Designing sustainable control strategies for fire blight

• Research unit: ACW (FAW)
• Project number: 04.24.03.03
• Brief title: Feuerbrandbekämpfung

Key words (English)

fire blight, Erwinia amylovora, biological control, bacteriology, genetic diversity, sustainable production, apple

Short description (German)

Feuerbrand ist im Moment die grösste Bedrohung für den Kernobstbau in der Schweiz. Die Entwicklung von Bekämpfungsmöglichkeiten, die mit der aktuellen Strategie der Verhinderung sowie mit dem bestehenden Prognose- und Warndienst kombiniert werden können, ist eine Priorität für den schweizerischen Obstbau. Bisher konnten in der Schweiz nur begrenzte Studien über das Potenzial von Bekämpfungspräparaten durchgeführt werden. Ein umfassendes Forschungsprogramm muss, neben dem Screening von Antagonisten, Pflanzenextrakten und chemisch-synthetischen Pflanzenschutzmitteln (PSM) auch Mechanismen der Wirkung (und der Nicht-Wirkung) solcher Produkte aufklären und Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Bekämpfungsmöglichkeiten (inkl. Resistenzzüchtung) untersuchen, um diese in einer umfassenden Strategie zu kombinieren. Nachhaltige Bekämpfungstrategien sind davon abhängig, dass grundlegende Informationen über das Erregerbakterium, Erwinia amylovora, bekannt sind. Insbesondere ist es wichtig, die genetische Diversität der Pathogenpopulation zu identifizieren. Es ist zu erforschen, ob Unterschiede in der Sensitivität der Population gegenüber einzelnen Bekämpfungsmöglichkeiten existieren, ob bestimmte Bekämpfungsarten unerwünschte Verschiebungen in der Pathogenpopulation (z.B. Resistenzentwicklung) verursachen und ob sich die Stämme in einer Obstanlage von Stämmen anderer Wirtspflanzen unterscheiden. Ein erster Schritt in einer solchen Analyse ist die Identifikation von spezifischen Markern. Diese Marker haben den zusätzlichen Vorteil, dass sie, als eine empfindliche molekulare Diagnosemethode, die Diagnose durch klassische Kulturmethoden unterstützen kann (vgl. Projekt 02.24.02.03).

Project aims (German)

- Mussziel 1: Erfolgreiche Einführung einer molekularen (auf PCR basierend) Diagnosemethode für Feuerbrand (2004).
- Mussziel 2: Standardisierte Screening-Methoden für chemische und biologische Bekämpfungsprodukte entwickelt (2004).
- Mussziel 3: Genetischer Vergleich von mindestens 50 Schweizer E. amylovora Stämmen (Populationsanalyse) (2005). Wunschziel: Charakterisierung von Unterschieden zwischen spezifischen Virulenzgenen.
- Mussziel 4: Isolieren und Screening von > 50 Antagonisten, Naturprodukten und Pflanzenschutzmitteln und Testung der aussichtsreichsten im Q-Gewächshaus 'Scale-up' (2006/7). Wunschziel: Wirkungsmechanismus von Antagonisten und Naturprodukten untersucht; 'Targeted-selection' Methoden entwickelt (z.B. Colony-hybridisation). Wunschziel: Nebenwirkungen bei eingesetzten Produkten untersucht (z.B. Monitoring bei Pathogen nach Plantomycin Einsatz).
Wunschziele können nur durch Fremdfinanzierung erreicht werden.

Transfer and application (German)

Für spezifische Informationen kontaktieren Sie bitte die angegebene Person.

Transfer and application (English)

For more detailed information please contact the person in charge of the project

Transfer and application (French)

Pour des informations supplémentaires veuillez contacter la personne indiquée.

Transfer and application (Italian)

Per ulteriori informazioni vogliate contattore il responsabile menzionato.

Knowlegde improvements / Publications (German)

In neuer Zusammenarbeit mit verschiedenen CH und EU Forschungsteams haben wir Grundlagen für die biologische Bekämpfung des Feuerbrands aufgebaut. Mit diesen Teams laufen im Jahr 2003 weitere Projekte zum Thema Biocontrol und Molekularbiologie des Feuerbrand Erregers Erwinia amylovora.
Literatur: Duffy B. et al. 2003. Pathogen Self Defense: Mechanisms to Counteract Microbial Antagonism. Annu. Rev. Phytopathol. 41, 501-538; Molina L., Constantinescu F., Reimmann C., Duffy B. et al. 2003. Degradation of Pathogen Quorum-Sensing Molecules by Soil Bacteria: A Preventive and Curative Biological Control Mechanism. FEMS Microbiol. Ecol., 45, 71-81; Broggini G., Duffy B., Holliger E. et al. Apple Orchard Population Dynamics of B. subtilis BD170 (Biopro®) Applied as a Biological Control for Fire Blight. Eur. J. Plant Pathol., in prep.

Process / State of work (German)

Screening von PCR Primern auf Sensitivität und Spezifität (im Vergleich zur Kulturmethode) (M. Hilber et al. 1999; B. Duffy 2003); Ökologische Untersuchung der Antagonisten Bacillus subtilis (BioPro-Stamm, FAW-ETHZ 2001/2) und B. polymyxa (Stamm W. Heller FAW (AWEL 2002)); Stand der Streptomycin-Resistenz in schweizerischen Stämmen (FAW-ETHZ 2002/3); Autoinduktion von Erwinia Virulenzgenen in Zusammenarbeit mit der ETHZ (2003); Pilotversuche mit Propolis als Wachstums-Inhibitor für Erwinia amylovora (FAW 2002/3).
Absprachen intern zur Optimierung von Synergien mit Projekten 02.24.02.03, 02.24.03.01 und 02.24.02.01.
Absprachen extern mit der ETHZ, der Universität Wageningen und anderen EU Arbeitsgruppen im Bereich Populationanalyse und biologische Bekämpfung.
Erweiterung der Erwinia Stamm Sammlung (Zusammenarbeit mit RAC und Projekt 02.24.02.03). Screening von Molekular-Markern, die Erwinia Stämme differenzieren. Isolieren von Antagonisten von Apfelblüten. Screening von Chemikalien und Antagonisten in vitro und mit Apfelblüten. Screening von den aussichtsreichsten Chemikalien und Antagonisten im Quarantänegewächshaus und in Feldversuchen. Untersuchung der Wirkungsmechanismen von Chemikalien und Antagonisten. Monitoring von Erwinia Population auf Resistenzentwicklung durch Bekämpfungsprodukte.
Wissenschaftliche Publikationen, Tagungsbände (EPPO, IOBC, ISHS), Fachzeitschriften, nationale und internationale Tagungen.
Veröffentlichung von Forschungsergebnissen im Internet unter www.feuerbrand.ch (Projekt 02.24.02.03). Telefonische Auskunft, persönliche Kontakte mit Kunden/Nutzniessern. Projekt- und bereichsübergreifenden Informationsaustausch.

Internal costs of the project (German)

Gemäss interner Budgetierung

Customers / Reporting (German)

Nationale Kooperationspartner/Lehre, Forschung und Beratung
Landw. Organisationen
Internationale Kooperationspartner
Konsumenten/Bevölkerung
Produzenten: Landwirtschaftliche Produzenten

Publications / Results (German)

Für spezifische Informationen kontaktieren Sie bitte die angegebene Person.

Publications / Results (English)

For more detailed information please contact the person in charge of the project

Publications / Results (French)

Pour des informations supplémentaires veuillez contacter la personne indiquée.

Publications / Results (Italian)

Per ulteriori informazioni vogliate contattore il responsabile menzionato.