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20 Jahre Versuche zur in vitro-Vermehrung bei Himbeere in Weinsberg

Gunhild Muster
Staatliche Lehr- und Versuchsanstalt für Wein- und Obstbau Weinsberg
E-Mail:
gunhild.muster@lvwo.bwl.de

Viren reduzieren Wirtschaftlichkeit

Die Kleine Himbeerblattlaus (Aphis idaei) und die Große Himbeerblattlaus (Amphora rubi) übertragen in Deutschland die Viren, die zum Himbeermosaik-Komplex gehören. Die Viruskrankheiten verursachen eine reduzierte Wüchsigkeit der Pflanzen sowie geringere Erträge mit kleineren Früchten und verminderter Fruchtqualität. Darüber hinaus sind geschwächte Pflanzen auch anfälliger für andere Krankheiten und beschleunigen den Abbau der Himbeeranlage. Die Wirtschaftlichkeit ist umso geringer, je kürzer die Standzeit einer Anlage ist. Ende der 70iger Jahre wurden im süddeutschen Raum bei 90 % der untersuchten Sorten Infektionen durch Viren des Himbeermosaikkomplexes gefunden. In anderen Obstkulturen sah die Situation ähnlich aus. Dies führte zum Aufbau der Reiserschnittgärten in Baden-Württemberg und zur Obstvirus-Verordnung. Diese wurde inzwischen durch die Anbaumaterialverordnung für Gemüse, Obst und Zierpflanzen (AGOZ) ersetzt. Für Beerenobst gilt diese Verordnung nicht. Da Viruskrankheiten nicht nachträglich heilbar sind, kommen nur vorbeugende Maßnahmen in Betracht. Dabei ist die Virusfreiheit zum Zeitpunkt der Pflanzung die wirksamste Maßnahme.

Gewebekultur

Seit 1949 ist bekannt, dass die Viruskonzentration zum Vegetationspunkt hin abnimmt. Damals wurde mit Versuchen begonnen, aus möglichst kleinen Gewebestücken (Explantaten) ganze Pflanzen zu regenerieren - mit einer hohen Wahrscheinlichkeit, dass dann solche Pflanzen auch virusfrei sind. Die in vitro-Kultur (Gewebekultur) war damit erfunden.

1964 gelang die Gewebekultur bei Erdbeeren. Erst seit ca. 1982 ist die Vermehrung von Himbeerpflanzen in vitro etabliert. Die Obstbauinstitute der Universitäten Weihenstephan und Bonn waren maßgeblich an der Entwicklung der in vitro-Kultur beteiligt. Das Pflanzmaterial für die Freilandversuche an der Staatlichen Lehr- und Versuchsanstalt für Wein- und Obstbau Weinsberg wurde an diesen Instituten angezogen.

Versuchsergebnisse

1. Vergleich von virusfreien, nicht-virusfreien und in vitro vermehrten Pflanzen

1980 wurde ein Versuch mit den Sorten 'Malling Promise', 'Multiraspa' und 'Schönemann' gepflanzt. Verglichen wurden meristemvermehrte Pflanzen mit virusfrei und nicht-virusfrei konventionell vermehrten Pflanzen.

Grundsätzlich reagierte 'Schönemann' am ausgeprägtesten auf Virusstatus und Vermehrungsart.

In Tabelle 1 wird die Ausprägung verschiedener Merkmale im Vergleich zur konventionellen Vermehrung im 3. Standjahr bei der Sorte 'Schönemann' zusammengefaßt.

 

Tabelle 1: Ausprägung verschiedener Merkmale im Vergleich zur Variante „konventionell",
1983 - Schönemann - (Jahresbericht LVWO 1983, zusammengestellt)

Merkmale

vf

Gewebekultur

Anzahl Ruten/m

++

+

Rutenstärke

++

+

Rutenlänge

+

++

Internodienlänge

++

+

Seitentriebzahl

-

±

Seitentrieblänge

++

+

Fruchtreife

±

verzögert

Fruchtgröße

±

±

Ertrag/Rute

-

- (nicht signifikant)

Ertrag/Fläche

++

+

Virusfreiheit und Gewebevermehrung fördern deutlich die vegetative Leistung. Die Pflanzen aus Gewebekultur nehmen eine mittlere Position zwischen virusfreien und nicht virusfreien Pflanzen ein. Denn in vitro kultivierte Pflanzen (besonders holzige Pflanzen) sind in der Regel nur dann 100%ig virusfrei, wenn auch die Mutterpflanze virusfrei war. Sonst ist mit ca. 20% nicht virusfreien Pflanzen im Bestand zu rechnen. Die etwas geringere Wüchsigkeit von Pflanzen aus Gewebekultur ist wahrscheinlich auf einen Teil nicht virusfreier Pflanzen im Vergleich zum virusfreien Bestand zurückzuführen. Die höhere Anzahl an Ruten pro Flächeneinheit führen zu einem höheren Ertrag im Vergleich zu den nicht virusfreien (nvf) Pflanzen.

