Comparative Experimental Study of Several Fungicides to Botrytis Cinerea
Beerenseminar 2018 Botrytis-Fungizid-Resistenzen · 2018-12-04 · Beerenseminar 2018....
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Beerenseminar 2018Botrytis-Fungizid-Resistenzen
Christian Wohler, Carole Werdenberg, Hagen Thoss, MarilenaPalmisano, Max Kopp, Michael Mannale, Vincent Michel
Botrytis-Fungizid-Resistenzen in Erdbeeren
04.12.2018 2
Quelle: Vincent Michel
Inhalt
• Kurze Projektvorstellung• Grundlagen zur Resistenzbildung• Resultate Monitoring 2017/18• Vergleich mit Deutschland, Norwegen und Dänemark
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Quelle: Vincent Michel
Projekthintergrund
• Grauschimmel ist eine der wichtigsten Krankheiten im Erdbeeranbau
• Geschätzter Jahresverlust Erdbeeren CH: 10-15 %• Subjektive Rückmeldungen: Botrytizide wirken
ungenügend• Weltweite Zunahme MDR Stämme in den letzten 5 J. • Nationaler Aktionsplan Pflanzenschutz CH -> Reduktion 50%
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Quelle: Vincent Michel
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Quelle: MUCF (http://minoruses.eu/ )
Die 10 wichtigsten minor uses imObst- und Gemüsebau
Fragestellung
• Haben wir ein Resistenzproblem und/oderein Applikationsproblem?
• Wie gehen wir der Problematik auf den Grund?
• Wie weiter auf nationaler Ebene?
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Quelle: Vincent Michel
Projektpartner
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Was wurde gemacht
• Zweijähriges Monitoring (Machbarkeitsstudie) von 10 Erdbeerfeldern verteilt auf 4 Kantone
• 70 resp. 100 Botrytisproben wurden jährlich zwischen Mai und Juni gesammelt
• 70 Stämme wurden jährlich mikrobiologisch und molekularbiologisch untersucht
• Eine Publikation ist erfolgt - eine Weitere folgt• Ausblick: Projekt soll national ausgeweitet werden04.12.2018 8
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Grundlagen zur Resistenzbildung
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Resistenz-typen
Quantitative Resistenz
Qualitative Resistenz
• Sprunghafter, meist irreversiblerund totaler Wirkungsverlust innerhalb weniger Generationen z.B. Strobilurine
• Verminderte Wirkstoffaufnahme und Transport
• Verstärkte Inaktivierung=> Reversibler, langsamer Wirkungsverlust z.B. Iprodion
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Resistenz-typen
Quantitative Resistenz
Qualitative Resistenz
Vermutung/Ursache: • Subletale Dosis=> Applikationstechnik, Dosis
Vermutung/Ursache:• Mutanten bereits vorhanden• Entstehen unabhängig von der
Applikation durch ungerichteteMutation
• Direkte Mutationsauslösung durch den Wirkstoff ist auszuschliessen
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Resistenz-typen
Quantitative Resistenz
Qualitative Resistenz
• Totaler Wirkungsverlust auf gleichzeitig mehrere Wirkstoffe
=> Stoffwechsel zugunsten Efflux-Pumpen verstärkt
Mehrfachresistenz (MDR)
Steckbrief Botrytis
• Kosmopolit, ubiquitär verbreitet -> kommt in jeder Anlage vor
• Sehr hohe Fitness• Pilzhyphen & Konidien können vielkernig/multinukleär
sein, 1-12 Nuklei• Anfällig auf PSM-Resistenzen• Fünf Resistenzmechanismen bekannt
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Überblick Resistenzmechanismen(single-side Fungizide)
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Quelle: John A. Lucas, Nichola J.Hawkins, Bart A.Fraaije
MDR
Fünf Resistenzmechanismen B. cinerea
• Punktmutation auf einem proteincodierenden Gen• Überexpression des Zielproteins• Entgiftung der Metaboliten (B. pseudocinerea mit Fenhexamid)
• Aktivierung alternativer Stoffwechselwege (Strobilurine)
• Steigerung der Efflux-Funktion – Überexpression von Membranproteinen => MDR !!!
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Mehrfachresistenzen bei Botrytis• MDR1
Teilresistenz gegenüber Fludioxonil und Cyprodinil (2 WS Grp.)
• MDR1 herhöhte Resistenz gegenüber Fenhexamid, Boscalid, Pyraclostrobin, Fludioxonil oder Cyprodinil (5 WS Grp.)=> nur auf Erdbeeren!
• MDR2Teilresistenz gegenüber Fenhexamid, Cyprodinil und Iprodion (3 WS Grp.)
