Portugiesische Studie zeigt, dass das Mikrobiom der Rebenrüsselkrankheit von der Region und der Genetik geprägt wird

Portugiesische Forscher haben herausgefunden, dass die Zusammensetzung des Mikrobioms in den von Stammkrankheiten befallenen Rebstämmen sowohl vom genetischen Hintergrund der Rebe als auch von der Region, in der sie angebaut wird, stark beeinflusst wird. In der Studie, die in Scientific Reports veröffentlicht wurde, wurden 97 symptomatische Rebstöcke von zwei beliebten portugiesischen Rebsorten, Touriga Nacional und Aragonez (auch bekannt als Tempranillo), aus acht großen Weinbauregionen untersucht. Das Forschungsteam untersuchte mit Hilfe der Sequenzierung der nächsten Generation sowohl die Pilz- als auch die Bakteriengemeinschaften in den Stämmen dieser Rebstöcke.

Stammkrankheiten der Rebe (GTD) stellen weltweit eine erhebliche Bedrohung für den Weinbau dar und führen zu Holzfäule, Ertragsminderung und schließlich zum Absterben der Reben. Diese Krankheiten werden durch eine komplexe Gruppe von Pilzen verursacht, die holziges Gewebe, einschließlich des Stammes, der Arme und manchmal auch der Wurzeln, besiedeln. Sobald Symptome wie Holznekrose, toter Arm, gestreifte Blätter und Absterben auftreten, müssen infizierte Pflanzen oft entfernt werden, um eine weitere Ausbreitung zu verhindern.

Trotz der Bemühungen der Landwirte, GTD durch chemische Behandlungen, verbesserte Hygiene, Schnittmaßnahmen und biologische Bekämpfungsmittel in den Griff zu bekommen, sind die Verluste weiterhin hoch. Wenn man versteht, wie sich das Mikrobiom - die Gemeinschaft der in der Pflanze lebenden Mikroorganismen - als Reaktion auf die Krankheit verändert, könnte man neue Strategien zur Krankheitsbekämpfung entwickeln.

Die Studie ergab, dass die Region, in der die Reben angebaut werden, einen großen Einfluss auf die Arten von Mikroben hat, die in erkrankten Stämmen vorkommen. Die für jede Region spezifischen Umweltfaktoren schienen zu bestimmen, welche Bakterien und Pilze im Inneren der Pflanzen gedeihen. Auch der Genotyp der Weinrebe spielte eine wichtige Rolle: Die Touriga Nacional zeigte im Vergleich zur Aragonez ausgeprägtere Veränderungen in ihrem Stamm-Mikrobiom, wenn sie von einer Krankheit betroffen war.

Die Forscher sammelten Sägemehlproben von symptomatischen Stämmen und sequenzierten sowohl die pilzliche als auch die bakterielle DNA. Sie entdeckten, dass drei Pilzfamilien - Phaeomoniellaceae, Togniniaceae und Botryosphaeriaceae - in den Proben dominierten. Zu diesen Familien gehören Gattungen wie Phaeomoniella, Phaeoacremonium, Neofusicoccum, Diplodia und Botryosphaeria, die alle dafür bekannt sind, dass sie mit GTDs wie Esca und Botryosphaeria in Verbindung gebracht werden. Die meisten Reben waren mit Erregern aus beiden Krankheitsgruppen ko-infiziert.

Die Studie untersuchte auch andere Faktoren wie das Alter der Rebe und die Unterlage, stellte jedoch fest, dass diese weniger Einfluss auf die Mikrobiomvielfalt hatten als die Region oder die Sorte. Sie stellten jedoch fest, dass verschiedene Kombinationen dieser Faktoren zu unterschiedlichen mikrobiellen Gemeinschaften innerhalb des Stamms führten.

Die Forscher katalogisierten nicht nur, welche Mikroben vorhanden waren, sondern untersuchten auch, wie diese Organismen miteinander interagierten. Sie fanden Hinweise darauf, dass einige Mikrobengattungen mit GTD-Erregern im Stamm konkurrieren können. Dies deutet darauf hin, dass bestimmte endophytische Mikroben - also solche, die harmlos im Pflanzengewebe leben - möglicherweise als biologische Bekämpfungsmittel zur Unterdrückung krankheitsverursachender Pilze eingesetzt werden könnten.

Die Ergebnisse verdeutlichen die Komplexität der Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mikroben in Weinbergen und legen nahe, dass bei der Entwicklung von Strategien zur Bekämpfung von Stammkrankheiten sowohl die Umweltbedingungen als auch die Genetik der Rebe berücksichtigt werden müssen. Die Forschungsarbeiten liefern neue Erkenntnisse darüber, wie regionale Unterschiede und Pflanzenmerkmale die interne mikrobielle Landschaft von Reben, die an GTD leiden, prägen.

Diese groß angelegte Studie ist eine der ersten, die mit Hilfe fortschrittlicher DNA-Sequenzierungsmethoden untersucht, wie mehrere Faktoren - einschließlich Region, Sorte, Alter und Wurzelstock - das Mikrobiom kranker Rebstöcke beeinflussen. Die Ergebnisse könnten als Grundlage für künftige Bemühungen dienen, widerstandsfähigere Reben zu züchten oder gezielte mikrobielle Behandlungen für GTDs zu entwickeln.

Die Arbeit wurde von einem Team von Wissenschaftlern aus Portugal und anderen europäischen Ländern durchgeführt, die auf Pflanzenpathologie und Mikrobiologie spezialisiert sind. Ihre Forschung liefert wichtige Erkenntnisse darüber, wie die Gesundheit der Weinrebe mit ihrer internen mikrobiellen Gemeinschaft zusammenhängt - ein Thema von wachsendem Interesse, da die Weinberge zunehmend durch Krankheiten und veränderte Klimabedingungen belastet werden.