Fusarium graminearum

Fusarium graminearum
	Fusarium graminearum mit Konidien
Systematik
Klasse:	Sordariomycetes
Unterklasse:	Hypocreomycetidae
Ordnung:	Krustenkugelpilzartige (Hypocreales)
Familie:	Pustelpilzverwandte (Nectriaceae)
Gattung:	Fusarium
Art:	Fusarium graminearum
Wissenschaftlicher Name
	Fusarium graminearum
	Schwabe

Fusarium graminearum (Synonym: Gibberella zeae (Schwein.) Petch) ist ein Pilz aus der Gruppe der Ascomyceten.[1] Der Pilz lebt im Boden, kann aber auch Pflanzen befallen. Das Genom des Pilzes ist vollständig sequenziert.[2]

Merkmale

Merkmale auf Nährmedien

Fusarium graminearum bildet auf Nelkenblatt-Agar (CLA) recht selten blass-orangen Sporodochien, die oft unter dem Mycel versteckt sind. Die Hauptfruchtform wird normalerweise auf dem Agar oder auf den Nelkenblattstückchen gebildet. Als homothallischer Pilz können Peritezien gebildet werden, ohne verschiedene Isolate zu kreuzen.[3] Auf Kartoffel-Dextrose-Agar (PDA) wächst Fusarium graminearum schnell und bildet ein reichlich vorhandenes, recht dichtes Myzel, das in der Farbe von weiß bis blass-orange und gelb variiert. Sporodochien sind rotbraun bis orange und werden nur langsam gebildet, d. h. nach mehr als 30 Tagen. Rote Pigmente werden im Agar gebildet, die aber je nach pH-Wert ins Gelbe umschlagen können.[3]

Mikroskopische Merkmale

Makrokonidien werden relativ selten gebildet, am häufigsten in Sporodochien. Sie sind recht schlank, sichelförmig bis beinahe gerade und dickwandig. Sie besitzen fünf bis sechs Septen und eine spitz zulaufende apikale Zelle und eine fußförmige Basalzelle. Die Bildung von Chlamydosporen ist variabel, sie findet häufig in den Makrokonidien statt. Sie werden in Haufen und Ketten gebildet. Sie sind kugelig mit einer leicht rauen, aber nicht warzigen Oberfläche. Es werden keine Mikrokonidien gebildet. Sporodochien werden selten gebildet und sind orange. Die Makrokonidien in ihrem Inneren sind gleichförmig und gleich groß.[3]

Befallsbild

Weizen und Gerste bilden eine typische Taubährigkeit aus. Die Körner sind schrumpelig und klein. Bei Mais wird eine Kolbenfäule ausgelöst. Es gibt zwischen den einzelnen Getreidesorten Unterschiede in der Anfälligkeit. So geht eine erhöhte Konzentration an Ferulasäure in den Körnern mit einer erhöhten Resistenz zu Fusarium graminearum einher.[3]

Relevanz

Eine gesunde Ähre (links) im Vergleich mit einer von Fusarium graminearum befallenen (rechts)

Ein Befall von landwirtschaftlich genutzten Kulturen wie Weizen oder Mais führt zu Ertragsverlusten und zur Belastung des Korns mit Pilzgiften (Mykotoxinen)[4]. Das am häufigsten und in den höchsten Konzentrationen in Weizenmehl vorkommende Mykotoxin ist Deoxynivalenol[5]. Lebens- und Futtermittel, die mit Mykotoxinen belastet sind, können die Gesundheit von Mensch und Tier beeinträchtigen.[6] Wichtige Aggressionsfaktoren sind auch die Bildung von Trichthecenen.[3] Für mehrere Fusarium-Toxine gelten gesetzlich festgelegte Höchstmengen in Rohgetreide und Lebensmitteln.[7][8]

Fortpflanzung und asexuelle Vermehrung

Gibberella zeae bildet sexuelle Sporen (Ascosporen) und asexuelle Sporen (Makrokonidien) zu seiner Verbreitung.[9] Die Sporen werden durch Wind und Regen verbreitet[10][11].

