Neue phylogenetische Zuordnung von Dollarspot
Wissenschaftliches Hintergrundwissen
Statt Sclerotinia homoeocarpa in Zukunft z.B. Clarireedia homoeocarpa
Die ersten Berichte über „Dollar Spot“ stammen aus dem Jahr 1927 (MONTEITH, 1927). Er wurde von MONTEITH zunächst als „small brown Patch“ bezeichnet, da er kleine, strohfarbene Flecken verursachte – kaum größer als ein „Silver Dollar“, sodass sich mit der Zeit für dieses typische Schadsymptome der Begriff „Dollar Spot“ etablierte. MONTEITH konnte noch keinen Schaderreger benennen, der für das von ihm beschriebene Schadsymptom verantwortlich ist, denn er bat in seinem Artikel 1927 um eine Identifizierung. Erst BENNETT (1937) fand morphologische Ähnlichkeiten zwischen dem Erreger von „Dollar Spot“ und anderen Pilzen der Gattung „Sclerotinia“. So kam es zu der Bezeichnung „Sclerotinia homoeocarpa“. Der Artnamen „homoeocarpa“ bezieht sich sehr wahrscheinlich auf diese Ähnlichkeit.
In den folgenden Jahrzehnten wurde jedoch relativ schnell klar, dass es sich bei Sclerotinia homoeocarpa um keine Art handeln kann, die der Gattung Sclerotinia zuzuordnen ist. Es gab deutliche Abweichungen in der Morphologie und in der Fortpflanzungsstruktur. Schon ab den 1990er Jahren wurde klar, dass S. homoeocarpa keine echte Sclerotinia-Art ist. Die typischen Sclerotinia-Arten bilden röhrenförmige Ruhe- bzw. Überdauerungsstadien (Sclerotien) aus. Solche Sclerotien fand man bei S. homoeocarpa nie. Er bildete als Ruhestadien ein flaches Stroma (Hyphengeflecht) aus.
Eine Reklassifizierung in eine korrekte Gattung war lange nicht möglich, da es nicht möglich war, fertile teleomorphe Fruchtkörper (geschlechtliche Apothecien mit Ascosporen) zu finden. Auch asexuelle Fruchtkörper (z.B. Konidien) bildet S. homoeocarpa nicht aus. In isolierten Kulturen wurden lediglich unfruchtbare, becherförmige Ascocarpien (schüsselförmiger Fruchtkörper) gebildet, die aber nur sehr selten ausgebildet wurden. Morphologische Beurteilung der Hyphen sowie biochemische und immunologische Studien von Protein und DNA-Sequenzdaten bestätigen die Nichtzugehörigkeit des Dollar Spot-Erregers zur Gattung „Sclerotinia“. Schon in den 90iger Jahren wurde vermutet, dass „Sclerotina homoeocarpa“ eher zur Familie der Rutstroemiaceae (Stromabecherverwandte) zu zählen ist, insbesondere zu den Gattungen Poculum (Becherlinge) bzw. Rutstroemia (Stromabecher).
Die fehlenden asexuellen wie auch sexuellen Fruchtkörper beim Dollar Spot-Erreger bereitete nicht nur bei seiner Klassifizierung Probleme, sondern auch bei der Identifikation des Schaderregers, der für das Schadbild „Dollar Spot“ verantwortlich ist, denn der Begriff „Dollar Spot“ wird inzwischen in der Literatur ebenso für das Schadbild anderer Schaderreger verwendet, wie z.B.: Lepthosphaerolina australis (Blattfleckenpilz), Microdochium nivale (Schneeschimmel), Fusarium sp. (Sommerfusarium) und Ophiosphaerella agrostis (Agrostis Dead Spot). Von diesen Pilzen findet man Konidien oder Pseudothecien mit Ascis und Ascosporen, was ihre Identifikation vereinfacht. Sclerotina homoeocarpa konnte man nur an seinem mehr oder weniger typischen Mycel identifizieren. Daher war es immer unklar, ob die zuvor genannten Schaderreger lediglich Sekundärerreger im „Dollar Spot-Symptom“ waren, jedoch S. homoeocarpa der Primärerreger, der wegen fehlender Sporen schwer nachweisbar ist.
