Zentralbl. Mikrobiol. 146 (1991), 103-107

Gustav Fischer Verlag lena

[Biologische Zentralanstalt Berlin, Institut fUr Phytopathologie Aschersleben, BRD]

Technologie der Testung von generativ vermehrtenVeredlungsunterlagen aus der Art Prunus domestica L.auf Befall mit Kirschenringflecken-VirenTechnology of Testing Generatively Propagated Prunus doTTUstica L. Rootstocksfor Prune Dwarf and Prunus Necrotic Ringspot Viruses

H.-H. SCHIMANSKI und U. MEYER

Key words: Prune dwarf virus, Prunus necrotic ringspot virus, plum, virus transmission by seed, virus infestation ofseed and seedlings.

Summary

Comparative screenings using ELISA technique were performed to evaluate the incidence of prune dwarf(PDV) and Prunus necrotic ringspot (PNRV) viruses in seed, young two-leaf seedlings and elder field-grownseedlings of plum (Prunus domestica L.) varieties Damas noir, GroBe Griine Reneldode and Nancymirabelle. Therate of PDV IPNRV infestation in seeds was significantly greater than in seedlings grown up from the same seed lot.In seeds, two-leaf seedlings and elder field-grown seedlings, rates of infestation with PDV averaged 19.2, 2.0 and0.4%, respectively. Infestation rates with PNRV were 6.4 % in seeds, 0.8 % in two-leaf seedlings and 0.5 % in elderfield-grown seedlings. The rates of infestation with PDV and PNRV in common were proved to be 0.6 % for seedsand 0% for each of the two developmental stages of the seedlings.

Zusammenfassung

In vergleichenden Untersuchungen an Samen, Keimpflanzen und lungpflanzen von Prunus domestica L. aufBefall mit Kirschenringflecken-Viren (Chlorotisches Kirschenringflecken-Virus, prune dwarf virus, PDV, undNekrotisches Kirschenringflecken-Virus, Prunus necrotic ringspot virus, PNRV) ergab sich, daB bei aus dergleichen Saatgutpartie stamrnendem PfIanzenmaterial der PDV IPNRV-Besatz vom Samen iiber die Keimpflanzenbis zum einjiihrigen lungpflanzenaufwuchs fortlaufend zuriickging. Die Differenzen im Virusbefall erwiesen sichals signifl1cant. Fiir die Gesamtheit aller untersuchten Samen, Keimpflanzen und lungpflanzen aus den PfIaumensor­ten "Damas noir", "GroBe Griine Reneklode" und "Nancymirabelle" lagen die jeweiligen PDV I PNRV-Befallswertebei 26,2 %,2,8% undO,9%. Davon entfielen bei Samen 19,2 % aufdas PDV, 6,4% aufdas PNRV und 0,6% aufMischinfektionen durch das PDV und PNRV, bei Keimpflanzen 2,0% auf das PDV und 0,8 % auf das PNRV undbei lungpflanzen 0,4 % auf das PDV und 0,5 % auf das PNRV.

Samlinge der Pflaume (Prunus domestica L., Nomenklatur nach OHLE 1986) zahlen zu denwichtigsten generativ vermehrten Veredlungsunterlagen fUr die Baumschulanzucht von GehOlzar­ten aus den Gattungen Prunus, Armeniaca und Persica (HILDEBRANDT 1967; MULLER et al.1973; HARTMANN 1984; ANONYM 1989a). Die Erzeugung virusfreier Saatware bzw. virusfreierSamlingsunterlagen dieser Prunus-Species laBt sich am einfachsten tiber die Errichtung undNutzung virusfreier Pflaumen-Samenspenderan1agen realisieren (SCHIMANSKI 1971; KEGLERet al. 1987). Mitunter ergibt sich jedoch die Notwendigkeit, den Gesundheitszustand solcher

