Beerenseminar 2018 Botrytis-Fungizid-Resistenzen · 2018-12-04 · Beerenseminar 2018....

Beerenseminar 2018Botrytis-Fungizid-Resistenzen

Christian Wohler, Carole Werdenberg, Hagen Thoss, MarilenaPalmisano, Max Kopp, Michael Mannale, Vincent Michel

Botrytis-Fungizid-Resistenzen in Erdbeeren

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Quelle: Vincent Michel

Inhalt

• Kurze Projektvorstellung• Grundlagen zur Resistenzbildung• Resultate Monitoring 2017/18• Vergleich mit Deutschland, Norwegen und Dänemark

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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: 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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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



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



• 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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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


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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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


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


Resultate Norwegen 2016

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Quelle: Arne Stensvand (NIBIO/NMBU), Gunn Mari Strømeng (NIBIO), Jørn Haslestad (NLR), Rune Vereide (NLR) (2017):Fungicidresistens hos gråskimmel-soppen i jordbær og bringebær.


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


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


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 %


Resultate Nord-Deutschland


CH: 201810 %

Resistenz auf alle 5 Fungizidgruppen


Resultate Jungpflanzenanalyse



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 %


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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http://www.frac.info/working-group/ap-fungicides/general-use-recommendations

http://www.frac.info/docs/default-source/publications/frac-code-list/frac_code_list_2018-final.pdf?sfvrsn=6144b9a_2

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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