Xylella fastidiosa Wells et al., 1987

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SPECIES

Classification

class
Gammaproteobacteria: order
Lysobacterales: family
Lysobacteraceae: genus
Xylella: species
Xylella fastidiosa

Abstract

mini|Oleander-Blatt-Brand; Auswirkungen des Befalls von Nerium oleander durch das Bakterium Xylella fastidiosa mini|Homalodisca vitripennis, eine Zwergzikade, kann beim Saugen von Pflanzensäften das Bakterium in das Xylem der Pflanze übertragen. Xylella fastidiosa, dt. auch Feuerbakterium, ist ein Bakterium aus der Familie Lysobacteraceae (früher als Xanthomonadaceae bezeichnet). Es ist der Erreger von Krankheiten bei fast 600 Pflanzenarten, darunter zahlreichen Nutzpflanzen (Stand April 2020).efsa European Food Safety Authority Unter anderem löst es die Pflanzenkrankheiten phony peach disease (dt. unechte/falsche Pfirsich-Krankheit), oleander leaf scorch (dt. Oleander-Blatt-Brand), Zitrus-Krebs (citrus variegated chlorosis disease, vielfältige Zitrus-Chlorose-Krankheit) sowie an Rebstöcken die „Pierce-Krankheit“ (Pierce’s disease) aus. Darüber hinaus befällt es auch Mandel-, Oliven- und Pflaumenbäume.Badische-zeitung.de, 26. März 2015, Julian Müller-Meiningen: Feuerbakterium tötet Olivenbäume in Süditalien Alle aus dem Xylem saugenden Insekten in Europa sind potentielle Überträger des Bakteriums. Das heißt, dass die Bekämpfung des Bakteriums besonders schwierig ist, da das Bakterium durch unterschiedliche Insekten übertragen wird; hinzu kommt, dass befallene Pflanzen über Monate keine Symptome zeigen, so dass eine Ausbreitung lange unentdeckt bleibt.Almeida, R. P. P. (2016). "Can Apulia's olive trees be saved?" Science 353(6297): 346–348. doi:10.1126/science.aaf9710 Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von X. fastidiosa in Ländern, in denen das Bakterium bereits gemeldet wurde, ist sehr hoch, insbesondere im Plantagenanbau. Ein Pflanzenschutzmittel, das bei bereits befallenen Pflanzen eingesetzt werden könnte, ist bisher nicht bekannt; die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit empfiehlt daher, die übertragenden Insektenarten zu bekämpfen und Pflanzen vor dem Versand in andere Regionen vorher gründlich auf Befall zu prüfen.wiley.com: Wiss. Stellungnahme zu Risiken der Pflanzengesundheit hinsichtl. Befall mit X. fastidiosa und Bewertung zur Risikominderung Aufgrund der Vielfalt der Unterarten in Europa wird inzwischen vermutet, dass die Bakterien nicht nur einmalig, sondern bereits mehrere Male von Amerika – wo sie endemisch (beheimatet) sind – nach Europa verschleppt wurden. Das Feuerbakterium soll nicht mit dem Feuerbrand-Bakterium Erwinia amylovora verwechselt werden.