1986 (6 Jahre nach der Pflanzung) zeigte sich die überragende Bedeutung der Virusfreiheit (Abb. 1). So war der Ertragsrückgang mit 27 % bei virusfreien Pflanzen deutlich geringer als bei Pflanzen aus Gewebekultur (minus 44 %) oder nicht virusfreien Pflanzen (minus 50 %).

Abbildung 1: Auswirkungen von Virusstatus und Vermehrungsart (K= konventionell, d.h. nvf, GK = Gewebekultur, VF = virusfrei) auf Ertrag und Tragrutenzahl nach 3 bzw. 6 Standjahren (1983 und 1986).

 

Abbildung 2: 'Schönemann'.Hecke im 6. Standjahr. Visuell bestanden keine Unterschiede im Wuchsverhalten zwischen den in vitro Varianten und der konventionellen Vermehrungsart.

2. vf-in vitro Explantate und konventionell

Im Folgeversuch 1993 sollte bei 'Schönemann' geklärt werden, ob die Entnahmestelle des Gewebestückes (Explantat) einen Einfluss auf das spätere Verhalten im Freiland hat. Für die in vitro-Vermehrung wurde Gewebematerial einerseits von der Sproßspitze, andererseits von der Achselknospe entnommen. Alles Pflanzmaterial war virusfrei und wurde nach der in vitro-Phase über Wurzelschnittlinge weiter vermehrt. Verglichen wurden die in vitro Varianten mit Pflanzen aus rein konventioneller Vermehrung (vf). Die in vitro- Phase wurde im Obstbauinstitut der Universität Bonn beobachtet. Es zeigte sich, dass ab der 3. Subkultur kaum noch Unterschiede in Wachstum und Vermehrungsrate zwischen den Explantaten bestanden.

Tabelle 2 zeigt das Ertragsverhalten der Pflanzen im Freiland. In der Summe der Jahre waren Pflanzen, die über in vitro Achselknospen kultiviert wurden, ertragreicher als Pflanzen der beiden anderen Vermehrungsarten. Dieser Ertragsvorsprung wurde insbesondere im ersten Ertragsjahr erzielt und konnte von Pflanzen aus konventioneller Vermehrung und in vitro-Sproßspitzenexplantat nicht aufgeholt werden. In den Jahren 1995 und 1996 wurden die Jungruten durch Spätfröste geschädigt, so dass sowohl die Erträge als auch das Rutenwachstum 1996 und 1997 reduziert waren.

Tabelle 2: Einfluß der Vermehrungsart auf den Ertrag

Variante

kg/100 m²

Schönemann

94

95

96

97

98

Summe 95 - 98

1. konventionell

-

78,7

35,8

49,2

124,8

288,5

2. in vitro-Sproßspitze

-

74,2

69,4

62,8

115,2

321,6

3 in vitro-Axialknospe

-

106,3

61,4

74,6

137,1

379,4

GD 0,05

-

n.s.

n.s.

n. s.

n. s.

 

Der Wachstumsindex ist das Produkt aus Rutenlänge und Rutenstärke. Er ermöglicht einen vereinfachten Überblick über die Wüchsigkeit von Himbeeren. Im Durchschnitt der Jahre 1994 bis 1998 waren Pflanzen, die konventionell vermehrt wurden, am wüchsigsten. Nur 1995 waren Ruten aus der Variante "in vitro-Achselknospe" am längsten und am dicksten, danach war das Wachstum dieser Pflanzen reduziert.

Tabelle 3: Einfluß der Vermehrungsart auf den Wachstumsindex

Variante

Wachstumsindex cm²

Schönemann

94

95

96

97

98

Ø 94 - 98

1. konventionell

n.e.

178,9

137,2

129,6

197,0

160,7

2. in vitro-Sproßspitze

n.e.

148,1

118,3

113,9

173,8

138,5

3. in vitro-Axialknospe

n.e.