Viren

Fusarium graminearum wird infiziert von der Virusspezies Gemytripvirus fugra1 (alias Fusarium graminearum gemytripvirus 1, FgGMTV1), bisher (Mai 2021) einzige Spezies der Gattung Gemytripvirus in der Familie Genomoviridae.[12]

Systematik

Bis 2013 wurde die Hauptfruchtform Gibberella zeae genannt, die Nebenfruchtform Fusarium graminearum. Seit dem 1. Januar 2013 ist aber nur noch der Name der Hauptfruchtform für alle Pilze gültig, wie auf dem Nomenklaturkongress des International Code of Botanical Nomenclature (ICBN) in Melbourne 2011 beschlossen wurde. Da allerdings der Name Fusarium für die gesamte Gattung viel häufiger verwendet wird als Gibberella, wurde beschlossen, dass Fusarium der alleinige gültige Name wird. Für Fusarium graminearum ist Gibberella zeae daher nur noch ein Synonym.[13] Lange Zeit wurde noch weitere sehr ähnliche Arten von Fusarium graminearum abgetrennt, wie Fusarium acaciae-mearnsii, Fusarium asiaticum und Fusarium cortaderiae. Leslie und Summerell (2006) schlugen aber vor, alle diese Arten unter einer Art, Fusarium graminearum zusammenzufassen.[3]

Literatur

John F. Leslie, Brett A. Summerell: The Fusarium Laboratory Manual. Blackwell Publishing, 2006, ISBN 0-8138-1919-9, S. 268–269.

Einzelnachweise

J. C. Sutton: Epidemiology of wheat head blight and maize ear rot caused by Fusarium graminearum. In: Canadian Journal of Plant Pathology. 4, 1982, S. 195–209.
Fusarium Genom Datenbank des Broad Institutes (Memento des Originals vom 12. Februar 2011 im Internet Archive) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2
John F. Leslie, Brett A. Summerell: The Fusarium Laboratory Manual. Blackwell Publishing, 2006, ISBN 0-8138-1919-9, S. 173–179 (englisch, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
A. Bottalico, G. Perrone: Toxigenic Fusarium species and mycotoxins associated with head blight in small-grain cereals in Europe. In: European Journal of Plant Pathology. 108, 2002, S. 611–624. doi:10.1023/A:1020635214971
M. Schollenberger, H. T. Jara, S. Sucy, W. Drochner, H. M. Müller: Fusarium toxins in wheat flour collected in an area in southwest Germany. In: International Journal of Food Microbiology. 72, 2002, S. 85–89. doi:10.1016/S0168-1605(01)00627-4
K. K. Sinha, D. Bhatnagar: Mycotoxins in Agriculture and Food Safety. Marcel Dekker, New York 1998, ISBN 0-8247-0192-5.
Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln. Zusammenfassung der Gesetzgebung. In: EUR-Lex. Amt für Veröffentlichungen der Europäischen Union, abgerufen am 28. Oktober 2021.
Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 der Kommission vom 19. Dezember 2006 zur Festsetzung der Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln. In: Amtsblatt der Europäischen Union. L, Nr. 364, S. 5–24.
S. G. Markell, L. J. Francl: Fusarium head blight inoculum: species prevalence and Gibberella zeae spore type. In: Plant Disease. 87, 2003, S. 814–820. doi:10.1094/PDIS.2003.87.7.814
M. Beyer, S. Röding, A. Ludewig, J-A. Verreet: Germination and survival of Fusarium graminearum macroconidia as affected by environmental factors. In: Journal of Phytopathology. 152, 2004, S. 92–97, doi:10.1111/j.1439-0434.2003.00807.x
M. Beyer, J-A. Verreet: Germination of Gibberella zeae ascospores as affected by age of spores after discharge and environmental factors. In: European Journal of Plant Pathology. 111, 2005, S. 381–389, doi:10.1007/s10658-004-6470-9
Pengfei Li, Shuangchao Wang, Lihang Zhang, Dewen Qiu, Xueping Zhou, Lihua Guo: A tripartite ssDNA mycovirus from a plant pathogenic fungus is infectious as cloned DNA and purified virions, in: Science Advances, Band 6, Nr. 14, 3. April 2020, eaay9634, doi:10.1126/sciadv.aay9634
D. M. Geiser, T. Aoki, C. W. Bacon, S. E. Baker, M. K. Bhattacharyya, M. E. Brandt, D. W. Brown, L. W. Burgess, S. Chulze, J. J. Coleman, J. C. Correll, S. F. Covert, P. W. Crous, C. A. Cuomo, G. S. De Hoog, A. Di Pietro, W. H. Elmer, L. Epstein, R. J. N. Frandsen, S. Freeman, T. Gagkaeva, A. E. Glenn, T. R. Gordon, N. F. Gregory, K. E. Hammond-Kosack, L. E. Hanson, M. del Mar Jímenez-Gasco, S. Kang, H. C. Kistler, G. A. Kuldau, J. F. Leslie, A. Logrieco, G. Lu, E. Lysøe u. a.: One fungus, one name: defining the genus Fusarium in a scientifically robust way that preserves longstanding use. In: Phytopathology. Band 103, 2013, S. 400–408, doi:10.1094/PHYTO-07-12-0150-LE (englisch, One Fungus, One Name: Defining the Genus Fusarium in a Scientifically Robust Way That Preserves Longstanding Use [PDF]).

