Ein Beispiel für Viren als Krankheitserreger bei Pflanzen: Die Scharkakrankheit beim Steinobst
Auch Pflanzen können von Viren befallen werden. Einmal befallen, bleiben sie aber für die gesamte Lebensdauer virusinfiziert. Die Scharkakrankheit ist ein Beispiel für eine gefährliche Viruserkrankung im Obstbau. Inzwischen ist es gelungen, Sorten zu züchten, die resistent gegen das Virus sind - ein Beitrag zu einer umweltschonenden, effektiven Bekämpfung der Krankheit. Das Bayerische Obstzentrum ist weltweit führend in der Züchtung von scharkaresistenten Pflaumen- und Zwetschensorten.
Nicht nur Mensch und Tier, auch Pflanzen können von Viren befallen werden. Viruskrankheiten können dazu führen, dass der Ertrag von Kulturpflanzen deutlich sinkt, mitunter sterben Pflanzen sogar ab.
Viruserkrankungen haben für Pflanzen oft schwerwiegendere Auswirkungen als bei Säugetieren. Letztere und damit auch der Mensch besitzen ein Immunsystem, das eindringende Viren erkennt und Abwehrprozesse einleitet. Nach einer gewissen Zeitspanne gesundet das Tier bzw. der Mensch wieder und ist nicht mehr infektiös. Pflanzen besitzen kein vergleichbares Immunsystem. Das bedeutet, dass eine Pflanze in der Regel zeitlebens erkrankt bleibt, wenn es mit einem Virus infiziert wird. Bei vegetativ vermehrten Pflanzen sind in aller Regel auch die Jungpflanzen infiziert, die aus Gewebe der Mutterpflanze herangezogen werden. Auch unsere Obstgehölze werden vegetativ vermehrt, nämlich über Veredlung. Der Gärtner kann also, wenn er versehentlich Vermehrungsmaterial von viruskranken Pflanzen gewinnt, zur Verbreitung einer Viruskrankheit beitragen. Übrigens gilt es auch für pflanzliche Mitbringsel von Urlaubsreisen. Daher ist es leichtsinnig, Pflanzen oder Teile davon über weite Strecken zu transportieren, wenn man nicht sicher sein kann, dass die Pflanzen frei von schädigenden Viren sind. Es können sich auch verschiedene Viren in ein und derselben Pflanze vermehren.
In der Natur gibt es keinen Gärtner, der Viruskrankheiten durch vegetative Vermehrung verbreitet. Meistens werden sogenannte Vektoren benötigt, die Viren von der kranken auf die gesunde Pflanze übertragen. Hier spielen u. a. Blattläuse eine große Rolle, sie übertragen zahlreiche Viren, die bedeutende Pflanzenkrankheiten hervorrufen, so z. B. bei Kartoffeln, Himbeeren und beim Steinobst.
Es ist in aller Regel nicht möglich, virusbefallene Pflanzen mit einer Art Medikament von den Viren zu befreien. Das liegt daran, dass Viren sich nur in lebenden Zellen vermehren können, sie sind auf den funktionierenden Stoffwechsel der Wirtszelle angewiesen. Wollte man ihre Vermehrung effizient verhindern, müsste man alle befallenen Zellen der Wirtspflanze abtöten, was meist den Tod der ganzen Pflanze bedeutet. Will man in Obstanlagen oder auf dem Acker die Ausbreitung von Viren verhindern, muss man also die viruskranken Pflanzen erkennen und ausreißen. Mitunter würde es auch genügen, den Vektor zu bekämpfen. Es ist aber meist nicht möglich, zumindest nicht mit vertretbaren Mitteln, eine Ackerfläche oder Obstplantage völlig frei von Vektoren zu halten. Also bleibt nur übrig, virusinfizierte Pflanzen schnell zu erkennen und aus der Anlage zu entfernen.
