Phytophthora sojae, Wurzelfäule der Sojabohnen


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Phytophthora sojae gehört zu den Eipilze (wiss.: Oomycetes), einer Klasse der Stramenopiles, die früher Oomycota genannt wurde. Phytophthora sojae ist ein bodengebundener Pflanzenpathogen, der Stamm- und Wurzelfäule bei Sojabohnen verursacht. Dies ist eine weit verbreitete Krankheit in den meisten Sojabohnenanbaugebieten und eine Hauptursache für Ernteverluste.
Phytophthora-Arten sind auch bei anderen Nutzpflanzen der Auslöser der Wurzelfäule.
Erstmals identifiziert wurde der Erreger Phytophthora sojae 1958, während die Symptome bereits 1948 in den USA in Indiana an Sojabohnenphlanzen beobachtet wurden.

Phytophthora sojae produziert vor allem unter feuchten Bedingungen Zoosporen. Zoosporen werden auch Schwärmsporen genannt und sind durch Geißeln aktiv bewegliche, einzellige Sporen, die sich im Wasser bewegen können. Die Zoosporen der Phytophthora sojae können sich an Wurzeln der Sojapflanze anlagern, keimen und das Pflanzengewebe infizieren. Kranke Wurzeln entwickeln Läsionen, also Schädigungen des Pflanzengewebes, die sich am Stamm der Pflanze ausbreiten und schließlich die gesamte Pflanze abtöten können. Phytophthora sojae produziert zudem Oosporen. Als Oosporen (aus dem Griechischen oo = Ei und spora = Samen) werden veraltet die Zygoten (befruchteten Oogonien) bei Algen und bestimmten Pilzen bezeichnet. Oosporen können über den Winter oder länger im Boden ruhen und bei günstigen Bedingungen keimen. Zudem können Oosporen auch durch Tiere oder Maschinen verbreitet werden.

Phytophthora sojae infiziert Sojabohnenpflanzen und viele Mitglieder der Gattung Lupinus. Sie können Sojabohnen zu jedem Zeitpunkt während ihres Entwicklungsprozesses infizieren, auch während der Samenentwicklung. Dann verursacht Phytophthora den Zerfall der Samen, insbesondere dann, wenn der Boden nach dem Einpflanzen geflutet wurde. Als Symptome, zeigen die Sämlingswurzeln hellbraune Weichfäule, sobald die Sämlinge aus dem Boden sprießen.

Die Schwere der Infektion hängt jedoch davon ab, wie anfällig oder resistent eine Pflanze für den Krankheitserreger ist. Bei Pflanzen mit hohen Resistenzen führt die Wurzelfäule einfach dazu, dass sie verkümmern, anstatt sie abzutöten. Im Gegensatz dazu führt eine Infektion einer weniger toleranten Sojabohnenpflanze höchstwahrscheinlich zum Absterben der Pflanze.

Die Infektion beginnt in den Wurzeln und schreitet dann entlang des Stiels aufwärts. Wobei die Wurzel und der Stiel braun und die Blätter gelb werden. Mit fortschreitendem Befall beginnt sich die gesamte Pflanze orange-braun zu verfärben. Die verwelkten Blätter neigen sich herab, fallen jedoch nicht von der abgestorbenen Pflanze ab.

Blattfäule stritt insbesondere nach starken Regenfällen als Symptom eines Phytophthora-sojae-Befalls auf. Die Sojabohnenpflanze besitzen mit zunehmendem Alter eine gewisse Resistenz, bei der die älteren Blätter nicht so anfällig für Blattfäule sind.
Mit Phytophthora sojae infizierte Sojabohnenfelder können leicht erkannt werden, indem nach verkümmerten Sojabohnenpflanzen oder nach leeren Stellen gesucht wird, auf denen Sojabohnen gepflanzt wurden.

Die mikroskopische Identifizierung einer Oospore mit einem Durchmesser von etwa 40 µm aus einer Sojabohnenpflanzenprobe ist ein eindeutiges Zeichen für Phytophthora sojae. Oosporen haben im Allgemeinen einen Durchmesser von etwa 20 bis 45 µm und sehr dicke Zellulose-Zellwände zur Überwinterung.


Krankheitszyklus der Wurzelfäule bei Soja

Phytophthora sojae überwintert in Pflanzenresten und in der Erde als Oosporen. Oosporen werden entstehen, nachdem der männliche Gamete, Antheridium, und der weibliche Gamete, Oogonium, befruchtet und dann sexuell rekombiniert wurden. Hierbei spricht man von Meiose. Sie besitzen dicke Zellwände mit Zellulose, die es ihnen ermöglichen, raue Bedingungen im Boden zu überstehen, und können mehrere Jahra ohne zu keimen überleben. Die Sojabohnen beginnen zu keimen, sobald die Umweltbedingungen im Frühjahr günstig sind.

