Lauch-, Knoblauch-, Schnittlauch- und Zwiebelrost

Rouille du poireau, d’ail, de la ciboulette et de l’oignon (franz.); rust on leek, garlic, chive and onion (engl.)

wissenschaftlicher Name: Puccinia allii (de Candolle) Rudolphi

Synonym: Puccinia porri (Sow.) Wint., P. mixta Fuckel, P. blasdalei Dietel & Holw., Uromyces ambiguus (DC.) Lév. und U. durus Dietel

Taxonomie: Fungi, Basidiomycota, Pucciniomycetes, Pucciniales, Pucciniaceae

Rostpilze können bei Lauch (Porree), Knoblauch, Schnittlauch und Zwiebeln wirtschaftlich bedeutende Ernteverluste verursachen. In Europa wird vor allem Lauch regelmässig befallen. Im Sommer erscheinen auf den Blättern längliche, orangefarbene Rostpusteln. In den Pusteln bilden sich Sommersporen (Uredosporen), die für die Ausbreitung des Rostpilzes im Bestand verantwortlich sind. Eine wichtige vorbeugende Massnahme ist das Entfernen befallener Pflanzen aus den überwinterten Kulturen, bevor neue Wirtspflanzen des Rostpilzes angebaut werden.

Rostkrankheiten der Allium-Arten

Rostkrankheiten an Allium spp. treten überall dort auf, wo diese Kulturen angebaut werden und verursachen erhebliche Ernteverluste bei Lauch (Porree), Knoblauch, Schnittlauch und Zwiebeln (Koike et al. 2007). Aufgrund der unterschiedlichen Wirtspflanzen, morphologischen Merkmale (ein- oder zweizellige Teleutosporen, Sporengrösse, Paraphysen) und Lebenszyklen wurden die Rostpilze von Allium spp. in verschiedene Gattungen und Arten eingeteilt: Puccinia allii, P. porri, P. mixta, P. blasdalei, Uromyces ambiguus oder U. durus.
Bereits 1932 betrachtete Tavel P. allii, P. porri und Uromyces ambiguus als Synonyme. Gäumann (1959) teilte die Rostpilze von Allium spp. in zwei Arten ein: P. allii (DC) Rud. (Rostpilze mit hemizyklischem Lebenszyklus, meist zweizelligen Teleutosporen, Teleutolager mit dunkelbraunen und verschmolzenen Paraphysen) und P. porri (Sow.) Wint. (Rostpilze mit mehr einzellige (Mesosporen als zweizellige Teleutosporen, Teleutolager ohne dunkelbraune Paraphysen und makrozyklischer Lebenszyklus).
Die Unterschiede zwischen diesen Rostarten sind jedoch oft variabel und ändern sich nachweislich je nach Wirt und Umweltbedingungen. Anikster et al. (2004) haben daher (basierend auf der Arbeit von Laundon und Waterston, 1965) alle Rostkrankheiten der Allium-Arten in der Artengruppe (species complex) Puccinia allii zusammengefasst. Innerhalb dieser Artengruppe kann es zu einer physiologischen Spezialisierung kommen. Z.B. können Lauchisolate aus Europa keine Zwiebeln oder Schnittlauch infizieren und kalifornische Knoblauchisolate können Lauch nicht befallen (Koike et al. 2007).

Abb.1. Uredolager mit Uredosporen (Sommersporen) von P. allii auf Lauchblättern

Abb. 2. Teleutolager mit Teleutosporen (Wintersporen) von P.allii auf Schnittlauch; Pusteln (Uredo- und Teleutolager) sind anfangs von der Epidermis bedeckt

Abb. 3. Lauchrost (P. allii)

Abb. 4. Zwiebelrost (P. allii)

Abb. 5. Knoblauchrost (P. allii)

Schadbild und Schadwirkung

Die Artengruppe P. allii befällt in Europa vor allem Lauch (Porree), seltener Schnittlauch, Knoblauch und Zwiebeln. Im Sommer, meist im August und September (Kühne et al. 2006), erscheinen auf den Blättern längliche, orangefarbene Rostpusteln, die oft von einem gelben Hof umgeben sind. Es handelt sich dabei um Uredolager mit den Sommersporen (Uredosporen), die für die Ausbreitung des Rostpilzes im Bestand verantwortlich sind. Anfangs sind diese Pusteln noch von der obersten Zellschicht des Blattes (Epidermis) bedeckt, die als weisses Häutchen sichtbar ist. Später reisst die Epidermis schlitzförmig auf und die orangefarbenen Ureodsporen werden freigesetzt. Unter günstigen Bedingungen breitet sich der Rostpilz rasch aus und schon bald sind neue Rostpusteln in grosser Zahl über das ganze Blatt verteilt. Die Blätter werden gelb und sterben ab. Im Herbst werden in schwarzen Teleutolagern Wintersporen (Teleutosporen) gebildet, die überwintern. In Europa können auch die Uredosporen den Winter überdauern.
Schadwirkung: Ertragsminderung und Kümmerwuchs (vor allem bei Knoblauch)

