Gentest auf Feuerbrand-DNA

Von Bienen und Blüten

Feuerbrand ist eine gefährliche Bedrohung für Obstbäume. Die TU Wien entwickelte nun gemeinsam mit der AGES einen Schnelltest , der die Gefahr frühzeitig anzeigt - mit Hilfe von Bienenvölkern. Wenn Blüten und Blätter welken und sich schwarz verfärben, dann ist es oft schon zu spät: Die Pflanzenkrankheit Feuerbrand schädigt besonders Birnen- und Apfelbäume, oft ist dann Rodung die einzige Chance. Innerhalb einer einzigen Saison kann Feuerbrand einen gesamten Obstgarten zerstören.

Von der TU Wien und der AGES (Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit) wurde nun aber eine Methode entwickelt, die Krankheit frühzeitig zu erkennen. Bienenvölker besuchen alle Bäume gleichzeitig und holen so die gefährlichen Bakterien zur Teststation am Bienenstock. Ein auf Feuerbrand-DNA maßgeschneiderter Gentest verrät dann, ob tatsächlich Gefahr im Verzug ist.

Bienen als Bio-Probensammler

Die Fluglöcher der Bienenstöcke sind bis auf zwei Röhrenkollektoren verschlossen. (Bild: Rudolf Moosbeckhofer, AGES)

Einen größeren Obstgarten ständig auf Feuerbrand zu untersuchen ist kaum möglich. Man müsste immer wieder Blüten von allen Bäumen sammeln und auf die Feuerbrand-Bakterien untersuchen, und selbst dann ist nicht ausgeschlossen, dass man einen befallenen Ast übersieht. Diese mühevolle Arbeit kann man allerdings auslagern ¿ an Bienenvölker, die ohnehin ständig rund um die Blüten aktiv sind.

"In vielen Obstgärten werden heute Bienen angesiedelt, um für ausreichende Bestäubung zu sorgen", erklärt Heidi Halbwirth vom Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften der TU Wien. Die Feuerbrand-Bakterien bleiben an den Bienen haften, so tragen die Bienen zur Verbreitung der Krankheit bei. Auch in ihren Bienenstock nehmen sie die Bakterien mit. "Am Eingang zum Bienenstock bringen wir kleine Röhrchen mit Folieneinlagen an, durch die jede Biene hindurchkrabbeln muss", erklärt Halbwirth. "Wenn die Bienen mit den Bakterien in Kontakt gekommen sind, bleiben auf den Folien einzelne Bakterien zurück." Dieses Bienenmonitoring wurde in Kooperation mit der AGES entwickelt.

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Schnelltest speziell für Feuerbrand-DNA

Bereits nach wenigen Stunden können die Folien entnommen und etwaige Bakterien davon abgewaschen werden. Die Waschlösung wird mit einem speziell entwickelten Farbtest, der so genannten Blue EaLAMP, auf Feuerbrand-Bakterien untersucht. "Die Flüssigkeit der Blue LAMP reagiert ganz spezifisch auf die DNA der Feuerbrand-Bakterien", sagt Christian Gosch, der gemeinsam mit Heidi Halbwirth, Karl Stich und Thilo Fischer den Test entwickelt hat: Die DNA wird bei 63 °C durch eine biochemische Kettenreaktion massenhaft kopiert, wodurch die Flüssigkeit ihre Farbe von violett auf blau ändert. Die Methode ist höchst sensitiv: 20 Bakterien reichen für den Nachweis bereits aus.

Bisher musste man Blüten sammeln und ins Labor einschicken, durch den neuen Test können Obstbauern und Imker innerhalb weniger Stunden selbst feststellen, ob es in der Gegend Feuerbrand gibt. Oft werden heute schon vorbeugend Antibiotika wie Streptomycin gespritzt, wenn Jahreszeit und Wetterlage ein hohes Feuerbrand-Risiko erwarten lassen. Der Schnelltest soll zuverlässig Auskunft darüber geben, ob solche Maßnahmen überhaupt notwendig sind, oder ob die Gegend derzeit frei von Feuerbrand ist. Der Flugradius von Bienen beträgt bis zu drei Kilometer, das ist groß genug für die Überwachung des eigenen Obstgartens und der umliegenden Areale, aus denen direkt Gefahr droht.

Der Schnelltest der TU Wien wurde bereits patentiert. Es ist nicht das erste Patent, das aus der Forschungsarbeit von Heidi Halbwirth, Christian Gosch, Thilo C. Fischer und Karl Stich hervorgeht: In vergangenen Jahren entwickelten sie bereits umweltschonende Feuerbrand-Bekämpfungsmittel, die anstelle von Antibiotika eingesetzt werden können. Die Patentierung des Schnelltests erfolgte mit Unterstützung der Forschungs- und Transfersupports der TU Wien.

Die AGES im Web:
http://www.ages.at

Heidi Halbwirth, Christian Gosch und Karl Stich sind Teil des Phytfire-Forschungsprojektes zur Detektion und Epidemologie von Feuerbrand, gefördert vom europäischen Forschungsnetzwerk "Euphresco" für Pflanzengesundheit.

Mehr dazu:
http://www.phytfire.org
http://www.euphresco.org

Rückfragehinweise:
PD Dr. Heidi Halbwirth
Inst. f. Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Techn. Biowissenschaften
Technische Universität Wien
Getreidemarkt 9, 1060 Wien
heidi.halbwirth@tuwien.ac.at

Dr. Christian Gosch
Inst. f. Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Techn. Biowissenschaften
Technische Universität Wien
Getreidemarkt 9, 1060 Wien
christian.gosch@tuwien.ac.at

Ao Univ.Prof. Dr. Karl Stich
Inst. f. Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Techn. Biowissenschaften
Technische Universität Wien
Getreidemarkt 9, 1060 Wien
karl.stich@tuwien.ac.at

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