Sobald Zoosporen Kontakt mit der Wirtswurzel haben, zersetzen sie sich an der Oberfläche, brechen die Pflanzenzellwand mit Enzymen auf und beginnen zu keimen. Ihre Hyphen, also die verzweigte, einreihige Fäden der Pilze beginnen durch den Interzellularraum der Pflanzenzellen zu wachsen. Nach sich die Haustoria, also dem Saugorgan zur Nährstoffaufnahme des Pilzes gebildet hat beginnen sich in den kortikalen Zellen der Wurzel mehr Oosporen zu bilden. Die Wirtspflanze zeigt sekundäre Symptome wie Geschwüre am Stamm, Welken und Chlorose (Mangelerscheinung). Diese kontinuierliche Fortpflanzung das Pilzes lässt die Pflanze am Ende der Saison absterben. Die Oosporen überwintern dann in dem verrottenden Pflanzematerial und im Boden. Bei günstigen Bungsbedingungen wird der Zyklus im Frühjahr noch einmal wiederholt. Die Krankheit ist meist dort lokalisiert, wo Zoosporen die Wirtspflanze anfänglich infizierten.


Entwicklungsbedingungen der Wurzelfäule bei Soja

Phytophthora sojae bevorzugen Böden, die schlecht entwässert oder sehr häufig überschwemmt sind. Nur die Schaffung einer optimalen Entwässerung schränkt den Erreger nicht ein, wenn das Feld ständig starkem Regen ausgesetzt ist, der zu Überschwemmungen führt. Ähnlich wie bei anderen Phytophthora findet der Erreger optimale Ausbreitungsbedingungen bei warmen, feuchten Böden. Die optimale Bodentemperatur für die Krankheitsentwicklung liegt über 16° C.


Prävention

Im allgemeinen sind wirtsresistente Pflanzen der beste Schutz vor Phytophthora sojae. Phytophthora sojae kann jedoch auch mit Fungiziden bekämpft werden. Hierfür wird beispielsweise Metalaxyl, ein Fungizid, das speziell für Oomyceten verwendet wird, zur Behandlung von Sojabohnensamen eingesetzt. Metalaxyl verhindert den Verfall von Samen. Es wurde beobachtet, dass dieses Fungizid bei hochtoleranten Sojabohnenpflanzen wirksamer ist. Metalaxyl ist am effektivsten, wenn es auf den Boden aufgetragen wird, da es der Pflanze ermöglicht, es durch die Wurzeln aufzunehmen und die Kontrollperiode im Vergleich zu einer Samenanwendung zu verlängern. Metalaxyl unterbindet den Eintritt der Phytophthora-sojae-Sporen in das Gewebe der Sojabohnenpflanze. Wie bei allen Fungiziden ist Metalaxyl nur zur Vorbeugung wirksam und sollte angewendet werden, bevor sich die Krankheit im Gewebe der Sojabohnenpflanze etabliert hat.

Die Verbesserung der Feldentwässerung und Bodenbearbeitung können dazu beitragen, die Auswirkung von Phytophthora sojae zu reduzieren. Die Verbesserung der Bodenbearbeitung kann zudem dazu beitragen, die Oosporen des Pilzes aus dem Boden zu entfernen. Oosporen sind sehr robust und können lange Zeit im Boden verweilen. Daher ist eine Fruchtfolge allein nicht effektiv. Zu den notwendigen Bodenverbesserungen gehört eine Felddrainage, die Überschwemmungen verhindert, dass die Zoosporen zum Wirt geschwämmt werden können.


Herkunft des Pilzes Phytophthora sojae

Es gibt Hinweise darauf, dass Sojabohnenpflanzen aus Südkorea und China eine Resistenzvielfalt aufwiesen, die in diesen Ländern im Vergleich zu anderen Ländern, in denen Sojabohnen angebaut werden, viel höher ist. Dies deutet darauf hin, dass Sojapflanzen in diesen Gebieten schon länger existieren und daher mehr Zeit hatten, Resistenzen gegen eine Vielzahl von Krankheiten, einschließlich Phytophthora sojae, zu entwickeln.



Zusammenfassung und Kurzinfos

  • Wurzelfäule der Sojabohne befällen Sojabohnen
  • Wurzelfäule der Sojabohne ist eine Pilzkrankheit



Quellen


  • Der Brockhaus Ernährung: Gesund essen - bewusst leben. Brockhaus, 2011 » Der Brockhaus Ernährung: Gesund essen - bewusst leben
  • Reinhard Matissek, Werner Baltes: Lebensmittelchemie. Springer Spektrum, 2015 » Lebensmittelchemie
  • Der große Larousse Gastronomique. Christian, 2012 » Der große Larousse Gastronomique
  • Hans-Joachim Rose: Die Küchenbibel: Enzyklopädie der Kulinaristik. Tre Torri Verlag, 2007 » Die Küchenbibel: Enzyklopädie der Kulinaristik
  • Prof. Dr. Waldemar Ternes, Alfred Täufel: Lebensmittel-Lexikon. Behr's Verlag, 2005 » Lebensmittel-Lexikon