Das Zuckerrohrwelke-Syndrom oder SMC (wie es auch genannt wird) hat sich in den letzten Jahren zu einer bedeutenden und zunehmend wachsenden Herausforderung für die Zucker- und Alkoholindustrie in Brasilien entwickelt. Dieses Problem hat alarmierende Auswirkungen auf einen der wichtigsten Agrarsektoren des Landes.
Die Auswirkungen dieser Krankheit reichen von einer Verringerung der Produktivität – TCH (Tonnen Zuckerrohr pro Hektar), die mehr als 25 % betragen kann, über qualitative Veränderungen im Rohmaterial mit einer Verringerung des ATR-Gehalts (Theoretical Recoverable Sugar) bis hin zu Änderung des Brix-Index (die ungefähre Zuckermenge in Zuckerrohr). Was das Problem noch besorgniserregender macht, ist die Tatsache, dass es bei mehreren Zuckerrohrsorten auftritt und bis heute weit verbreitet ist.
Bei allen beobachteten Sorten sind die charakteristischen Symptome von SMC verwelkte oder trockene Halme. In vielen Fällen sind Pilzstrukturen an der Außenseite des betroffenen Gewebes zu beobachten (Abbildung 1a). Beim Längsschneiden der Halme werden Symptome in den Internodien beobachtet, die eine rötliche und/oder frostbraune Farbe aufweisen und sich zu einem Symptom des Welkens und Austrocknens der betroffenen Internodien entwickeln (Abbildung 1a).
In der Ernte 2023/24 erreichte das Zuckerrohrwelkensyndrom in den Hauptanbaustaaten alarmierende Ausmaße. Berichten zufolge ging der TCH um 50 % zurück, was den dringenden Bedarf an Aufmerksamkeit und Maßnahmen seitens der Erzeuger und Forscher verdeutlicht. Mehrere Studien werden von öffentlichen und privaten Institutionen durchgeführt, um verschiedene Theorien im Zusammenhang mit dem Problem zu entmystifizieren und die Ursachen von SMC technisch zu klären. Bisher sind sich Forscher und Techniker einig, dass SMC durch biotische Faktoren verursacht wird, das heißt durch eine Verbindung pathogener Pilze, die zum Absterben der Pflanzen und zur Verringerung des TCH führen, was die Industrie vor Herausforderungen nach der Ernte stellt. Die wichtigsten Phytopathogene, die in symptomatischen Pflanzen identifiziert werden, sind Pilze Fusarium spp., (Abbildung 1b), Colletotrichum falcatum und der Pilz Phaeocytostroma sacchari (gleichbedeutend Pleocyta sacchari), der trotz seiner untergeordneten Bedeutung im Produktionssystem in früheren Ernten in den letzten Jahren zu einem aufkommenden und primär zu bewältigenden Faktor geworden ist (Abbildung 1c).
Seit 2021 wird SMC in technischen Foren wie der GTEC (Group of Technical Consultants) und Forschergruppen ausführlich diskutiert, mit dem Ziel, spezifische Ursachen zu identifizieren und wirksame Managementstrategien zu planen. Die Komplexität der Zucker- und Alkoholproduktionsumgebung, die mit Faktoren wie Sorten, Voraussicht der Ernte, Schädlings- und Nematodenbekämpfung, Einsatz von Fungiziden und der Variabilität der beteiligten Krankheitserreger verbunden ist, macht die Bekämpfung von SMC zu einer wachsenden Herausforderung für den Sektor. Daher wurden erste Studien durchgeführt, um das Problem im Hinblick auf die Geschichte der Gebiete, die Verteilung des Problems und die in symptomatischen Pflanzen aus der Ernte 2023/24 gefundenen Pilze besser zu klären.
Erste Studien wurden durchgeführt, um die Verbreitung des Problems zu kartieren, die Geschichte der betroffenen Gebiete zu analysieren und die Pilze zu identifizieren, die während der Ernten 2023 und 2024 auf symptomatischen Pflanzen vorhanden waren. Insgesamt wurden 29 symptomatische Proben in den Bundesstaaten Goiás gesammelt und analysiert , Minas Gerais, São Paulo, Mato Grosso do Sul, Mato Grosso und Paraíba. Die Diagnose wurde im Forschungs- und Entwicklungslabor von Syngenta in Holambra (SP) durchgeführt.
Die Proben wurden durch Isolierung in feuchten Kammern, Kultivierung in Kulturmedium und DNA-Sequenzierung verarbeitet, wobei der Schwerpunkt auf bestimmten Regionen wie ITS, Aktin und β-Tubulin lag. Mit diesen Methoden konnten wir die beteiligten Pilzgattungen und -arten genau identifizieren.
