Puccinia striiformis Westend.

Gelbrost oder Streifenrost, rouille jaune des graminées (franz.), yellow stripe rust (engl.)
Synonym: P. glumarum (Schm.) Eriksson et Henning
Systematik: Fungi, Basidiomycota, Pucciniomycetes, Incertae sedis, Pucciniales, Pucciniaceae

Gelbrost (Puccinia striiformis) ist weltweit verbreitet und befällt neben dem Getreide auch zahlreiche Wiesengräser. In der Schweiz parasitiert die P. striiformis f. sp. poae vom Sommer bis in den Herbst regelmässig auf der Wiesenrispe (Poa pratensis) und die f. sp. dactylidis auf dem Knaulgras (Dactylis glomerata). Häufig sind die Pflanzen extrem stark befallen, was einen grossen Ertragsverlust verursachen kann. Zudem wird der Nährwert und der Futterverzehr negativ beeinflusst (Schmidt, 1983).

Gelbrost (Puccinia striiformis) an Wiesenrispe (Poa pratensis)
Abb. 1. Gelb- oder Streifenrost (Puccinia striiformis f. sp. poae) an Wiesenrispe (Poa pratensis): resistente und anfällige Pflanzen

Gelbrost (Puccinia striiformis) an Wiesenrispe (Poa pratensis)
Abb. 2. Gelb- oder Streifenrost (Puccinia striiformis f. sp. poae) an Wiesenrispe (Poa pratensis)

Gelbrost (Puccinia striiformis) an Wiesenrispe (Poa pratensis)
Abb. 3. Gelb- oder Streifenrost (Puccinia striiformis f. sp. poae) an Halmen der Wiesenrispe (Poa pratensis)

Schadbild

Die kleinen, gelben bis gelborangen Uredolager (0.5 1 mm lang und 0.3-0.4 mm breit) wachsen auf den Blättern (beidseitig), Blattscheiden, Halmen und Blüten (Abb. 1 bis 3). Anfangs treten sie vereinzelt auf. Das Myzel wächst in der Längsrichtung des Blattes weiter und bildet dauernd neue Lager. Diese sind deshalb linienförmig aneinandergereiht (Abb. 4) und bilden lange chlorotischen Streifen. Die Streifen füllen den Raum zwischen zwei Blattadern aus und können sich über die ganze Länge des Blattes erstrecken. Im Sommer und Herbst sind stark befallene Pflanzen schon von weitem an ihrer leuchtend gelben Farbe erkennbar.
Die Bildung von Teleutosporenlager ist selten. Diese sind dauernd von der Epidermis bedeckt. Sie bilden lange, feine, braune bis schwarze Striche auf den Halmen und Blattspreiten. Die Teleutolager sind durch bogenförmige Paraphysen in Fächer geteilt.

Lebenszyklus

Der Gelbrost, ein obligater Parasit, kann in unserem Klima als dikaryotisches Myzel in den Blättern der Gräser oder des Getreides überwintern. Im Sommer und Herbst bildet er auf der Wirtspflanze (z. Bsp. Wiesenrispe) massenweise Uredosporen (Abb. 1 bis 3). Die Uredosporen dringen über die Spaltöffnungen in das Blattgewebe ein. Das Myzel wächst interzellulär und bildet Haustorien in die lebenden Pflanzenzellen.
Drei bis zwölf Wochen nach der Inokulation werden neue Uredolager mit Uredosporen gebildet. Innerhalb einer Vegetationsperiode können mehrere Infektionszyklen stattfinden.
Selten werden auch Teleutosporen gebildet. Diese sind zwar sofort keimfähig, sind aber wahrscheinlich in der Schweiz bedeutungslos, da bis heute noch nie Aecidien auf dem Zwischenwirt Berberis sp. (Jin et al. 2010) beobachtet wurden. Jin et al. konnten 2010 erstmals nachweisen, dass verschiedene Arten der Gattung Berberis (B. chinensis, B. holstii, B. korreana und B. vulgaris) als Zwischenwirte der P. striiformis f. sp. poae und f. sp. tritici sind.