Weblinks

Commons: Fusarium graminearum – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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[1] J. C. Sutton: Epidemiology of wheat head blight and maize ear rot caused by Fusarium graminearum. In: Canadian Journal of Plant Pathology. 4, 1982, S. 195–209.

[2] Fusarium Genom Datenbank des Broad Institutes (Memento des Originals vom 12. Februar 2011 im Internet Archive) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2

[Leslie2006-3] John F. Leslie, Brett A. Summerell: The Fusarium Laboratory Manual. Blackwell Publishing, 2006, ISBN 0-8138-1919-9, S. 173–179 (englisch, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[4] A. Bottalico, G. Perrone: Toxigenic Fusarium species and mycotoxins associated with head blight in small-grain cereals in Europe. In: European Journal of Plant Pathology. 108, 2002, S. 611–624. doi:10.1023/A:1020635214971

[5] M. Schollenberger, H. T. Jara, S. Sucy, W. Drochner, H. M. Müller: Fusarium toxins in wheat flour collected in an area in southwest Germany. In: International Journal of Food Microbiology. 72, 2002, S. 85–89. doi:10.1016/S0168-1605(01)00627-4

[6] K. K. Sinha, D. Bhatnagar: Mycotoxins in Agriculture and Food Safety. Marcel Dekker, New York 1998, ISBN 0-8247-0192-5.

[7] Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln. Zusammenfassung der Gesetzgebung. In: EUR-Lex. Amt für Veröffentlichungen der Europäischen Union, abgerufen am 28. Oktober 2021.

[8] Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 der Kommission vom 19. Dezember 2006 zur Festsetzung der Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln. In: Amtsblatt der Europäischen Union. L, Nr. 364, S. 5–24.

[9] S. G. Markell, L. J. Francl: Fusarium head blight inoculum: species prevalence and Gibberella zeae spore type. In: Plant Disease. 87, 2003, S. 814–820. doi:10.1094/PDIS.2003.87.7.814

[10] M. Beyer, S. Röding, A. Ludewig, J-A. Verreet: Germination and survival of Fusarium graminearum macroconidia as affected by environmental factors. In: Journal of Phytopathology. 152, 2004, S. 92–97, doi:10.1111/j.1439-0434.2003.00807.x

[11] M. Beyer, J-A. Verreet: Germination of Gibberella zeae ascospores as affected by age of spores after discharge and environmental factors. In: European Journal of Plant Pathology. 111, 2005, S. 381–389, doi:10.1007/s10658-004-6470-9

[Li2020-12] Pengfei Li, Shuangchao Wang, Lihang Zhang, Dewen Qiu, Xueping Zhou, Lihua Guo: A tripartite ssDNA mycovirus from a plant pathogenic fungus is infectious as cloned DNA and purified virions, in: Science Advances, Band 6, Nr. 14, 3. April 2020, eaay9634, doi:10.1126/sciadv.aay9634

[Geiser2013-13] D. M. Geiser, T. Aoki, C. W. Bacon, S. E. Baker, M. K. Bhattacharyya, M. E. Brandt, D. W. Brown, L. W. Burgess, S. Chulze, J. J. Coleman, J. C. Correll, S. F. Covert, P. W. Crous, C. A. Cuomo, G. S. De Hoog, A. Di Pietro, W. H. Elmer, L. Epstein, R. J. N. Frandsen, S. Freeman, T. Gagkaeva, A. E. Glenn, T. R. Gordon, N. F. Gregory, K. E. Hammond-Kosack, L. E. Hanson, M. del Mar Jímenez-Gasco, S. Kang, H. C. Kistler, G. A. Kuldau, J. F. Leslie, A. Logrieco, G. Lu, E. Lysøe u. a.: One fungus, one name: defining the genus Fusarium in a scientifically robust way that preserves longstanding use. In: Phytopathology. Band 103, 2013, S. 400–408, doi:10.1094/PHYTO-07-12-0150-LE (englisch, One Fungus, One Name: Defining the Genus Fusarium in a Scientifically Robust Way That Preserves Longstanding Use [PDF]).