Hauptergebnisse:
Mit dem Ziel, die Beziehung zwischen zu untersuchen P. sacchari Mit den Symptomen des Syndroms wurden Impfexperimente und die Bestätigung der Stadien des Kochschen Postulats durchgeführt. Für den Pathogenitätstest werden Isolate aus P. sacchari von symptomatischen Pflanzen genesen. Gesunde Halme wurden durch mechanisches Öffnen der Halme inokuliert und Scheiben aus Pilzmyzel wurden durch direkte Infektion in das Gewebe inokuliert (Abbildung 4a, 4b und 4c). Nach 7 Tagen unter kontrollierten Bedingungen in einer Wachstumskammer wurden die Halme bewertet und zeigten Symptome einer Rötung des beimpften Internodiums (Abbildung 4d und 4e). Die Bestätigung der Pathogenität erfolgte mit der erneuten Isolierung von P. sacchari der inokulierten Stängel. Die aus der erneuten Isolierung erhaltenen Isolate, womit Kochs Postulat geschlossen wurde, wurden erneut sequenziert, um die Gattung und Art zu bestätigen, und die Analyse der Ergebnisse ermöglichte die Bestätigung der Art von P. sacchari (Abbildung 4). Diese Ergebnisse deuten daher auf einen kausalen Zusammenhang zwischen dem Pilz hin P. sacchari und Symptome einer Rötung der Halme (Abbildung 4).
Was eine Warnung auslöst, ist der Pilz P. sacchariInsbesondere wurde er im Gegensatz zu seinem sporadischen Vorkommen immer wieder aus verwelkten Halmen isoliert. In den Vorjahren war dieser Pilz in 27 der 29 analysierten Proben vorhanden. Ein weiterer Faktor, der ebenfalls Aufmerksamkeit erregt, ist das hohe Infektionspotential und die Aggressivität, die im Pathogenitätstest beobachtet werden konnte (Abbildung 4).
Angesichts der ähnlichen Ergebnisse beider Ernten und der Bestätigung der gleichen Pilzgattungen, die in in anderen Institutionen durchgeführten Studien beobachtet wurden, deutet dies darauf hin, dass diese Pilze möglicherweise mit dem SMC-Problem in Zusammenhang stehen. Die Identifizierung dieser Phytopathogene in Pflanzen mit SMC stellt einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis des Syndroms dar und zeigt die Komplexität der Herausforderung, vor der die Zucker- und Alkoholindustrie steht. Die Entstehung von P. sacchari als erhebliches Problem und unterstreicht die dynamische Natur der Wirt-Pathogen-Wechselwirkungen und die Notwendigkeit weiterer Studien und einer ständigen Überwachung der Zuckerrohrfelder.
Das potenzielle Ausmaß des Problems in Kombination mit der Komplexität der Diagnose und dem Mangel an resistenten Sorten erfordert eine schnelle und koordinierte Reaktion aller an der Produktionskette beteiligten Sektoren. Ein gründliches Verständnis seiner Ätiologie, kombiniert mit wirksamen Managementstrategien wie frühzeitigem Schneiden, chemischer Kontrolle und der Entwicklung resistenterer Sorten, wird von entscheidender Bedeutung sein, um seine Auswirkungen abzumildern und die Nachhaltigkeit der Zuckerrohrproduktion im Land sicherzustellen.
Kurz gesagt, SMC hat es sicherlich schon immer gegeben. Es ist eine alte Krankheit, die bis dahin als zweitrangig galt, heute aber von vorrangiger Bedeutung ist.
Um die Beziehung zwischen zu bestätigen P. sacchari und SMC-Symptomen wurden Experimente mit direkter Inokulation in gesunde Halme durchgeführt. Nach sieben Tagen unter kontrollierten Bedingungen zeigten die Halme typische Rötungssymptome, was die Pathogenität des Pilzes bestätigte. Die Isolierung und Sequenzierung der gewonnenen Krankheitserreger bestätigte diese Ergebnisse und deutete darauf hin P. sacchari als ursächlicher Faktor.
Die Daten zeigen die Entstehung von P. sacchari als Krankheitserreger von vorrangiger Bedeutung, in 27 der 29 analysierten Proben vorhanden, mit hohem infektiösem und aggressivem Potenzial. Das wiederkehrende Vorkommen dieses Pilzes, der früher als zweitrangig galt, verdeutlicht die Komplexität und Dynamik der Wirt-Pathogen-Interaktionen.
Der Schweregrad von SMC erfordert eine koordinierte Reaktion der gesamten Produktionskette. Um die Auswirkungen der Krankheit abzumildern, sind Strategien wie die Entwicklung resistenter Sorten, Chemikalienmanagement, frühzeitiger Schnitt und kontinuierliche Überwachung der Zuckerrohrfelder von entscheidender Bedeutung. Ein gründliches Verständnis seiner Ätiologie und die Umsetzung effektiver Managementpraktiken werden von entscheidender Bedeutung sein, um die Nachhaltigkeit der Zuckerrohrproduktion in Brasilien sicherzustellen.
Das Zuckerrohrwelke-Syndrom, das früher als Folgeerkrankung galt, ist heute eine der größten Herausforderungen für den Zucker- und Alkoholsektor. Die erzielten Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit ständiger Wachsamkeit und kontinuierlicher Studien und stellen einen Meilenstein im Verständnis und Management dieses stillen Problems dar, das sich direkt auf die Rentabilität des Landwirts auswirkt.
von Flávia Elis de Mello, Sandra Marisa Mathioni, Stéphane Pereira de Jesus, Eric Hirata e Douglas Braga Marques (Syngenta Pflanzenschutz)
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