Befall von Obstbäumen in Europa

Das Bakterium führt zum Olivenbaumsterben, es bewirkt auch hier die Austrocknung und das Absterben der Pflanzen (OQDS, olive quick decline syndrome).Alison Abbott: Bakterieninfaktion - Massensterben im Olivenhain, in Spektrum.de vom 5. Juli 2017 (deutsch), Originalartikel: Alison Abbott: Italy rebuked for failure to prevent olive-tree tragedy - European Commission reveals widespread delays by the country’s authorities to halt spread of deadly plant disease, in nature.com vom 7. Juni 2017 (englisch) Der Weg, auf dem das Bakterium aus Nord- und Lateinamerika nach Südeuropa eingeschleppt wurde, ist dabei unklar. 2013 trat das Bakterium zum ersten Mal auf 8.000 Hektar (ha) im Salento in Süditalien auf,Spiegel.de, 28. November 2013, Hans-Jürgen Schlamp: Baumsterben: Feuerbakterium zerstört Süditaliens Olivenhaine Anfang 2015 mussten dort auf nun schätzungsweise 230.000 ha in der Provinz Lecce ca. eine Million befallene Olivenbäume gefällt werden, eine weitere rasche Ausbreitung wurde befürchtet. Zusätzlich musste für eine effektive Vorbeugung der weiteren Ausbreitung das Gras in der gesamten Gegend gemäht sowie der Boden umgepflügt und Pestizide eingesetzt werden. 2012 wurden in einem Treibhaus bei Tours (Frankreich) und 2015 an der Côte d’Azur und bei einer Kübelpflanze in Propriano (Korsika) ebenfalls entsprechende Bakterien gefunden.Spiegel 32/2015, S. 101, Katrin Elger: Killer Xylella Am 18. August 2016 wurden in Korsika 279 Infektionsherde identifiziert, konzentriert vor allem im Süden und Westen der Insel. Im Jahr 2015 stoppten italienische Staatsanwälte die Anordnung der EU und leiteten Untersuchungen gegen Forscher und örtliche Behördenvertreter ein, denen vorgeworfen wird, „unwahre Fakten“ übermittelt zu haben und so die EU zu einer falschen Einschätzung gebracht zu haben. Es gebe „keinen Beweis“ für eine Verbindung zwischen dem Bakterium und den Austrocknungserscheinungen tausender Bäume in Süditalien.Abholzung von Olivenbäumen in Italien gestoppt, orf.at vom 20. Dezember 2015, abgerufen am 21. Dezember 2015Xylella, die Schreckliche, Süddeutsche vom 27. April 2015, abgerufen am 8. Juli 2017 Diese Anordnung wurde erst im Juli 2016 nach der Androhung einer Klage vor dem Europäischen Gerichtshof wieder zurückgenommen.Italien – Kampf der Olivenbäume, arte 15. Juni 2016 Im Mai 2017 erstatteten Umweltschützer, denen die Abholzungen nicht gefielen, eine Beschwerde bei der Staatsanwaltschaft mit dem Ziel, andere mögliche Ursachen wie etwa Pilzinfektionen zu untersuchen, obwohl dies von EU-Seite bereits ausgeschlossen war.European Food Safety Authority (efsa): Xylella „verursacht Olivenkrankheit in Italien“ vom 29. März 2017. Xylella fastidiosa befällt auch Mandel-, Pfirsich- (phony peach disease)"‘Phony peach’: the disease that threatens to devastate Britain’s trees and plants". In: The Guardian, online vom 14. Februar 2016, abgerufen am 11. Februar 2017. und Pflaumenbäume sowie Zitrusfrüchte, darüber hinaus Oleander (oleander leaf scorch)"PLANT DISEASE: OLEANDER LEAF SCORCH". Auf Webseite http://www.azplantlady.com/ vom 20. März 2017. Am 11. Februar 2017 abgerufen.. Weitere Wirtspflanzen, in denen das Bakterium nachgewiesen wurde, sind: Süßkirsche (Prunus avium), Weidenblatt-Akazie (Acacia saligna), Immergrün (Vinca rosea), Rosmarin (Rosmarinus officinalis), Australischer Rosmarin (Westringia fruticosa), Kreuzblume (Polygala myrtifolia) und Immergrüner Kreuzdorn (Rhamnus alaternus)"Das Feuerbakterium - Xylella fastidiosa". Auf Webseite http://www.provinz.bz.it. Am 11. Juli 2019 abgerufen.. Als Gegenmaßnahme wurde von der EU ein Importverbot bestimmter Kaffeesträucher aus Honduras und Costa Rica verhängt.Spiegel 32/2015, S. 101, Katrin Elger: Killer Xylella 2016 wurde Xylella fastidiosa erstmals in Deutschland nachgewiesen."Feuerbakterium:Teile von Zeulenroda-Triebes zur Sperrzone erklärt", otz.de vom 3. August 2016 Der Befall im Gewächshaus einer Gärtnerei in Sachsen konnte durch Vernichtung des verdächtigen Pflanzenmaterials gestoppt werden. 2018 wurde Deutschland wieder für befallsfrei erklärt. Ende 2016 wurde das Bakterium auch auf den Balearen identifiziert. In der Folge der Untersuchungen ergab sich der Verdacht, dass sich das Bakterium bereits seit 2012 auf Mallorca ausbreiten konnte und deswegen bis zu 12.000 Mandelbäume in der Mitte der Insel abstarben."Das Feuerbakterium ist da", in: Mallorca Zeitung - online, vom 15. Dezember 2016, am 9. Februar 2017 abgerufen"Feuerbakterium auf Mallorca: ein schlimmer Verdacht". In: Mallorca Zeitung - online vom 2. Februar 2017, am 9. Februar 2017 abgerufen. Nach Untersuchungen des Bakteriums hat sich ergeben, dass es sich hierbei um die aggressive Form Xylella fastidiosa pauca handelt, die neben den schon oben erwähnten Bäumen auch Olivenbäume, Kirschbäume, Lorbeerbüsche, Weidenblatt-Akazien, Lavendel, Rosmarin, Australischen Rosmarin (Westringia fruticosa) und Kreuzblumen befallen kann."La 'xylella' hallada en Ibiza pertenece a la variante más agresiva." In: Diario de Ibiza vom 11. Februar 2017, am 11. Februar abgerufen.