222,9

119,4

107,8

159,2

152,3

Wachstumsindex = Rutenlänge (cm) x Rutenstärke (cm)

3. Pflanzqualität

Dieser Versuch wurde im Juni 1993 gepflanzt. Die Pflanzen aller Varianten waren sehr homogen, kräftig und hatten eine Höhe von ca. 40 cm erreicht.

Diese gleichmäßige Pflanzware führte auch zu sehr einheitlichen Beständen. Bereits in früheren Weinsberger Versuchen zeigte sich, dass in vitro-Pflanzen, die mindestens in 11er Töpfen stehen mit einer Höhe von ca. 40 cm, verholzt und gut abgehärtet sind, zu guten Pflanzerfolgen führen. Darüber hinaus gebührt der Virusfreiheit der Pflanzware die größte Bedeutung. Dadurch wird zwar keine Neuinfektion verhindert, aber eine Durchseuchung des Bestandes ist stark verlangsamt.

Es zeigt sich, dass durch die Virusfreiheit auch bei konventioneller Vermehrung die vegetative Leistung gefördert wird. Dagegen ist der etwas schwächere Wuchs in den in vitro-Varianten möglicherweise auf die anschließende Vermehrung durch Wurzelschnittlinge zurückzuführen.

Tabelle 1 zeigt, dass kein Einfluss auf die Fruchtgröße vorhanden ist. Im 2. Versuch sind Früchte von Pflanzen, die konventionell vermehrt wurden, tendenziell größer als die Früchte der in vitro-Varianten. In der Literatur sind die Ergebnisse zur Fruchtgröße uneinheitlich. Mehrfach wurde jedoch vermutet, dass die in vitro-Vermehrung Fruchtdeformationen auslösen könnte.

Deshalb wurde im o. g. Versuch der Zusammenhalt der Steinfrüchtchen zur Sammelsteinfrucht bzw. die Krümelfrüchtigkeit gezielt beobachtet. Solche Krümelfrüchte sind bei 'Schönemann' beispielsweise um den Faktor 1,4 kleiner als vollständig entwickelte Früchte. Es konnte jedoch kein Zusammenhang zwischen in vitro-Vermehrung und Krümelfrüchtigkeit in diesem Versuch im Jahr 1998 hergestellt werden.

In einem weiteren Versuch (Pflanzjahr 1995) wurde der Einfluss des Cytokiningehaltes im Kulturmedium während der in vitro-Phase auf die Krümelfrüchtigkeit untersucht. Nach bisherigen Auswertungen konnte kein Einfluss auf die Krümelfrüchtigkeit festgestellt werden.

In allen Versuchen traten jedoch sowohl vereinzelt vollständig "krümelige Ruten" auf, wie auch vereinzelt krümelige Früchte.

Schlußfolgerungen

Die Weinsberger Versuche zeigen, dass nach ordnungsgemäßer in vitro Vermehrung diese Vermehrungsart zu homogenen Beständen führt. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, aus einer virusfreien Mutterpflanze, virusfreie Himbeeranlagen bzw. Vermehrungsbestände aufzubauen. Der Virusstatus hat einen größeren Einfluss auf Ertrags- und Wuchsleistung als die Vermehrungsart.

Dieser Bericht ist ein Auszug aus dem Vortrag, der beim Weinsberger Beerenseminar 1999 gehalten wurde. Ein Tagungsheft kann bei der Staatlichen Lehr- und Versuchsanstalt für Wein- und Obstbau Weinsberg bezogen werden.

 

Glossar

Sammelsteinfrucht

botanische Einordnung der Himbeerfrucht. Sie ist aus ca. 70 - 120 einzelnen Steinfrüchtchen zusammengesetzt.

Himbeermosaikkomplex

HMK = unter diesem Sammelbegriff sind verschiedene Viren zusammengefaßt. Sie reduzieren Wüchsigkeit, Ertrag, Fruchtgröße und Qualität

vf

virusfrei

nvf

nicht virusfrei

in vitro

Gewebekultur

Gewebekultur

Vermehrung von Pflanzen aus kleinsten Gewebeteilen im Labor

Explantat

kleines Gewebeteil, aus dem Pflanzen regeneriert werden

Cytokinin

Wuchshormon

Subkultur

die Explantate werden auf Nährmedium gesetzt. Dort entstehen Sprosse. Wenn diese geteilt (vermehrt) werden, werden sie auf neues Nährmedium gesetzt und bilden dort weitere Sprosse. Jeder Vermehrungsschritt entspricht einer Subkultur

 

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