Das klingt fast aussichtslos - ist es aber dennoch nicht. Denn die Natur hat so gut wie alle Pflanzenarten mit Resistenzen gegen bestimmte Viren ausgestattet. Die Form der Resistenz kann verschieden sein. Letztlich bemühen sich Züchter weltweit, virusresistente Sorten bei den Kulturpflanzen zu züchten. Das Bayerische Obstzentrum ist hier weltweit führend bei einer Entwicklung von Pflaumen- und Zwetschgensorten, die resistent gegen ein bestimmtes pflanzliches Virus sind:
Im heimischen Obstbau ist die Scharkakrankheit die bedeutendste Virose. Sie ist v. a. bei Aprikosen, Pfirsichen, der Europäischen und der Japanischen Pflaume bekannt. Hervorgerufen wird sie durch das sogenannte Plum pox virus (PPV). Es wird von verschiedenen Blattlausarten von kranken auf gesunde Pflanzen übertragen. Gelangt es mit dem Speichel, den Blattläuse bei Probebohrungen in der Wirtspflanze durchführen, wenn sie auf einer neuen Pflanze gelandet sind, in die gesunde Pflanze, kann sich das Virus unter geeigneten Bedingungen in Zellen der Wirtspflanze vermehren lassen. Damit stehen der pflanzlichen Zelle weniger Energie und weniger Baustoffe für den eigenen Stoffwechsel zur Verfügung. Oft, aber nicht immer, bilden sich Symptome auf Blättern und Früchten aus. Bei manchen Sorten, z. B. bei der altbekannten ‘Hauszwetsche’, fallen bis zu 80% der Früchte vor der eigentlichen Reife vom Baum. Die verbleibenden Früchte zeigen Einsenkungen auf dem Fruchtfleisch, unter denen es sich braunrot verfärbt und verhärtet. Der Säuregehalt der Früchte steigt, der Zuckergehalt sinkt. Die Früchte sind weitgehend ungenießbar. Verbreitet wird das Scharkavirus über weite Strecken, indem (latent) infizierte Pflanzen, Unterlagen oder Edelreiser von Befalls- in bislang befallsfreie Gebiete verbracht werden. Kleinräumig breitet sich das Virus über Blattläuse aus.
In den 1980er Jahren wurde von Hartmut Kegler in Aschersleben ein natürlicherweise vorkommender Resistenzmechanismus entdeckt: Manche Pflaumensorten waren gegenüber dem Scharkavirus resistent. Leider war diese Resistenz nur gegen manche Isolate des Scharkavirus wirksam. Virusisolate unterscheiden sich in bestimmten Bereichen der Erbsubstanz voneinander, gehören aber alle zur gleichen Virusart. Walter Hartmann von der Universität Hohenheim war es vorbehalten, in den 1990er Jahren eine Sorte zu züchten, die gegen alle in Europa in der Natur vorkommenden Isolate des Scharkavirus resistent ist. Die Resistenz stammt aus einer historischen Sorte, die selbst hochgradig empfindlich für das Virus ist.
Inzwischen ist es gelungen, mehrere neue Sorten zu züchten, die diese Form der Resistenz aufweisen. Im Feld bleiben Bäume dieser Sorten befallsfrei. Sie können das Virus auch nicht latent in sich tragen, sind also keine Überträger der Krankheit. Das Bayerische Obstzentrum ist inzwischen die einzige Einrichtung, in der dieser Resistenzmechanismus weiter erforscht wird und neue Sorten mit dieser Eigenschaft gezüchtet werden. Im zurückliegenden Jahr wurde eine neue Sorte mit Scharkaresistenz herausgegeben.
Das Beispiel der Scharkakrankheit verdeutlicht, wie wichtig es ist, historische Obstsorten als genetische Ressourcen zu sammeln und diese auch züchterisch zu nutzen. Hätte man die historische Zwetschgensorte nur erhalten, sie aber nicht dazu verwendet, um neue Sorten zu züchten, wäre die sogenannte Hypersensibilitätsresistenz gegen das Scharkavirus wohl nicht zu Tage getreten.
Inzwischen gibt es nicht nur scharkaresistente Sorten von Pflaumen und Zwetschgen, sondern auch resistente Unterlagen, die zur Veredlung verwendet werden.