Am 28. Februar 2017 berichtet die Mallorca Zeitung, dass der Biologe Eduardo Moralejo das Landwirtschaftsministerium bereits 2010 über die Ausbreitung des Bakteriums auf Mallorca informierte. Moralejo beschuldigte das Ministerium aus wirtschaftspolitischen Gründen den wahren Grund des Mandelbaumsterbens verschleiert zu haben. Seit dem Frühjahr 2017 gilt ein Ausfuhrstopp von den Balearen auf das spanische Festland für jegliche Pflanzen, die von dem Erreger befallen sind."Wissenschaftler: Feuerbakterium bereits seit 2005 auf Mallorca." In: Mallorca Zeitung vom 28. Februar 2017, am 29. Februar abgerufen. Als Ursprung der Ausbreitung nennt Moralejo eine Finca nahe Son Carrió bei San Llorenç. Hier wurde 1996 aus Kalifornien stammendes Biomaterial zu Experimentalzwecken ausgebracht. Seiner Meinung nach breitet sich Xylella fastidiosa auf der Insel bereits seit diesem Zeitpunkt aus. Somit sei Mallorca auch die erste europäische Region, die von Xylella befallen wurde. Seit 2008 seien an die 100.000 Mandelbäume auf Mallorca abgestorben. Etwa eine Million Mandelbäume seien bereits befallen und das Bakterium greife auch auf Weinreben, Olivenbäume, Feigenbäume und verschiedene Zierpflanzen über."Cifran en un millón los almendros infectados por la Xylella en Mallorca - Diario de Mallorca" In: Diario de Mallorca, 8. Oktober 2017 (spanisch). Abgerufen am 11. Oktober 2017. Moralejos Hypothesen gelten inzwischen als gesichert und die Forschung zu Verbreitungswegen und Gegenmaßnahmen läuft weiter."Noticias de Xylella Fastidiosa - Diario de Mallorca" In: Diario de Mallorca, Linktabelle zu allen zum Thema veröffentlichten Artikeln (spanisch). Abgerufen am 11. Oktober 2017.

Genom

Im Jahr 2000 konnte in São Paulo (Brasilien) das gesamte Genom der Art entschlüsselt werden: Zwei Jahre lang arbeiteten 200 Wissenschaftler an der DNA-Sequenzierung. Sie ergab, dass das Genom des Bakteriums 2.679.305 Basenpaare umfasst. Ca. 50 % der Codierungsregionen konnten vermutlichen Funktionen zugewiesen werden; es gibt zahlreiche Hinweise auf die Ursache der Krankheiten an infizierten Pflanzen.nature: The genome sequence of the plant pathogen X. fastidiosa, Nature 406, 151-157 (2000)

Maßnahmen und Schutz gegen die Ausbreitung

2015 wurde von der EU-Behörde eine Richtlinie veröffentlicht, um den Pflanzenschutz zu sichern und die weitere Ausbreitung der Krankheit zu verhindern. Unter anderem wurde angeordnet, dass um den Befall eine 100 Meter breite Zone und eine 10 Kilometer breite Pufferzone errichtet werden muss. In einem späteren, 2017 geänderten EU-Beschluss wurde diese Pufferzone auf fünf Kilometer reduziert. Des Weiteren wurde angeordnet, dass für eine Reihe von für den Handel bestimmte Pflanzen, die als Wirtspflanzen für den Erreger gelten, ein EU-Pflanzenpass obligatorisch ist. Befallene Pflanzen gelte es zu entfernen und zu verbrennen.