• MDR3enthält das Resistenzspektrum von MDR1 und MDR2
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Resultate Botrytisresistenzen in Erdbeeren 2017/18
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Quelle: Vincent Michel
Quelle: Vincent Michel
Untersuchte WirkstoffeWirkstoff Mittel Mode of Action (Wirkungsweise)
Boscalid Cantus C2: Hemmung der AtmungsketteFluopyram Moon Privilege C2: Hemmung der AtmungsketteFenhexamid Teldor G3: Hemmung der ErgosterolbiosyntheseFenpyrazamin Prolectus G3: Hemmung der ErgosterolbiosyntheseCyprodinil Switch, Play, Avatar D1: Hemmstoff der Methionin-Synthese und
Blocker der EnzymsekretionMepanipyrim Frupic SC D1: Hemmstoff der Methionin-Synthese und
Blocker der EnzymsekretionPyrimethanil Pyrus 400 SC, Papyrus D1: Hemmstoff der Methionin-Synthese und
Blocker der EnzymsekretionIprodion Baldo E3: Störung der SignalkettenregulationFludioxonil Saphire, Switch, Play, Avatar E2: Störung der Signalkettenregulation
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Resultate Botrytis-Monitoring 2017/18Mikrobiologie (Wachstumstest)
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2017Ø 4.31 Resistenzen pro
Botrytis-StammMedian 5.00
55 % aller Botrytis-Stämme zeigen mehr als
5 Resistenzen auf
2018Ø 4.14 Resistenzen pro
Botrytis-StammMedian 4.00
43 % aller Botrytis-Stämme zeigen mehr als
5 Resistenzen auf
Quelle: Vincent Michel
Durchschnittliche Anzahl Resistenzen pro Feld 2018
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Anza
hl Re
sisten
zen
Felder
MikrobiologieVeränderung der Botrytis-Resistenzen vom1. zum 2. Standjahr
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Quelle: Vincent Michel
Resultate Dänemark
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Quelle: Bent J. Nielsen (2017): Fungicidresistens i gråskimmel i danske jordbærmarker, Aarhus Universitet
ss sehr empfindlich ss weniger empfindlich r moderat resistent RR hochresistent
Konventionelle Felder
Quelle: Vincent Michel
Resultate Dänemark
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Quelle: Bent J. Nielsen (2017): Fungicidresistens i gråskimmel i danske jordbærmarker, Aarhus Universitet.
ss sehr empfindlich ss weniger empfindlich r moderat resistent RR hochresistent
Felder Biolandbau
Quelle: Vincent Michel
Resultate Norwegen 2016
04.12.2018 24
Quelle: Arne Stensvand (NIBIO/NMBU), Gunn Mari Strømeng (NIBIO), Jørn Haslestad (NLR), Rune Vereide (NLR) (2017):Fungicidresistens hos gråskimmel-soppen i jordbær og bringebær.
Quelle: Vincent Michel
Resultate Nord-Deutschland
04.12.2018 25Quelle: Roland W. S. Weber (2017Fungicide resistance in Botrytis on strawberries and other soft-fruits, Esteburg – Obstbauzentrum Jork, Dept. of Food Science, Aarhus University
moderat resistenthoch resistent
Quelle: Vincent Michel
MehrfachresistenzenMikrobiologie
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Alle Botrytis-Stämme der untersuchten Felder (n = 70) weisen im Jahr 2018 43 % (Vorjahr 56 %) mehr als 5 Resistenzen bei einer Wirkstoffkonzentration von ≥100 ppm auf.
1R = 1 Resistenz
Quelle: Vincent Michel
Resultate Norwegen 2016
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R0 = keine Resistenz, R1 = eine Resistenz, etc.
Quelle: Arne Stensvand (NIBIO/NMBU), Gunn Mari Strømeng (NIBIO), Jørn Haslestad (NLR), Rune Vereide (NLR) (2017):Fungicidresistens hos gråskimmel-soppen i jordbær og bringebær.
CH: 201810 %
Quelle: Vincent Michel
Resultate Nord-Deutschland
04.12.2018 28Quelle: Roland W. S. Weber (2017Fungicide resistance in Botrytis on strawberries and other soft-fruits, Esteburg – Obstbauzentrum Jork, Dept. of Food Science, Aarhus University
CH: 201810 %
Resistenz auf alle 5 Fungizidgruppen
Quelle: Vincent Michel
Resultate Jungpflanzenanalyse
04.12.2018 29Quelle: Roland W. S. Weber (2017Fungicide resistance in Botrytis on strawberries and other soft-fruits, Esteburg – Obstbauzentrum Jork, Dept. of Food Science, Aarhus University
Quelle: Vincent Michel
Resultate Botrytis-Monitoring 2017/18Molekularbiologie
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2017Das Resistenzpotenzial aller
untersuchten Genabschnitte liegt bei Ø 72 %.
69 % beträgt das genetische Resistenzpotenzial bei 1-jährigen
Erdbeerpflanzen.