Die neusten phylogenetischen Untersuchungen (BAIRN, L.A. et al., 2018 und SALAGADO-SALAZAR, C. et al., 2018) ergaben, dass es sich nicht nur um einen, sondern um vier verschiedene Dollar Spot-Pilze handelt. Eine Arbeitsgruppe von Forschern des USDA Agriculture Research Service, der Rutgers University, der North Carolina State University und der Ohio State University haben mehr als 4.000 Isolate untersucht, die alle weltweit „Dollar Spot“ Symptome verursachten. Dabei spielten sowohl die genetischen Abschnitte, als auch morphologischen Merkmale eine wichtige Rolle.
Die genetischen Informationen wurden einer phylogenetischen Analyse unterzogen, um genetische und evolutionäre Beziehungen zwischen Organismen zu bewerten und Stammbäume zu bauen. Die polygenetische Analyse ergab, dass es sich nicht nur um eine, sondern um vier verschiedene Arten von Dollar Spot-Pilzen handelt, und dass die Pilze zu keiner der bisher bekannten Pilzgattungen gehören.
Eine neue Pilzgattung namens „Clarireedia“ wurde etabliert, um die durch die polygenetische Analyse entdeckten Erreger darzustellen. Dieser neue Gattungsname ist eine Hommage an C. Reed Funk (Turfgras-Wissenschaftler und Züchter) – „Clarus“ lat. für „berühmt“, und „reedia“ zu Ehren von Funk. Ebenso wurden drei der vier Arten zu Ehren von Wissenschaftlern entsprechend benannt. Die vier Arten sind:
- C. homoeocarpa (wurde für den historischen Kontext beibehalten)
- C. bennettii (zu Ehren FT Bennett)
- C. montithiana (zu Ehren John Monteith)
- C. jacksonii (zu Ehren Noel Jackson)
Auswirkung der neuen polygenetischen Zuordnung für die etablierten PCR-Tests
Sclerotinia homoeocarpa war bei den bisher schon etablierten PCR-Tests (DNA-Analyse) als nachzuweisender Schaderreger aufgeführt. In der Vergangenheit konnte bei Proben von einigen Dollar Spot-Symptomen mit einem etablierten PCR-Test Sclerotinia homoeocarpa als Erreger nicht nachgewiesen werden, jedoch z.B. Fusarium sp. Bezieht man das Klima und den Zeitpunkt der Probenahme – später Herbst – mit ein, würde das Ergebnis passen. Trotzdem stellt sich die Frage, ob die aktuellen PCR-Tests an die neue polygenetische Zuordnung, also somit auf die neue Gattung „Clarireedia“, oder sogar eventuell auf die vier neuen Arten dieser Gattung angepasst werden müssen, damit mit den PCR-Tests ein Nachweis möglich ist. Erst wenn die entsprechenden Primer des jeweiligen Schaderregers vorliegen, gelingt beim PCR-Test der Nachweis. Nur so können wir letztendlich nachweisen, dass auch andere Schadpilze tatsächlich „Dollar Spot“-ähnliche Symptome ausbilden, und nicht als Sekundärerreger in diesen auftreten.
Autor: Dr. Gerhard Lung | Greenkeepers Journal 1/2019
Literatur
BENNETT, F.T., 1937: Dollarspot disease of turf and is causal organism, Sclerotinia homoeocarpa n. sp. Ann. Appl. Biol. 24, 236-257.
MONTEITH, J., 1927: Can you identify brown patch? Natl. Greenkeeper 6, 7-11. BEIRN, L.A. et al., 2018: Identifying and naming the fungi that cause dollar spot on turf. GCM Homepage – www.gcmonline.com/research/news/ dollar-spot-turf.
SALGADO-SALAZAR, C. et al., 2018: Clarireedia: A new fungal genus comprising four pathogentic species responsible for dollar spot disease of turfgrass. Fungal Biology 122, 761-773.