Bakterielle Welkekrankheiten im Maisanbau

Stewarts Bakterienwelke wurde in den USA erstmals in den 1890er-Jahren im Bundesstaat New York an Zuckermais beschrieben und das Bakterium Pantoea stewartii subspecies stewartii als Ursache der Symptome isoliert. Der Erreger verursachte in den USA mit periodischem Auftreten im 20. Jahrhundert im Maisanbau, insbesondere bei Zuckermais, hohe Verluste mit einer hauptsächlichen Verbreitung im Mittleren Westen. Ein Zusammenhang zwischen der Epidemiologie der bakteriellen Krankheit und dem Auftreten des Käfers Chaetocnema pulicaria – des Maiserdflohs – wurde erst gut 25 Jahre nach der Beschreibung der Krankheit an Mais hergestellt. Seitdem gilt das etwa 1,5 mm große Insekt als wichtigster Überträger (Vektor) des Bakteriums zwischen Maispflanzen und als ursächlich für dessen Überwinterung im Feld.

Symptome und Entwicklung der Bakterienwelken

Pantoea stewartii subspecies stewartii gelangt durch den Fraß des Maiserdflohs an Maisblättern in die Leitbahnen der Pflanzen, vermehrt sich dort und blockiert so die Gefäße für die Wasserleitung. Anfängliche Symptome an Blättern äußern sich oft als weiße oder helle Streifen, die entlang der Blattadern begrenzt sein können. Bei fortschreitender Infektion, etwa bei anfälligen Sorten, können die Streifen als braunes, abgestorbenes Gewebe – sogenannte Nekrosen – erkannt werden. Im Falle einer starken Ausbreitung der Bakterien innerhalb der Pflanzen sind Nekrosen großflächiger verteilt und schädigen das ganze Blatt. Solche starken Schäden mit der damit einhergehenden Welke der Pflanzen werden als eigentliche Stewarts Welke bezeichnet. Sie wurden in den USA insbesondere festgestellt bei jungen Keimlingen, bei einer frühen Infektion durch den Maiserdfloh an Zuckermaissorten oder anfälligen Hybridlinien.

Vermutlich durch das Anpflanzen resistenter Maissorten und den Einsatz von Neonicotinoiden zur Bekämpfung des Maiserdflohs wurde das Auftreten der Krankheit in den USA im 21. Jahrhundert zunehmend vermindert. Dagegen wurde seit der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts in den USA vermehrt die Goss-Welke durch Clavibacter nebraskensis an Mais festgestellt. Sie hat die Stewarts Welke im 21. Jahrhundert als ökonomisch relevante bakterielle Krankheit abgelöst.

Unterscheidung und Übertragung der Welkekrankheiten

Die Symptome von Clavibacter nebraskensis an Maispflanzen können mit denen durch Pantoea stewartii subspecies stewartii verwechselt werden: Nekrotische Bereiche auf Blättern sind eher oval mit unregelmäßigen, gewellten Rändern und erscheinen nicht als separierte Streifen. Starke Symptome mit großflächiger Verteilung der Nekrosen und Welke bei Jungpflanzen, die als Goss-Welke bezeichnet wird, sind bei beiden Krankheiten optisch sehr ähnlich.

Übertragen und verbreitet wird Clavibacter nebraskensis nicht primär durch einen Insektenvektor, sondern durch Stürme oder Kulturarbeiten verursachte Wunden an Blättern, in welche die Bakterien mittels Wassertropfen gelangen; eine allgemeine mechanische Übertragung.

Rechtliche Regelungen und Überwachung der Maiskrankheiten

Das Bakterium Pantoea stewartii subspecies stewartii ist durch die Europäische Union als sogenannter Unionsquarantäneschadorganismus geregelt. Nach der Durchführungsverordnung (EU) 2019/2072 bestehen besondere Anforderungen für die Einfuhr von Maissaatgut in die Europäische Union. Diese Anforderungen umfassen eine Erklärung des Drittlandes im Pflanzengesundheitszeugnis. Darin steht, dass das Saatgut aus einem Land oder Gebiet stammt, das von der Pflanzenschutzorganisation des Ursprungslandes als frei von dem Bakterium anerkannt worden ist, oder dass eine repräsentative Probe des Saatguts als frei von dem Bakterium getestet wurde.

Äquivalent hierzu ist das Bakterium in vielen Ländern auf allen Kontinenten ähnlich reguliert – ausgenommen Nordamerika, wo es endemisch vorkommt. Der Export von Maissaatgut aus Europa beispielsweise kann deshalb eine Testung zum Nachweis der Befallsfreiheit erforderlich machen. Ebenso bedingt der Status als Quarantäneschadorganismus, dass deutsche Pflanzenschutzdienste das Vorkommen des Bakteriums im Maisanbau amtlich erheben. Um die Einhaltung der Einfuhranforderungen zu überprüfen, führen die Pflanzenschutzdienste im Rahmen der Einfuhrkontrollen von Maissaatgut aus Nicht-EU-Ländern nach Deutschland stichprobenhafte Testungen durch bei zum Anpflanzen bestimmten Samen aus allen Drittländern, in denen Pantoea stewartii subspecies stewartii bekanntermaßen aufgetreten ist.

Risikofaktoren und Verbreitungswege der Bakterienwelken

Clavibacter nebraskensis ist bisher in der Europäischen Union nicht reguliert. Eine umfangreiche Risikoeinschätzung ist derzeit jedoch Gegenstand der pflanzengesundheitlichen Forschung, da der Organismus und die Krankheit Goss Welke 2024 erstmals außerhalb der USA in Südafrika festgestellt wurde, anhand signifikanter Schäden an Mais. In manchen außereuropäischen Ländern ist auch dieses Bakterium hinsichtlich der Anforderungen für die Einfuhr von Maissaatgut reguliert.

Die Samenübertragbarkeit stellt für beide Organismen eine grundsätzliche Gefahr für Einschleppungen in neue Gebiete dar. Pantoea stewartii subspecies stewartii wurde in Europa bislang in Italien und Slowenien sowohl im Zuckermais- als auch im Futtermaisanbau gefunden. Es traten aber nur vereinzelte Schäden an Blättern oder ganzen Pflanzen auf, ohne dass es ökonomisch relevante Verluste gegeben hat. Die fehlende Symptomausprägung der Stewarts Welke hängt vermutlich hauptsächlich mit dem Fehlen eines passenden Vektors wie des Maiserdflohs zusammen. Obwohl beispielsweise eine grundsätzliche Gefahr für die Übertragung durch den in Europa verbreiteten Westlichen Maiswurzelbohrer (Diabrotica virgifera) angenommen wird, konnte diese bisher jedoch nicht gezeigt werden.

Wachsamkeit und Vorsorge im Maisanbau

Dass Pantoea stewartii subspecies stewartii in Saatgut aus Italien vorkommt, sollte trotz dortiger Tilgungsmaßnahmen nicht ausgeschlossen werden. In den betroffenen Regionen wurde Saatgut produziert und das Bakterium ist über mehrere Jahre immer wieder vereinzelt nachgewiesen worden. Ein Auftreten von Clavibacter nebraskensis ist in Europa dagegen bisher nicht bekannt.

Anbauer sollten für die Symptomatik und die Verwendung von gesundem oder getestetem Saatgut sensibilisiert sein. Beim Verdacht eines Befalls sollte der zuständige Pflanzenschutzdienst hinzugezogen werden.