2018Das Resistenzpotenzial aller
untersuchten Genabschnitte liegt bei Ø 59 %.
61 % beträgt das genetische Resistenzpotenzial bei 1-jährigen
Erdbeerpflanzen.
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Genetisch nachgewiesene Resistenzenin
Proz
ent
E3E2G3C2C3
MolekularbiologieVeränderung der Botrytis-Resistenzen vom 1. zum 2. Standjahr
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Resis
tenzp
otenz
ial
Wachstumstest
Mehrfachresistenzen (MDR)Molekularbiologie
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MDR1:Fludioxonil und Cypridinil
Vorkommen in Weinreben und Erdbeeren
MDR1h: Fenhexamid, Boscalid, Pyraclostrobin, Fludioxonil oder Cyprodinil
Vorkommen in Erdbeeren
Deutschland MDR Nord-, Süd- und Zentraldeutschland
04.12.2018 34Quelle: Leroch, M., Plesken, C., Weber, R. W. S., Kauff, F., Scalliet, G., & Hahn, M. (2013). Gray Mold Populations in German Strawberry Fields Are Resistant to Multiple Fungicides and Dominated by a Novel Clade Closely Related to Botrytis cinerea. Applied and Environmental Microbiology, 79(1), 159–167. https://doi.org/10.1128/AEM.02655-12
n=4325 %
n=7644 %
n=5431 %
Vergleich CH: 201836 % 48 % 16 %
Quelle: Vincent Michel
Einfluss der Wirkstoffdosis
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• Unterdosierung fördert die quantitative Resistenzbildung (reversibel). ⇒ Achtung: Auch bei voller Dosierung kommt es im Bestand
irgendwo zu Verdünnungseffekten! Applikationstechnik!
• Die Entstehung der qualitativen Resistenz (irreversibel) ist dosisunabhängig. Die disruptive Selektion wird aber durch hohe Dosen eher beschleunigt.
=> Es gilt die empfohlene Aufwandmenge gemäss Zulassung zu befolgen!
Einfluss der Fitness auf die Resistenz
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Schlechte Fitness
eher reversible Resistenz in einer Population
z.B. Einsatzpause
des Wirkstoffes
Gute Fitness meist irreversible Resistenz in einer Population
Wirkstoff wirkungslos
MDR zeigen keinen Fitnessverlust
Bei geringem Fungiziddruck verliert der Pilz an Fitness.
Richtlinien FRAC (Auszug)Fungicide Resistance Action Committee
Bei der Verwendung von Anilinopyromidine (AP) gegen Botrytis(WS Cyprodinil, Mepanipyrim und Pyrimethanil / MoA = D1) folgendes beachten:
• Werden bis zu drei Behandlungen pro Saison durchgeführt, ist die Anzahl der Anwendungen von AP-haltigen Produkten auf eine begrenzt.
• In Situationen, in denen vier bis sechs Botrytis-Behandlungen pro Kultur und Saison durchgeführt werden, werden maximal zwei Anwendungen mit AP-haltigen Produkten empfohlen.
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• In Situationen, in denen sieben oder mehr Botrytis-Behandlungen pro Kultur und Saison erforderlich sind, werden maximal drei Anwendungen mit AP-haltigen Produkten und nicht mehr als zwei aufeinanderfolgende Anwendungen empfohlen.
• Für ein solides Resistenzmanagement sollte die gute landwirtschaftliche Praxis, einschliesslich phytosanitärer Massnahmen und Pflanzenschutz, nicht nur in der kommerziellen Praxis, sondern auch in der Jungpflanzenanzucht angewendet werden.
=> Befolgen Sie die Anwendungsempfehlungen.
Quellen: http://www.frac.info/working-group/ap-fungicides/general-use-recommendationshttp://www.frac.info/docs/default-source/publications/frac-code-list/frac_code_list_2018-final.pdf?sfvrsn=6144b9a_2
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Ausblick
• Aufbauend auf die Machbarkeitsstudie sollen praxisnahe Botrytis-Bekämpfungs-Strategien erarbeitet und deren Wirksamkeit und Rückstände mittels Monitoring überprüft werden.
• Weiter sollen Hilfsmittel erstellt und die Schulung einer erfolgversprechenden Applikationstechnik angegangen werden.
• Ziel ist es, das Projekt auf nationale Ebene mittels eines Ressourcenprojektes auszuweiten.
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Eine wirksame Botrytis-Strategie setzt Kenntnisse der vorhandenen Resistenzen voraus!