Merkmale des Bakteriums

Die Zellen von Xylella fastidiosa sind stäbchenförmig und haben typischerweise einen Durchmesser von 0,25–0,35 µm und eine Länge von 0,9–3,5 µm. Flagellen sind nicht vorhanden, das Bakterium kann sich aber durch die sogenannte "twitching-motility" bewegen. Es handelt sich hierbei um mit Hilfe von Typ-IV-Pili ausgelöste Zuckbewegung. Es fehlt das für pflanzenpathogene Bakterien typische Typ-III-Sekretionssystem.Lindsey P. Burbank und M. Caroline Roper: Microbe Profile: Xylella fastidiosa – a devastating agricultural pathogen with an endophytic lifestyle In: MICROBIOLOGY, Band 167, Ausgabe 10

Neue Techniken zur Früherkennung des Befalls

Spektralkameras Mit Hilfe einer Hyperspektralkamera und Aufnahmen die durch Drohnen in einer Höhe von ca. 500 Meter über Anpflanzungen gemacht werden, können kleinste Abweichungen an den Pflanzen sichtbar dargestellt werden. So berichtet erstmals das Magazin Nature von dieser neuen Technik, die Hoffnung verspricht im Kampf gegen diese gefährliche und sich bislang unkontrolliert ausbreitende, unheilbare Pflanzenkrankheit. Mit einer Auflösung von 40–60 cm können einzelne Pflanzenaufnahmen in 250 Farbspektren analysiert werden, die wesentlich genauer und umfassender sind als mit bloßem Auge wahrnehmbar. Hierdurch können bereits kleinste Veränderungen an den befallenen Pflanzen und Bäumen erkannt werden, die zu den typischen Austrocknungen führen. Diese Technik gibt Hoffnung die Ausbreitung frühzeitig zu erkennen und zu bekämpfen."Flying cameras can spot lethal disease sweeping through world's olive groves". In: The Guardian vom 25. Juni 2018 am 1. Juli 2018 abgerufen."Jetzt rückt eine Drohne dem Feuerbakterium auf Mallorca zu Leibe". In: Mallorca Zeitung vom 26. Juni 2018 am 1. Juli abgerufen.

Spürhunde Anscheinend können Spürhunde so trainiert werden, dass sie im Frühstadium die vom Bakterium Xylella fastidiosa befallenen Olivenbäume erkennen können. Sechs speziell abgerichtete Hunde werden in Süditalien eingesetzt. Sie wurden zuvor von Hundetrainern und Experten den Landwirtschaftsverbandes trainiert.Olivenbäume: Italien setzt Spürhunde gegen Schädling ein. ORF Online. 12 Dezember 2021. Abgerufen am 12 Dezember 2021.

Pierce-Krankheit

Diese Rebstock-Krankheit wurde erstmals 1892 von Newton B. Pierce, einem der ersten Phytopathologen, an der Edlen Weinrebe (Vitis vinifera) in Kalifornien untersucht, im Jahr 1900 erschien seine Beschreibung. Der Name dieser Pflanzenkrankheit des Weins lautet daher im Englischen Pierce’s disease. Der Erreger bewirkt, dass der Wasser- und Nährstoffhaushalt der Pflanze blockiert wird, was nach zwei bis drei Jahren zu ihrem Absterben führt. Außerdem verfärben sich die Blätter der befallenen Rebstöcke gelb und die produzierten Früchte sind klein und hart. 1996 fand man heraus, dass der Vektor (Überträger) dieser Krankheit eine Zwergzikade der Gattung Homalodisca ist: Homalodisca vitripennis. Dieses Insekt ernährt sich von Pflanzensäften und überträgt so das Bakterium in das Xylem der Pflanzen, wo es sich weiterentwickelt und vermehrt. Die Krankheit wird durch die Subspecies Xylella fastidiosa fastidiosa verursacht und wurde ebenfalls in Costa Rica, im Südosten der USA, in Mexiko und Venezuela nachgewiesen.

Siehe auch

Pflanzliche Immunantwort (auch "pflanzliches Immunsystem" genannt) Pflanzliche Abwehr von Pflanzenfressern

Verlauf der Krankheit

Ist ein Baum befallen besiedelt das Bakterium das Xylem und verstopft durch sein massenhaftes Auftreten die Leitungsbahnen. Wasser- und Nährstoffzufuhr werden zunehmend blockiert. Anfangs verfärben sich Blattspitzen und -ränder braun. Später verdorren Zweige bis irgendwann der ganze Baum abstirbt. Befallene Pflanzen können jedoch auch monatelang symptomfrei bleiben.

Name

Homonyms: Xylella fastidiosa Wells et al., 1987
Common names: 10.1126/science.aaf9710 in language.