Obstkrankheiten
PhenoTruck
Mobiles Labor zur schnellen und sicheren Identifizierung von Quarantäneschaderregern in der Landwirtschaft
Quarantäneschaderreger stellen für die Landwirtschaft ein bedeutendes Problem dar. Ziel des Projektes ist es daher, mit einem mobilen Labor, dem PhenoTruck, und durch KI-basierte schnelle Datenanalyse die Identifizierung von Quarantäneschaderregern dorthin zu bringen, wo sie gebraucht wird: direkt zum Landwirt.
Der PhenoTruck basiert auf zwei Säulen:
1. Der flächenmäßigen Bestandsüberprüfung mittels UAV und hyperspektraler Pathogenerkennung.
2. Mittels molekularer Vor-Ort-Pathogenidentifizierung in hyperspektral erkannten Verdachtsproben.
Die Projektpartner vereinen die Kompetenzen von visueller und molekularer Pathogendiagnostik (RLP AgroScience) mit KI-basierter Analyse von Hyperspektraldaten (Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und –automatisierung, IFF) und dem Know-How, ein mobiles Labor für den Feldeinsatz zu entwickeln (Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik, IBMT).
Für die Entwicklung des PhenoTrucks nutzen die Partner wirtschaftlich bedeutende Phytoplasma-Krankheiten im Obst- und Weinbau, deren Symptome sich mit Hilfe spezifischer spektraler Signaturen mittels UAV erkennen lassen.
Folgende Phytoplasmosen werden von RLP AgroScience bearbeitet:
Obstphytoplasmosen
Ein Phytoplasma-Befall von Apfel und Birne führt zu einem Chlorophyll-Abbau, der sich in einer vorzeitigen Rotfärbung im Herbst äußert. Bei der anfälligen Aprikose führt dies bereits im Sommer zu typischen Blattchlorosen. Diese Symptome werden zur Fernerkennung der Krankheiten mittels UAV genutzt. Eine molekulare Vor-Ort-Diagnostik mittels LAMP muss dann den Befall in Verdachtsproben bestätigen.
Abb. 1 Apfeltriebsucht
Abb. 2 Birnenverfall (Pear Decline)
Abb. 3 Europäische Steinobstvergilbung
Obstphytoplasmosen
Flavescence dorée (FD)
Palatinate Grapevine Yellows (PGY)
Schwarzholzkrankheit (Bois noir, BN)
Abb. 4 Rebphytoplasmose
Die Goldgelbe Vergilbung der Rebe (Flavescence dorée, FD) ist eine durch Phytoplasmen verursachte Quarantäne-Krankheit, die in Südeuropa große Schäden im Weinbau anrichtet und sich immer weiter nach Norden ausbreitet. Die Symptome der Krankheit sind eine Vergilbung und ein Einrollen der Blätter, Vertrocknen, Schrumpfen und Abfallen der Beeren, sowie fehlende Verholzung der Triebe. Bei weißen Rebsorten äußert sich die Vergilbung in einer goldgelben Verfärbung der Blätter, bei roten Rebsorten durch eine Rotfärbung. FD wird von der eingeschleppten Amerikanischen Rebzikade Scaphoideus titanus sehr effizient von Wein zu Wein übertragen. Ein epidemischer Ausbruch der Krankheit erfolgt, wenn Phytoplasma und Zikade zusammentreffen. Während S. titanus seit 2016 im Elsass aber noch nicht in Deutschland gefunden wird, kommen die FD Phytoplasmen in einheimischen Erlen vor und werden in seltenen Fällen durch Erlenzikaden auf Wein übertragen. Mit Hilfe der von RLP AgroScience erstellten Risikokarten konnte 2020 ein erster FD-Befall in einem deutschen Rebstock gefunden werden.
Ein nahe verwandtes Phytoplasma, das Palatinate Grapevine Yellows Phytoplasma (PGY), wird ebenfalls von heimischen Erlen durch Zikaden auf Wein übertragen. Es kann aber nicht von S. titanus im Wein weiterverbreitet werden.
Eine weitere Vergilbungskrankheit der Rebe ist die Schwarzholzkrankheit (Bois noir), die von einem Phytoplasma aus einer anderen Phytoplasma-Gruppe (Stolburgruppe) verursacht wird. Dieses wird von der Winden-Glasflügelzikade (Hyalesthes obsoletus) von krautigen Pflanzen auf Wein übertragen, kann aber nicht wie FD im Wein weiterverbreitet werden.
Die Symptome aller 3 Rebphytoplasmosen sind identisch. Sie eignen sich ebenfalls für eine spektrale Fernerkennung mittels UAV. Es ist allerdings ein molekularer Test nötig, um die Quarantäne-Krankheit FD von den beiden anderen Rebphytoplasmosen zu unterscheiden. Dieser soll im Projekt entwickelt werden und dann im mobilen Labor des PhenoTruck eingesetzt werden.
Förderung
