AG Leiter

Dr. Frank Marthe, Quedlinburg

Den Termin des nächsten AG-Treffens finden Sie im GPZ-Terminkalender!
Dort finden Sie auch die aktuellen Programme der Veranstaltungen sowie Informationen zur Anreise, etc.

Kommende Veranstaltungen der AG

Datum/Zeit Veranstaltung
21. Februar 2023 - 22. Februar 2023
Ganztägig
33. Bernburger Winterseminar Arznei- und Gewürzpflanzen
Julius Kühn-Institut, Quedlinburg Deutschland
11. September 2023 - 14. September 2023
Ganztägig
9. Tagung für Arznei- und Gewürzpflanzenforschung (AG 17)
Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) und die Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT), Freising Deutschland
Dr. Frank Marte

Ziel der Arbeitsgruppe

Die Arznei- und Gewürzpflanzen als Gruppe innerhalb der Sonderkulturen zeichnet sich durch eine hohe Zahl angebauter Arten aus. Darüber hinaus haben außerhalb Deutschlands Wildsammlungen nach wie vor eine große Bedeutung zur Deckung des internationalen Marktes für pflanzliche Drogen.

Verbindend gilt für alle genutzten Arten das Sekundärmetabolite die wertgebenden Inhaltsstoffe bilden. Hieraus resultiert ein hoher analytischer Aufwand für die Qualitätsbestimmung. Die züchterische Verbesserung von Arznei- und Gewürzpflanzen setzt in der Regel bei einer großen Variabilität an. Die Entwicklungen bei molekulargenetischen Verfahren erlauben inzwischen deren Einsatz auch für Kulturen mit einem relativ geringeren Kenntnisstand. Die gesetzlichen Regelungen und Vorgaben, wie good agricultural practice (GACP), good manufacturing practice (GMP) sowie das Arzneibuch in Deutschland (Ph. Eur., DAB, HAB) tragen ebenfalls zur Sonderstellung von Arznei- und Gewürzpflanzen im Prozess der züchterischen Verbesserung bei.

Diesen komplexen Fragestellungen widmet sich die Arbeitsgruppe 17 Arznei- und Gewürzpflanzen (AG17) innerhalb der Gesellschaft für Pflanzenzüchtung (GPZ). Es werden Symposien zu ausgewählten Themenkomplexen veranstaltet. Die Verbindung der Aktivitäten der AG17 mit Tagungen, die auch weitere Aspekte der Wertschöpfungskette von der Pflanze bis zum Phytopharmakon behandeln wird angestrebt.

The medicinal and aromatic plants as a group within the special crops are characterized by a high number of cultivated species. In addition, outside of Germany, wild collections are still of great importance for covering the international market for herbal drugs.

The secondary metabolites form the valuable ingredients for all species used. This results in a high analytical effort for the quality determination. The breeding improvement of medicinal and aromatic plants usually starts with a large variability. The developments in molecular genetic methods mean that they can also be used for cultures with a relatively low level of knowledge. The legal regulations and specifications, such as good agricultural practice (GACP), good manufacturing practice (GMP) and the pharmacopoeia in Germany (Ph.Eur., DAB, HAB) also contribute to the special position of medicinal and aromatic plants in the process of breeding improvement. Working group 17 Medicinal and Aromatic Plants (AG17) within the Society for Plant Breeding (GPZ) is dedicated to these complex issues. Symposia are held on selected topics. The aim is to combine the activities of AG17 also with conferences that also deal with other aspects of the value chain from plants to phytopharmaceuticals.

Neuigkeiten aus der AG

  • Tagung der Gesellschaft für Pflanzenzüchtung, AG 17 Arznei- und Gewürzpflanzenzüchtung, 10.6.2021, Online aus Quedlinburg

    – 34 Teilnehmer –

    Die Gesellschaft für Pflanzenzüchtung (GPZ), AG 17 Arznei- und Gewürzpflanzen veranstaltet regelmäßig Vortragstagungen zu allen Aspekten, die mit der züchterischen Optimierung von Arten aus dieser Nutzungsgruppe der Sonderkulturen in Verbindung stehen. Hierzu zählen Fragen zu Menge und Zusammensetzung sekundärer Metaboliten, zu agronomischen und phytopathologischen Merkmalen ebenso, wie zur Inkulturnahme von Arten, die bislang in Wildbeständen besammelt werden.

