanismen von Roggen erlauben und den Züchtern wertvolle Hinweise auf die relative Bedeutung der einzelnen Faktoren geben, die sie im Selektionsprozess berücksichtigen müssen, um resistente Sorten zu erzielen.

Ergebniszusammenfassung:

Zur Erreichung des Ziels wurden Feldversuche in Deutschland, Österreich und Polen unter künstlich erzeugtem Mutterkornbefall durchgeführt und resistentes Zuchtmaterial bei allen beteiligten Zuchtunternehmen identifiziert. Alle notwendigen Schritte, wie Inokulum-Produktion, Feldversuche, Aufarbeitung, etc. wurden auf ihre Eignung validiert und optimiert.

Es zeigte sich dass ein gutes, stabiles Pollenschüttungsvermögen ein wichtiger Faktor bei der Mutterkornbekämpfung darstellt. Es zeigte sich aber auch, dass die mütterliche Seite ebenfalls relevant ist, was durch ein spezielles Testsystem unter Pollenausschluss demonstriert wurde. Die beiden genutzten Inokulationsmethoden (Sprüh- und Nadelinokulation) wiesen einen engen Zusammenhang auf. Die Sprühinokulation von cytoplasmatisch-männlich sterilem Material im Gewächshaus erscheint dafür jedoch vielversprechender.

Die chemische Analyse der Mutterkornalkaloide ergab nur eine mittlere Korrelation von Alkaloidgehalt und Mutterkornanteil. Aus diesem Grund kann vom bisher erfassten prozentualen Mutterkornanteil nicht zuverlässig auf den Alkaloidgehalt geschlossen werden. Die länderspezifischen Isolate zeigten hierbei dasselbe stabile Alkaloidspektrum. Es konnte kein Zusammenhang zwischen HPLC und dem geprüften kommerziellen ELISA festgestellt werden. Dies bedeutet, dass im Zuge der zukünftigen EU–Regulierungen, basierend auf einem maximalen Alkaloidgehalt, die Proben mittels der routinemäßigen und standardisierten HPLC Analyse geprüft werden müssen, um die Grenzwerte einzuhalten.

Alle Projektziele und Fragestellungen wurden zufriedenstellend beantwortet, wobei die einzelnen Projektpartner die im Antrag geplanten Ziele erreicht haben und sich die Projektzeit durch eine gute Zusammenarbeit und einen regen Austausch ausgezeichnet hat. Sowohl arbeitspaket- als auch länderübergreifende Versuche wurden erfolgreich koordiniert, durchgeführt und ausgewertet. Das Forschungsziel wurde somit vollständig erreicht.