Gelbrost (Puccinia striiformis)
Abb. 4. In Streifen angeordnete und noch von der Epidermis bedeckte Uredolager des Gelbrostes (Puccinia striiformis)

Uredosporen der Puccinia striiformis
Abb. 5. Uredosporen von Puccinia striiformis

Pathogen

Die Uredosporen (Abb. 5) sind kugelig oder kurz ellipsoidisch, 14-36 µm lang und 13-23 µm breit (Gäumann, 1959). Die Wand ist farblos, nur 1-1.5 µm dick, mit Stachelwarzen besetzt und hat 5-14 (meistens 8-10) Keimporen. Der Inhalt der Uredospore ist orangefarben.
Die Teleutosporen sind kurz gestielt, meist keulenförmig, oft asymmetrisch, 24-73 µm lang und 13-24 µm breit, am Scheitel abgeflacht oder seitlich in 1-2 stumpfen Fortsetzungen auslaufend. Sie sind zweizellig, gelegentlich (2-17 %) kommen aber auch einzellige Teleutoporen (Mesosporen) vor. Sie sind bereits im Herbst keimfähig und behalten ihre Keimfähigkeit bis weit in den folgenden Frühsommer hinein bei (Gäumann, 1959). Der Inhalt der Basidie ist gelb.

Epidemiologie

Gelbrost wird im Allgemeinen als eine Rostart angeschaut, die eher in Gegenden mit kühlem Klima vorkommt (Hassebrauck, 1965). Je nach formae speciales liegt die optimale Keimtemperatur zwischen 6 und 24 °C. Der Pilz überlebt Temperaturen unter dem Gefrierpunkt, bei tiefen Temperaturen ist aber die Latenzperiode (Zeit zwischen Inokulation und Bildung neuer Uredosporen) länger. Hohe Temperaturen, trockenes und sonniges Wetter sind für den Gelbrost nicht förderlich, es werden keine Uredosporen mehr gebildet und der Rostpilz kann sogar absterben. Die Latenzperiode variiert je nach Klima, Resistenz des Wirtes und Virulenz des Pathogens zwischen 3 und 12 Wochen (Rapilly, 1979).
Die Uredosporen des Gelbrostes können über weite Distanzen verbreitet werden, trotzdem vermutet Rapilly (1979), dass die Krankheit eher endemisch vorkommt. Sie werden lokal verbreitet durch den Aufprall von Regentropfen oder durch Windböen.
Ein hoher Gehalt an wasserlöslichen Kohlenhydraten macht die Pflanzen anfälliger für einen Rostbefall (O'Rourke, 1976). Aus agronomischer Sicht ist ein hoher Gehalt aber erwünscht. Der Futterpflanzenzüchter versucht, beide Kriterien optimal zu kombinieren.

Wirtsspektrum

Gäumann (1959) zählt über 100 Arten zu den Wirtspflanzen des Gelbrostes. Neben den wichtigsten Getreidearten gehören auch Futtergräser wie Italienisches Raigras (Lolium multiflorum), Englisches Raigras (L. perenne), Wiesenrispe (Poa pratensis) und Knaulgras (Dactylis glomerata) zu den Wirtspflanzen.
Gelbrost ist nach Gäumann (1959) eine Formart, in der man bis zur Abklärung des Wirtswechsels sämtliche bedeckten Grasroste mit gelborangefarbenen Uredolagern unterbringt, vor allem dann, wenn die Uredolager in Streifen auftreten und auch die Ähren befallen werden.
Innerhalb dieser Formart gibt es zahlreiche physiologische Formen, die morphologisch fast identisch sind, aber unterschiedliche Wirtspflanzen befallen. Diese wurden von Manners (1960) auf Grund von kleinen morphologischen Unterschieden in Varietäten kategorisiert. Viel üblicher war allerdings die Einteilung in formae speciales (f. sp.) (Eriksson, 1894; Tollenaar und Houston, 1967). Die wichtigsten sind (siehe auch Wellings 2011):