    Die Veranstaltung am 10.6.2021 im Julius Kühn-Institut (JKI) in Quedlinburg umfasste sechs Vorträge mit einem Schwerpunkt zu Forschungsarbeiten bei Johanniskraut (Hypericum perforatum). Die Kulturen Kamille (Matricaria recutita) und Kümmel (Carum carvi) wurden ebenfalls behandelt. Immer stand neben der Darstellung von Ergebnissen die Entwicklungen neuer Ansätze im Focus. Die Konstruktion und Messungen zur Leistungsfähigkeit eines modularen Trockners unter der Führung der Universität Hohenheim bieten die Möglichkeit kleinere und kleine Erntemengen qualitätsschonend zu trocknen. Die Verfügbarkeit dieser Anlage ist eine wesentliche Voraussetzung für züchterische Arbeiten, wie auch für den Einstieg in den Anbau.

    Wir waren gezwungen auch diese Veranstaltung Online durchzuführen. Leider musste die für den 11.6.2021 am Standort Quedlinburg des JKI geplante Besichtigung der Feldversuche zu Kümmel, Anis, Johanniskraut und Petersilie entfallen. Die Veranstaltung hat aber den wissenschaftlichen Austausch unter den gegebenen Einschränkungen aufrechterhalten.

    Dafür möchte ich allen Teilnehmern, den Rednern, den Zuhörern und Diskutanten sehr herzlich danken! Alle Beiträge waren wertvoll und zukunftsweisend. Es wurden bedeutende Forschungsaktivitäten im Gebiet der Arznei- und Gewürzpflanzen sichtbar. Ich hoffe, dass auch diese Veranstaltung zu einer stärkeren Vernetzung der Aktivitäten beitragen wird. Sie transportiert aber in jedem Fall die großen Chancen, die in den behandelten Arten liegen über den Kreis der 34 angemeldeten Teilnehmer*innen hinaus.

    Die Abstracts zur Tagung sind im Journal für Kulturpflanzen Bd. 73 Nr. 5-6 (2021) unter „Aus den Arbeitsgemeinschaften der Gesellschaft für Pflanzenzüchtung (GPZ): Tagung der Gesellschaft für Pflanzenzüchtung, AG 17 Arznei- und Gewürzpflanzen 2021“ veröffentlicht. Für die Unterstützung bei der Erstellung der Publikation danke ich dem Team vom Informationszentrum – Bibliothek des JKI unter der Leitung von Anja Hühnlein.

    Quedlinburg, den 11.6.2021
    Dr. Frank Marthe, Leiter AG 17 der GPZ

  • Bericht über die Vortrags- und Diskussionstagung der AG17: Arznei- und Gewürzpflanzen (AG 17) der Gesellschaft für Pflanzenzüchtung e.V. bei der Fa. Bionorica SE am 01.10.2013 in Neumark in der Oberpfalz „Anforderungen an die Beschaffung pflanzlicher Rohstoffe aus Sicht der Fa. Bionorica SE und anbaugefährdende neue Schaderreger an Petersilie, Kamille und Salbei“

    – 42 Teilnehmer –

    Leitung: Dr. F. Marthe, Institut für Züchtungsforschung an gartenbaulichen Kulturen und Obst – Quedlinburg des Julius Kühn-Institutes, Leiter der GPZ AG 17

    Das Programm behandelte die Aktivitäten und besonderen Herausforderungen der Drogenbeschaffung aus der Sicht eines Produzenten von Phytopharmaca, der Fa. Bionorica SE. In diesem Zusammenhang stellten Anforderungen an die Qualität der Drogen einen besonderen Schwerpunkt dar, mit der Ableitung von Zuchtzielen für die pflanzenzüchterische Verbesserung der zu nutzenden Sorten und Populationen.

    In einem zweiten Schwerpunkt wurden neue Phytopathogene an Petersilie (Petroselinum crispum), Kamille (Matricaria recutita) und Salbei (Salvia officinalis) behandelt. Der Focus lag hierbei auf Erregern, die erst seit wenigen Jahren wirtschaftliche Bedeutung erlangt haben und den Anbau in Deutschland bedrohen. Als Voraussetzung für resistenzzüchterische Aktivitäten sind in der Regel Fragen zur Erregerbiologie aufzuklären. Das Beispiel der Nutzung von Resistenz gegen den seit längerem bedeutenden Erreger der Septoria-Blattflecken (Septoria petroselini) an Petersilie sollte den Weg bis zur Nutzung in einer neuen Sorte darstellen.