104 H. H. SCHIMANSKl und U. MEYER

Samlingsherktinfte beurteilen zu mtissen, die aus Saatgut von Samenspendem mit unbekann­tern Virusstatus aufgewachsen sind. In derartigen Fallen kann der Virusbesatz des Pflanzen­materials nur tiber die Testung einer Stichprobe von Samen aus der Saatgutpartie oder vonSamlingen aus dem Saatbeet bestimmt werden. Dabei ware das Untersuchungsmaterial ledig­lich auf Befall durch Kirschenringflecken-Viren (Chlorotisches Kirschenringflecken-Virus,prune dwarf virus, PDV, und Nekrotisches Kirschenringflecken-Virus, Prunus necrotic ring­spot virus, PNRV) zu testen, da sich bei Pflaume nur diese beiden Viren als samentibertragbarerwiesen haben (zusammenfassende Darstellung bei NEMETH 1986, vgl. aber auchSCHIMANSKI et al. 1988 a). Bei derartigen Priifungen erhebt sich die Frage, ob die Befalls­werte, die bei der Virustestung an Samen erhalten werden, mit den Ergebnissen von Tests anaus der gleichen Saatgutpartie aufgewachsenen Siimlingen tibereinstimmen. Aus Unter­suchungen an Vogelkirsche (Cerasus avium (L.) MOENCH) (MINK und AICHELE 1984;SCHIMANSKI etal. 1988b), Pfirsich (Persica vulgaris MILL.) (MINK und AICHELE 1984) undSchlehe (Prunus spinosa L.) (SCHIMANSKI und MEYER 1990) ist bekannt, daB Ilarvirus-Testsan Samen und an aus der gleichen Saatgutherkunft aufgewachsenen Siirnlingen durchausunterschiedliche Resultate ergeben konnen. Es erschien daher angebracht zu prufen, ob beiPflaume der gleiche Sachverhalt zu beobachten ist.

Material und Methoden

Die auf PDV IPNRV-Befall gepriiften PfIaumensamen und -siimlinge entstammten Saatgutpartien aus Impor­ten ("Damas noir") und aus der Verarbeitung des Fruchtaufkommens inHindischer Ertragsanlagen ("GroBe GriineReneklode" und "Nancymirabelle"). Ais Untersuchungsmaterial dienten stratifizierte Samen, aus den jeweilsgleichen Saatgutpartien im Freiland aufgewachsene Keimpflanzen im Zweiblattstadium sowie Siimlings­Jungpflanzen aus dem Saatbeet in vollem Wachstum im Hochsommer. 1m letzteren Fall erfolgte die Virus­testung an Triebspitzen der Siimlinge, aber nur von solchen, bei denen zu erwarten stand, daB sie sich bis zurRodung im Splitherbst zu TGL-gerechtem Unterlagen-Pflanzgut (ANONYM 1989b) entwickeln wiirden. Diegetesteten Samen, Keimpflanzen und Jungpflanzen einer jeden Sorte stellten jeweils gesondert gezogene Stich­proben dar, waren also nicht Entwicklungsstadien ein- und derselben PfIanzenindividuen. Die PDVIPNRV-Testswurden an Samen- bzw. PfIanzenmaterial aus den Emte- bzw. Aufwuchsjahren 1985/1986, 1987/1988 und1988/1989 durchgefiihrt.

Die Priifung der PfIaumensamen und -slimlinge auf Befall durch das PDV undloder das PNRV erfolgte aufserologischem Wege mittels des DAS-ELISA (CLARK und ADAMS 1977) nach der bei SCHIMANSKl (1988)angegebenen Methodik. Der Schwellenwert wurde nach der bei NOLAN und CAMPBELL (1984) sowie CULVERund SHERWOOD (1988) beschriebenen Verfahrensweise ermittelt.

Die Versuchsergebnisse wurden mittels einer speziellen Varianzanalyse fiir relative Hliufigkeiten (RYAN1960) ausgewertet.

Ergebnisse

Die Resultate der Testung von Pflaumensamen und -samlingen auf Art und AusmaB desBefalls mit Kirschenringflecken-Viren sind in Tab. I zusammengefaBt. Danach herrschte inSamen und daraus aufgewachsenen Siimlingsherktinften das PDV vor; das PNRV war wenigerhaufig zu finden. Mischinfektionen durch beide Viren wurden ausgesprochen selten festge­stellt. Der PDV/PNRV-Besatz ging von Samen tiber die Keimpflanzen bis zum einjiihrigenJungpflanzenaufwuchs fortlaufend zuruck, wobei die Befallsabnahme zwischen Samen einer­seits und Samlingsaufwuchs andererseits besonders deutlich zum Ausdruck kam. Die Unter­schiede im PDV/PNRV-Besatz zwischen Samen, Keimpflanzen und Jungpflanzen lieBen sichstatistisch sichem, und zwar sowohl im Vergleich des Untersuchungsmaterials tiber beideViren und aIle Sorten als auch im Vergleich des Untersuchungsmaterials tiber beide Vireninnerhalb einer Sorte, hier allerdings nur bei den beiden am starksten virusverseuchtenSorten.