  • P. striiformis f. sp. tritici Eriks. & Henn.: Hauptwirt Weizen
  • P. striiformis f. sp. hordei Eriks. & Henn.: Hauptwirt Gerste
  • P. striiformis f. sp. secale Eriksson: Hauptwirt Roggen
  • P. striiformis f. sp. dactylidis Tollenaar: Hauptwirt Knaulgras
  • P. striiformis f. sp. poae Tollenaar & Houston: Hauptwirt Wiesenrispe

Innerhalb der formae speciales gibt es zudem physiologische Rassen, die nur einzelne Sorten einer bestimmten Art befallen können.
In Europa parasitieren die Gelbrostrassen des Getreides nur selten die Wiesengräser (Hassebrauck, 1965; Manners, 1960). In Oregon und Kalifornien (USA) wächst hingegen die f. sp. tritici während des Sommers auf Wildgräsern um dann im Herbst auf den Winterweizen zu wechseln (Schaner and Powelson, 1973; Tollenaar and Houston, 1967).

Vorbeugende Bekämpfungsmassnahmen

Die Verwendung von resistenten Sorten ist die beste Massnahme, einen Befall des Knaulgrases durch den Gelbrost zu verhindern. Schweizer Sorten sind resistent gegen die in der Schweiz vorkommenden Rassen (Suter et al., 2010).
Auch bei der Wiesenrispe lohnt es sich, nur empfohlene Sorten auszusäen (Suter et al., 2010). Die meisten sind zwar anfällig, die Unterschiede zu den nicht empfohlenen Sorten ist aber meistens beträchtlich (Suter et al., 2007).

Literatur

Eriksson J, 1894. On the specialization of parasitism by cereal rust fungi. Ber. Deut. Bot. Ges. 12: 292-331.

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

Hassebrauck K, 1965. Nomenklatur, geographische Verbreitung und Wirtsbereich des Gelbrostes, Puccinia striiformis Wet. – Mitt. Biol. Bundesanstalt Land und Forstwirtschaft. Berlin-Dahlem 116: 75 S.

Jin Y, Szabo LJ, Carson M, 2010. Century-old mystery of Puccinia striiformis Life History solved with the identification of Berberis as an alternate host. Phytopathology 100: 432-435.

Manners JG, 1960. Puccinia striiformis Westend. var. dactylidis var. nov. Trans. British Mycol. Soc., 43: 65-68.

O'Rourke CJ, 1976. Diseases of grasses and forage legumes in Ireland. An Foras Taluntais, Dublin 4. 115 S.

Rapilly F, 1979. Yellow rust epidemiology. Ann. Rev. Phytopathology 17: 59-73.

Tollenaar H, 1967. A comparison of Puccinia striiformis f. sp. poae on bluegrass with f.sp. tritici and f. sp. dactylidis. Phytopathology 57: 418-420.

Tollenaar H and Houston BR, 1966. In vitro germination of uredospores of Puccinia graminis and P. striiformis at low spore densities. Phytopathology 56: 1036-39.

Schaner G and Powelson RL, 1973. The oversummering and dispersal of inoculum of Puccinia striiformis in Oregon. Phytopathology 63: 13-17.

Schmidt D, 1983. Les rouilles du dactyle. I. Description et importance économique. Revue Suisse Agric. 15 (1): 11-19.

Suter D, Briner HU, Mosimann E, Demenga M und Jeangros B, 2007 Dreizehn Wiesenrispengräser auf dem Prüfstand. Agrarforschung 14 (06): 248-253.

Suter D, Hirschi HU, Frick R, Bertossa M, 2010. Liste der empfohlenen Sorten von Futterpflanzen 2011-2012. Agrarforschung 1 (10).

Wellings CR, 2011. Global status of stripe rust: a review of historical and current threats. Euphytica 179: 129-141.