    Neben deutschen Teilnehmern (38) wurde die Veranstaltung auch von Gästen aus Bulgarien (3), und der Schweiz (1) besucht. Lediglich drei Teilnehmer waren GPZ-Mitglied, mindestens ein Teilnehmer hat einen Antrag auf Mitgliedschaft in der GPZ gestellt. Diese Betrachtung zeigt das sehr breite Interesse an der Arbeit der AG Arznei- und Gewürzpflanzen der GPZ und die weit über die GPZ hinausgehende Wahrnehmung der behandelten Themen.

     Im Folgenden werden unter Fokussierung auf den Petersilienanbau Gefährdungen durch die Phytopathogene Echter Mehltau, Falscher Mehltau und Septoria-Blattfleckenkrankheit (Septoria petroselini) an Petersilie (Petroselinum crispum) in gekürzter Form dargestellt, auf der Grundlage der jeweiligen Beiträge von U. Gärber und P. Marx: Neue Erkenntnisse zum Echten Mehltau an Petersilie; G. Leinhos, B. Wahl-Ermel und H.-J. Krauthausen: Neue Erkenntnisse zum Falschen Mehltau an Petersilie; sowie W.D. Blüthner, F. Marthe und E. Paladey: Septoria petroselini bei Petersilie – Von der Donorsuche bis zur resistenten Sorte.

    In den vergangenen Jahren kam es in der Unter-Glas-Kultur von Petersilie in allen Anbaugebieten Deutschlands zu einer starken Ausbreitung von Echtem Mehltau. Bisher fehlen Kenntnisse zur Biologie und Epidemiologie des Erregers. Selbst die taxonomische Zuordnung sowie das Wirtspflanzenspektrum sind nicht vollends geklärt. Deshalb wurden Daten zur Erregerbiologie erarbeitet als Basis für die Entwicklung einer Resistenz-Screeningmethode.

    Zur Charakterisierung von Erregerisolaten wurden sowohl klassisch taxonomische als auch molekularbiologische Verfahren genutzt, die zeigten, dass der Erreger einer Art der Gattung Erysiphe zuzuordnen ist. Diese Untersuchungen sind noch nicht abgeschlossen.

    Infektionsversuche zeigten, dass die Konidien zwischen 6 °C und 30 °C keimfähig sind. Die höchsten Keimraten wurden bei 15 °C und 20 °C erzielt. Ferner wurde nachgewiesen, dass die Temperatur einen wesentlichen Einfluss auf die Latenzzeit hat, die je nach Temperaturstufe zwischen 7 bis 18 Tage beträgt. Bei 25 °C war die Latenzzeit am kürzesten und nahm entsprechend bei höheren/niedrigeren Temperaturen zu. Im Gegensatz dazu zeigte die relative Luftfeuchte keinen Einfluss auf die Latenzzeit. Die Sporulationsrate des Echten Mehltaus ist von der Temperatur und der relativen Luftfeuchte abhängig. Mit zunehmender Luftfeuchte nahm die Anzahl gebildeter Konidien zu. Die höchste Sporulationsrate wurde bei 70 % relativer Luftfeuchte beobachtet.

    Im Freilandanbau geprüfte Petersiliensorten zeigten, dass Unterschiede in der Befalls­entwicklung des Echten Mehltaus sowohl bei glatten als auch bei krausen Petersiliensorten bestehen. Für die Befallsbewertung wurden Boniturschemata sowohl für ein Screening im Anbau unter Glas als auch für den Freilandanbau erarbeitet.

    Daneben erfolgten Analysen zum Wirtspflanzenspektrum. Der Echte Mehltau der Blattpetersilie infiziert Dill, Fenchel, Kerbel, Kümmel, Wurzelpetersilie und Liebstöckel, bei optimalen Infektionsbedingungen gelegentlich auch Möhre und Sellerie. Nicht infiziert wurden Koriander, Anis und Pastinake.

    Als ökonomisch bedeutendes Phytopathogen der Petersilie ist Falscher Mehltau neu in Deutschland. Beginnend im Jahr 2000 in der Pfalz kam es in allen Anbauregionen Deutschlands zu einer starken Ausbreitung des Erregers Plasmopara petroselini. Für gezielte Gegenmaßnahmen fehlten bisher grundlegende Kenntnisse zur Biologie und Epidemiologie des Erregers.