Krankheitserreger

Puccinia allii ist ein Rostpilz mit vollständigem Lebenszyklus ohne Wirtswechsel (makrozyklischer, autözischer Rostpilz), der auf einem einzigen Wirt bis zu fünf verschiedene Sporen produziert: Uredosporen, Teleutosporen, Basidiosporen, Spermatien (Pyknidiosporen) und Aecidiosporen.
Rostisolate von P. allii mit verkürzten Lebenszyklen, bei denen die Spermatien und Aecidiosporen fehlen, sind jedoch häufig und werden als Rostpilze mit nicht-vollständigem Entwicklungszyklus bezeichnet (Koike et al. 2007).
Die auffälligen orangefarbenen Rostpusteln (Uredolager) enthalten einzellige Uredosporen, die kugelförmig, stachelig und 20-26 x 23-32 µm gross sind (Schwartz und Mohan 2008).
Die dunkelbraunen, meist zweizelligen Teleutosporen werden später in Teleutolagern gebildet. Sie messen 18-28 x 36-65 µm, haben eine glatte Oberfläche und die Sporenwand ist an der Spitze etwas dicker. Einzellige Teleutosporen (Mesosporen, typisch für die Gattung Uromyces) kommen häufig vor. Sie sind eiförmig, braun, haben eine glatte Oberfläche und messen 17-24 x 20-32 µm. 
Die in den becherförmigen Aecidien gebildeten Aecidiosporen sind kugelförmig und haben einen Durchmesser von 16-28 µm. Die Sporenwand ist farblos bis gelb und warzig.

Abb. 6. Uredosporen (Sommersporen) der P. allii

Abb. Teleutosporen (Wintersporen) der P. allii

Lebenszyklus

In Europa können Rostpilze der Artengruppe P. allii in überwinternden Kulturen oder auf wild wachsenden Allium-Arten als Uredosporen oder Teleutosporen überdauern (Crüger et al. 2002, Kühne et al. 2006, Koike et al. 2007, Schwartz und Mohan 2008). Uredosporen sind die primäre Infektionsquelle und werden mit dem Wind über weite Strecken verbreitet.
P. allii kann grundsätzlich einen vollständigen Lebenszyklus (1) mit allen fünf Stadien durchlaufen. Es wurden aber auch Varianten (2) beschrieben, bei denen Spermogonien und Aecidien fehlen.
(1) Vollständiger Lebenszyklus der Artengruppe P. allii: Die Rostpilze bilden im Sommer auf den Blättern der Wirtspflanzen orangefarbene Uredolager (Schwartz und Mohan 2008). In diesen Sporenlagern wachsen zahlreiche dikaryotische Uredosporen (Sporen enthalten zwei Zellkerne), welche von der Luftströmung erfasst und auf andere Pflanzen übertragen werden. Das sexuelle Stadium des Lebenszyklus beginnt mit der Bildung von schwarzen, ebenfalls dikaryotischen Teleutosporen. Während der Reifung der Teleutosporen verschmelzen die beiden Zellkerne zu einem diploiden Zellkern (Karyogamie). Nach einer Meiose entstehen (pro Zelle einer Teleutospore) eine vierzellige Basidie und vier haploide Basidiosporen, wobei jeweils ein haploider Zellkern in eine Basidiospore wandert. Letztere werden weggeschleudert und können mit dem Wind über kurze Strecken verbreitet werden. Nach der Keimung der Basidiosporen auf der Oberfläche einer Wirtspflanze (in diesem Fall ebenfalls Allium-Arten) werden orange Spermogonien gebildet, die haploide Spermatien und Empfängnishyphen enthalten. Die Spermatien werden durch Regen oder Insekten auf kompatible Empfängnishyphen übertragen. Die beiden Zellkerne von Spermatium und Empfängnishype verschmelzen jedoch nicht. Dadurch wird der dikaryotische Zustand des Pilzes wiederhergestellt. Das daraus entstandene dikaryotische Myzel bildet auf der gegenüberliegenden Seite des Blattes becherförmige Aecidien. In den Aecidien werden in Ketten Aecidiosporen gebildet. Jede Spore enthält zwei getrennte Zellkerne, je ein Zellkern eines entgegengesetzten Paarungstyps.
Die Infektion von Allium-Arten durch die Aecidiosporen führt zur Bildung von Uredolagern mit Uredosporen, womit der Lebenszyklus abgeschlossen ist.
(2) Lebenszyklus ohne Bildung von Spermogonien und Aecidien: In dieser verkürzten Form des Lebenszyklus werden nur Uredosporen und Teleutosporen gebildet. Im Gegensatz zum vollständigen Lebenszyklus bildet die keimende Teleutospore jedoch nur eine zweizellige Basidie, aus der zwei Basidiosporen mit je zwei Zellkernen hervorgehen (Anikster et al. 2004). Dies deutet darauf hin, dass der Rost homothallisch ist. Die Infektion der Wirtspflanze durch diese Basidiosporen führt direkt zur Bildung von Uredosporen. Diese verkürzte Form des Lebenszyklus wird als hemizyklisch bezeichnet und wurde in Nordamerika, Japan und Europa gefunden.