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WirkungsgruppenWirkstoff Mittel Mode of Action (Wirkungsweise)
Boscalid SDHI C2: Hemmung der AtmungsketteFluopyram SDHI C2: Hemmung der AtmungsketteFenhexamid Hydroxyanilide G3: Hemmung der ErgosterolbiosyntheseFenpyrazamin G3: Hemmung der ErgosterolbiosyntheseCyprodinil Anilinopyrimidine D1: Hemmstoff der Methionin-Synthese und
Blocker der EnzymsekretionMepanipyrim Anilinopyrimidine D1: Hemmstoff der Methionin-Synthese und
Blocker der EnzymsekretionPyrimethanil Anilinopyrimidine D1: Hemmstoff der Methionin-Synthese und
Blocker der EnzymsekretionIprodion Dicarboximide E3: Störung der SignalkettenregulationFludioxonil Phenylpyrrol E2: Störung der Signalkettenregulation
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Wie Infektionen reduzierenIndirekte Massnahmen
• Optimale Kulturführung – Botrytis ist ein Schwächeparasit• Ausgewogene Düngung – weniger ist mehr v.a. bei N• Dammkultur mit Tröpfchenbewässerung – Nässe vermeiden• Kein Bodenkontakt zu Früchten – Stroh• Herkunft der Pflanzen - billig ist nicht immer günstig!• Geschützter Anbau (Folientunnel, GWH)• Entfernen befallener Früchte nach Hagel/Starkregen
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Behandlung direkte Massnahmen
• Ab Blühbeginn bis Ende der Blüte– 1. 10% – max. 20% offene Blüten mit dem wirksamsten Mittel– 2. 30% – max. 40% offene Blüten – 3. 50% – max. 60% offene Blüten (4. 80% offene Blüten)
• Resistenzen beachten, Wirkstoffgruppen wechseln• Einbau von biologischen PSM in Behandlungsstrategie• Applikationstechnik: Dreidüsengabel einsetzen - wo kein
Wirkstoff auch keine Wirkung!
Botrytizide müssen protektiv eingesetzt werden!!!04.12.2018 43
Wie Resistenzen vermeiden• PSM korrekt/gezielt einsetzen - Dosierung, Anzahl, Mittelwahl• Applikationstechnik - überprüfen - anpassen - optimieren• Herkunft Jungpflanzen - billig ist nicht immer günstig!• 1- jährige Kulturen deutlich weniger gefährdet - siehe Resultate• Betriebliches Resistenzmanagement laufend
überprüfen - Resistenzmonitoring
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Literatur• Leroch, M., Plesken, C., Weber, R. W. S., Kauff, F., Scalliet, G., & Hahn, M. (2013). Gray Mold
Populations in German Strawberry Fields Are Resistant to Multiple Fungicides and Dominated bya Novel Clade Closely Related to Botrytis cinerea. Applied and Environmental Microbiology, 79(1), 159–167. https://doi.org/10.1128/AEM.02655-12
• Mosbach, A., Edel, D., Farmer, A. D., Widdison, S., Barchietto, T., Dietrich, R. A., Scalliet, G. (2017). Anilinopyrimidine Resistance in Botrytis cinerea Is Linked to Mitochondrial Function. Frontiers in Microbiology, 8. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.02361
• Rupp, S., Weber, R. W. S., Rieger, D., Detzel, P., & Hahn, M. (2017). Spread of Botrytis cinereaStrains with Multiple Fungicide Resistance in German Horticulture. Frontiers in Microbiology, 7. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.02075
• Weber, R. W. S., & Entrop, A.-P. (2011). Multiple Fungicide Resistance in Botrytis: A GrowingProblem in German Soft-Fruit Production,. In Fungicides - Beneficial and Harmful Aspects (pp. 45–60). INTECH Open Access Publisher. Retrieved fromhttp://www.intechopen.com/books/fungicides-beneficial-and-harmful-aspects/multiple-fungicide-resistance-inbotrytis- a-growing-problem-in-german-soft-fruit-production
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• FRAC Code List 2018-final v2. http://www.frac.info/publications/downloads • J. Hallmann, A. Quadt-Hallmann, A. von Tiedemann, 2007, Phytomedizin, Grundwissen
Bachelor, Ulmer UTB.• Bent J. Nielsen (2017): Fungicidresistens i gråskimmel i danske jordbærmarker, Aarhus
Universitet• Arne Stensvand (NIBIO/NMBU), Gunn Mari Strømeng (NIBIO), Jørn Haslestad (NLR), Rune
Vereide (NLR) (2017): Fungicidresistens hos gråskimmel-soppen i jordbær og bringebær.• Roland W. S. Weber (2017): Fungicide resistance in Botrytis on strawberries and other soft-fruits,
Esteburg – Obstbauzentrum Jork, Dept. of Food Science, Aarhus University• R. Jung (2018): Integrierte Produktion. Am Beispiel der Grauschimmelfäule. Spargel & Erdbeer
Profi 2/2017• U. Henser (2018): Botrytis Fruchtfäulen in Erdbeeren, Spargel & Erdbeer Profi 2/2018
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