    Die Untersuchungen zur Erregerbiologie erfolgten an zwei Sorten mit dem ausgewählten Isolat Queckbrunnerhof 2007. Anhand von Infektionsversuchen mit mehreren Temperaturstufen wurde ermittelt, dass Infektionen im Temperaturbereich von 4 bis 20 °C stattfinden können. Die weiteren Untersuchungen zur Blattnässedauer zeigten, dass diese in Verbindung mit der Temperatur interaktiv auf die Infektion wirken. Die Latenzzeit von P. petroselini betrug sieben bis 10 Tage bei 13 °C nachts und 14 bis 24 °C tags. Eine deutliche Sporulation bei hoher rel. Luftfeuchte erfolgte bei 10 bis 20 °C. Bei Temperaturen von 5 °C und 23 °C wurde die Sporangienbildung fast vollständig unterbunden.

    Die Untersuchungen zum Wirtspflanzenspektrum erfolgten an 11 Arten aus der Familie Apiaceae sowie zum Vergleich an zwei hoch anfälligen Sorten Blattpetersilie. Der Erreger des Falschen Mehltaus sporulierte deutlich auf Dill, Fenchel, Koriander, Liebstöckel und Pastinake. Eine sehr geringe Sporulation konnte auf Anis und Wurzelpetersilie beobachtet werden. Keine Sporulation erfolgte auf Kerbel, Kümmel, Möhre und Sellerie.

    Von den Daten zur Erregerbiologie ausgehend soll auch für P. petroselini eine effiziente Methode zum Resistenzscreening entwickelt werden. Als makroskopische Kriterien für eine mögliche Resistenz dienen Befallstärke, Befallshäufigkeit, Sporulationsdichte sowie Anteil Nekrosen an den Blättern. Es wurde ein Boniturschema sowohl für ein Screening im Anbau unter Glas als auch für den Freilandanbau erarbeitet.

    Derzeit werden Sorten unterschiedlicher Anfälligkeit einerseits histopathologisch untersucht. Andererseits konnte in Zusammenarbeit mit Dr. Brändle (Identxx GmbH, Stuttgart) eine Erreger-spezifische PCR als molekulare Testmethode etabliert werden, mit der in ersten Versuchen Sortenunterschiede schon vier Tage nach Inokulation nachgewiesen werden konnten. Die laufenden molekularbiologische Untersuchungen an Isolaten aus verschiedenen Petersilie-Anbauregionen sollen die taxonomische Zuordnung des Erregers verbessern. Die bisherigen Analysen ergaben, dass es sich bei dem Falschen Mehltau an Petersilie um eine klar von anderen Plasmopara-Arten abgegrenzte Gruppe handelt.

    Die Septoria-Blattfleckenkrankheit, ausgelöst durch den Pilz Septoria petroselini gehört seit langem zu den ökonomisch bedeutendsten Pathogenen an Petersilie. Starker Befall kann bei feucht-kühlen Witterungsbedingungen zu Nekrosen auf nahezu allen Laubblättern und damit zum Totalverlust der späteren Ernteschnitte führen. Resistente Sorten stehen nicht zur Verfügung, chemische Bekämpfungen sind mit Polyram WG nur mit eingeschränkter Wirkung möglich.

    Das Pathosystem wurde umfangreich untersucht. In einem Weltsortiment wurden 220 Herkünfte zweiortig geprüft: 30 Akzessionen wurden als resistent (Note 0 oder 1) eingestuft. Die Resistenzwirkung besteht in einem verzögerten Befallsbeginn und einer geringeren Befallsstärke. Die anderen geprüften agronomischen Merkmale waren petersilientypisch (Blattform und -farbe, Geschmack, ätherisches Öl). Bestimmte Komponenten des Öls traten verstärkt auf.

    Durch Inzuchtierung wurden resistente Linien entwickelt. Die Sorte ´Gigante d`Italia’ liegt für den Ertrag ca. 15 % über der leistungsstärksten resistenten Ausgangspopulation (P516) und 40 % über der leistungsschwächsten resistenten Population (P701). Die Resistenzausprägung war in allen Jahren stabil.

    Bei allen drei Populationen traten im Prozess der Inzuchtierung deutliche Ertragsdepressionen von 20 bis 50 % auf, die als Inzuchteffekte interpretiert werden können.

    Nach gemeinsamer Abblüte mehrerer I3-Linien der Akzession P504 erhöhte sich die relative Leistung von 40 auf 59 % und bei der Akzession P516 von 65 auf 82 % im Vergleich zu ´Gigante de Italia´. Das Leistungsniveau ist allerdings noch nicht ausreichend.