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106 H. H. SCHIMANSKI und U. MEYER

Diskussion

Wie aus den Untersuchungsergebnissen hervorgeht, liefem Virustests an Pflaumensamen stetsdeutlich hohere PDVIPNRV-Befallswerte als Tests an aus der gleichen Saatgutpartie aufgewach­senen Keim- oder Jungpflanzen. Fiir die Baumschulproduktion verwertbare Erkenntnisse zumPDVIPNRV-Status von Pflaumen-Siimlingsbestlinden lassen sich somit nur aus Virustests an invollem Wachstum befindlichen Jungpflanzen aus dem Saatbeet erlangen.

Die Unterschiede im Anteil nachgewiesenen PDV IPNRV-Antigens in Pflaumensameneinerseits und Pflaumensamlingen unterschiedlicher Entwicklungszustandes andererseits konntenbedingt sein durch

falsch-positive ELISA-Reaktionen bei der Testung der Samen;Vorhandensein nichtinfektiosen Virusantigens im Samen;Abbau des im Samen vorhandenen Virus wahrend der Saatgutstratifikation und Samen­keimung;Unterschiede im Virusgehalt zwischen bestimmten Teilen des Samens oder der Keimpflanze;Differenzen in der Keimflihigkeit von virustragenden und virusfreien Samen.

Falsch-positive ELISA-Reaktionen bei der Samentestung, obzwar verschiedentlich alsUrsache fUr Fehldeutungen im Virusstatus von Pflanzenmaterial erkannt (zusammenfassendeDarstellungen bei BARNETT 1986 und LANGE 1986), diirften als hinreichende Erkllirungsmoglich­keit fiir die beobachteten erheblichen Unterschiede in der PDV IPNRV-Antigen-Haufigkeitzwischen Pflaumensaatgut und Pflaumen-Siimlingsaufwuchs kaum in Frage kommen. Jeder dergepriiften Pflaumensamen konnte an Hand der Bewertungskriterien ELISA-Extinktionswert undErscheinungsbild der Doppelprobe eindeutig einer der beiden Altemativen "PDV IPNRV-Anti­gen-tragend" oder "PDV IPNRV-Antigen-frei" zugeordnet werden. Zudem lagen die ELISA­Extinktionswerte von virusfreien Kontrollsamen stets im Bereich unterhalb von 0,1.

Das Vorliegen nichtinfektiosen Virusantigens im Samen (NOLAN und CAMPBELL 1984), einVirusabbau wlihrend der Saatgutstratifikation und der Samenkeimung (MATTHEWS 1970), eineMinderung der Keimflihigkeit PDV-tragender Samen (SCHIMANSKI et al. 1990) und/oder eineLokalisation des Virus auf bestimmte, vergangliche Teile des Samens (Testa; MAURY et al.1987 a, 1987b; PESIC und HIRUKI 1986) oder der Keimpflanze (Kotyledonen; VERTESY 1976)lieBe hingegen eine zwanglose Deutung der Differenzen im PDV IPNRV-Besatz zwischenPflaumensamen und -samlingsaufwuchs zu. AIle genannten Wirkungsvoraussetzungen und-mechanismen miiBten letztendlich auf eine Eliminierung des PDV und gleichermaBen auch desPNRV im Verlauf der Samenkeimung und Keimlingsentwicklung hinauslaufen, die dann eine imVergleich zur Saatware wesentlich geringere PDV IPNRV-Verseuchung der Pflaumen-Samlings­bestlinde zur Folge hatte, wie dies in der Tat auch beobachtet worden ist.

Danksagung:

Den Agraringenieuren UTE ROGGENBOCK, ANDREA ECKE und STEFFI WINTER sowie der BiologielaborantinEDITH POHL sind wir fiir gewissenhafte technische Assistenz zu Dank verpflichtet.

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Anschrift der Verfasser: Dr. H.-H. SCHIMANSKI und Dr. D. MEYER, Biologische Zentralanstalt Berlin, Institut fUrPhytopathologie Aschersleben, Theodor-Roemer-Weg, 0-4320 Aschersleben, BRD.