Epidemiologie

Die Entwicklung der Krankheit wird bei Temperaturen über 25 °C und unter 10 °C gehemmt (Crüger et al. 2002, Kühne et al. 2006). Bei kühlen Temperaturen (< 10 °C) können die Uredosporen die Blätter nicht mehr infizieren und die neu gebildeten Blätter bleiben gesund.
Hohe Luftfeuchtigkeit oder starke Taubildung begünstigen die Sporenkeimung und die Infektion.
In dichten Beständen und bei übermässiger Stickstoffdüngung ist der Befall meist stärker.

Wirtsspektrum

Die Artengruppe Puccinia allii befällt Lauch (Porree) (Allium porrum), Zwiebeln (A. cepa) , Knoblauch (A. sativum) und Schnittlauch (A. schoenoprasum). Wild wachsende Allium Arten sind ebenfalls Wirtspflanzen. In Westeuropa ist Rost die wichtigste und am weitesten verbreitete Krankheit des Lauchs.
Unterschiede im Wirtsspektrum wurden zwischen verschiedenen Isolaten der Artengruppe P. allii festgestellt

Vorbeugende Massnahmen und Bekämpfung

• Bekämpfung von Unkräutern der Gattung Allium
• Mit Rost befallene Ernterückstände oder Durchwuchspflanzen entfernen (nicht kompostieren) oder tief unterpflügen
• Befallene Pflanzen in den überwinterten Beständen im Frühjahr (vor den Neupflanzungen) entfernen (Crüger 2002)
• Anbau resistenter oder wenig anfälliger Sorten (Biogemüse: empfohlene Sorten für die Schweiz)
• Mässige Stickstoff- und Wasserversorgung
• Zugelassene Pflanzenschutzmittel gegen Rostpilze (Puccinia allii) finden Sie für die Schweiz im Pflanzenschutzmittelverzeichnis des BLW; für Deutschland in der Online-Datenbank des BVL (Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit) und für Österreich im Verzeichnis der zugelassenen Pflanzenschutzmittel

Literatur

Anikster Y, Szabo LJ, Eilam T, Manisterski J, Koike ST, Bushnell WR, 2004. Morphology, Life Cycle Biology, and DNA Sequence Analysis of Rust Fungi on Garlic and Chives from California. Phytopathology, Vol. 94, No 6: 569-577.

Crüger G, Backhaus GF, Hommes M, Smolka S, 2002. Pflanzenschutz im Gemüsebau. 4. Auflage, Verlag Eugen Ulmer Stuttgart: 318 S.

Gäumann E, 1959. Beiträge zur Kryptogamenflora der Schweiz (Band XII): Die Rostpilze Mitteleuropas, Büchler und Co. 1407 S.

Koike ST, Gladders P, Paulus AO, 2007. Vegetable Diseases. A colour Handbook. Manson Publishing Ltd., 448 p.

Kühne S, Burth U, Marx P, 2006. Biologischer Pflanzenschutz im Freiland. Eugen Ulmer KG, Stuttgart: 288 S.

Laundon GF, Waterston JM, 1965. Puccinia allii. CMI Descriptions of pathogenic fungi and bacteria. No. 52. Commonwealth Mycological Institute, Kew, Surrey, United Kingdom.

Schwartz HF, Mohan SK, 2008. Compendium of Onion and Garlic Diseases and Pests. Second edition. The American Phytopathological Society, St. Paul Minnesota: 127 p.

Tavel C, 1932. Zur Speciesfrage bei einigen Allium-bewohnenden Uredineen. Ber. Schweiz. Bot. Gesell. 41: 123-169.