    Für die züchterische Nutzung der beschriebenen Resistenzen wurde eine Kreuzungstechnik entwickelt. Die Nachkommenschaften aus den Kreuzungen Leistungselter x Resistenzträger wurden teilweise geselbstet bzw. zurück gekreuzt, auf Resistenz geprüft und werden weiter züchterisch bearbeitet, um einen Sortenkandidaten zu entwickeln. Eine genetisch fixierte Verbesserung der Resistenz in leistungsstarken Petersiliensorten scheint möglich.

    Der Anbau von Kamille (Matricaria recutita) hat in spezialisierten Betrieben in Thüringen eine hohe Konzentration erreicht. Das Auftreten mehrerer bisher ökonomisch nicht relevanter Pathogene und Schadinsekten erfordert eine Analyse der Situation. Der Beitrag von U. Gärber und A. Plescher Neue Phytopathogene und Schädlinge im Kamilleanbau behandelte erste Untersuchungen hierzu.

    Im Anbau von Kamille werden seit 2007 Krankheitserscheinungen beobachtet, die die Ertragsleistung stark beeinträchtigen. Neben bekannten pilzlichen Schaderregern treten neue Schaderreger und tierischen Schädlinge auf. Die ersten Untersuchungen zeigten bereits, dass die Schadensursachen sehr komplex sind. Als potentielle Schaderreger wurden Septoria sp., ein weiterer noch unbekannter Pilz, der morphologisch Entylomella traillii ähnelt, molekularbiologisch jedoch zu den Ascomyceten zu stellen ist, sowie verschiedene Käferarten ermittelt. Die Bedeutung der einzelnen Schaderreger im Krankheitsgeschehen ist noch unklar. Weitere Forschungsarbeiten sind dringend erforderlich, um die Schadensursachen vollends zu klären und die Wirt-Pathogen-Interaktionen zu untersuchen. Aufbauend auf Kenntnissen zu den Pathogenen, deren Biologie, Epidemiologie und Wechselwirkungen sollen nachhaltige Pflanzenschutzkonzepte erarbeitet werden, die den Kamilleanbau in Deutschland auch zukünftig sichern.

    Auch im Anbau von Salbei (Salvia officinalis) treten neue Pathogene mit hohem Schadpotential auf. Der Beitrag von W. Maier Neue pilzliche Phytopathogene an Salbei (Salvia officinalis) beschreibt erste Grundlagen für zukünftige Strategien bei der Sicherung des Salbeianbaus in Deutschland.

    Zur Erzeugung verschiedener Produkte werden im Laufe des mehrjährige Anbaus sämtliche Pflanzenorgane genutzt: Spross, Blatt, Wurzel und Blüte. Die Mehrjährigkeit und die Nutzung der gesamten Pflanze stellen besonders hohe Ansprüche an eine effiziente Pathogenkontrolle.

    Seit wenigen Jahren breitet sich in den Salbeianbaugebieten ein Falscher Mehltau (Peronospora salviae-officinalis) aus. Dieser auf Salbei spezialisierte Parasit wurde erst im Jahr 2009 als eigenständige Art beschrieben. Zusätzlich kommen seit kurzem massive Probleme durch Spross- und Wurzelkrankheiten hinzu. Diese werden durch Phoma exigua var. exiguaverursacht, einem Schadpilz mit enorm breitem Wirtsspektrum. Zusammen verursachten die beiden Pathogene bis zu 50 % Ertragsverlust.

    Das Hauptziel zukünftiger Forschungsaktivitäten muss es sein, den Salbeianbau in Deutschland durch die Kontrolle der Schaderreger weiterhin zu ermöglichen. Einen Schwerpunkt zukünftiger Untersuchungen bildet die Aufklärung der Infektionsbiologie und Epidemiologie der genannten Schaderreger, um mögliche Angriffspunkte für ihre Kontrolle ausfindig zu machen. Außerdem soll ein sensitiver und spezifischer Nachweis der beiden Erreger mittels quantitativer PCR etabliert werden, um die Erreger auch in kleinsten Mengen detektieren zu können. So sollen die für den Anbau relevanten Sporenbelastungen des Saatgutes und der Böden ermittelt werden mit dem Ziel, Schwellenwerte für den sicheren Anbau zu bestimmen. Ein zukünftiges Screening auf Resistenzen setzt ebenfalls Kenntnisse zur Erregerbiologie voraus.

    Die Kurzfassungen der Beiträge sind in der Tagungsbroschüre zusammengestellt.

    Quedlinburg, 10.02.2014

    Dr. F. Marthe