Fakten (kompakt)
- Forschungen an Gurken identifizierten das Gen *CsGRX4*, dessen Überexpression die Anfälligkeit der Pflanze für *Botrytis cinerea* signifikant erhöht. - Zur biologischen Bekämpfung bei Tomaten und Gurken wird der Wirkstoff DHIS (3,5-Dihydroxy-4-isopropyl-stilben) erforscht, der aus der Fermentation des leuchtenden Bakteriums *Photorhabdus luminescens* gewonnen wird. - Spezielle Formulierungen für den Weinbau kombinieren das Bakterium *Bacillus subtilis* mit natürlichen Adjuvantien zum Schutz von Tafeltrauben vor Infektionen. - Im Rahmen der Präzisionslandwirtschaft (Agriculture 5.0) werden Drohnen eingesetzt, die mittels multispektraler Kameras und KI-Modellen (wie YOLO) Infektionsherde in Weinbergen automatisch lokalisieren. - Die Früherkennung von Infektionen ist durch den Chlorophyll-Absorptions-Verhältnis-Index (CARI) möglich, da der Pilz die optischen Eigenschaften der Blätter im Red-Edge-Bereich (730 nm) verändert, bevor sichtbare Symptome auftreten.[3] - Ein innovativer Ansatz zur Fungizidherstellung nutzt landwirtschaftliche Abfälle, die unter hohem Druck und Temperatur verflüssigt werden, um das Pilzwachstum effektiv zu hemmen.[5]
Die wissenschaftliche Erstbeschreibung der Gattung *Botrytis* erfolgte im Jahr 1729 durch Pier Antonio Micheli. Systematisch wird die Gattung der Familie der Sklerotienbecherlingsverwandten (Sclerotiniaceae) innerhalb der Abteilung der Schlauchpilze (Ascomycota) zugeordnet.[2] Ein taxonomisch relevantes Synonym ist *Botryotinia* (Whetzel), eine Bezeichnung, die historisch primär für die teleomorphen Arten mit geschlechtlicher Fortpflanzung verwendet wurde. Ursprünglich galt der Name *Botrytis* lediglich für die Anamorphen (Nebenfruchtformen), weshalb die Gattung traditionell der Formklasse der Fungi imperfecti zugerechnet wurde. In der modernen Nomenklatur hat sich die Bezeichnung *Botrytis* jedoch weitgehend für beide Erscheinungsformen durchgesetzt. Zu den eng verwandten Gattungen zählen *Sclerotinia* und *Monilinia*. Der Gattung werden aktuell 22 Arten sowie eine natürliche Hybride zugerechnet.[3] Im deutschsprachigen Raum sind die Vertreter als Grauschimmel bekannt, wobei insbesondere *Botrytis cinerea* als Erreger der Grauschimmelfäule benannt wird.[4]
Das vegetative Myzel der Gattung *Botrytis* weist eine gräuliche oder bräunliche Färbung auf. Die Konidienträger sind septiert und zeigen eine mehr oder weniger starke Verzweigung, wobei die asexuellen Sporen (Konidien) an den Zweigenden sitzen. Als Überdauerungsorgane bilden einige Arten in oder an Pflanzenteilen Sklerotien aus, die außen schwarz und innen weiß gefärbt sind. Aus diesen Dauerformen kann bei Arten mit generativer Vermehrung ein gestielter, kelch-, becher- oder schüsselförmiger Fruchtkörper (Apothecium) entspringen, in dem die Ascosporen gebildet werden.[1] Auf befallenen Wirtspflanzen, wie beispielsweise Weinreben, manifestiert sich der Befall durch sichtbare Läsionen und Fäule, wobei physiologische Veränderungen wie Chlorophyllabbau oft bereits vor den sichtbaren Symptomen auftreten.[3]
Botrytis (Syn.: *Botryotinia*) ist eine kosmopolitische Gattung der Schlauchpilze (Ascomycota), die taxonomisch zur Familie der Sklerotienbecherlingsverwandten (Sclerotiniaceae) zählt.[1][2] Historisch und formell wird sie oft der Klasse der Fungi imperfecti zugeordnet, da die Vermehrung dominierend asexuell über Konidien oder rein vegetativ erfolgt. Das Myzel dieser Pilze erscheint typischerweise gräulich oder bräunlich, was dem Trivialnamen Grauschimmel zugrunde liegt. Eine mikroskopische Besonderheit sind die septierten und mehr oder weniger verzweigten Konidienträger, an deren Zweigenden die Sporen sitzen. Diese Konidien werden primär durch den Wind verbreitet, um neue Wirtspflanzen zu besiedeln. Alle Arten der Gattung leben parasitisch und induzieren in den befallenen Geweben der Wirtspflanzen den programmierten Zelltod (Apoptose). Dieser Prozess führt zu einem fortschreitenden Zerfall des Gewebes, der makroskopisch als Fäule sichtbar wird.[1] Physiologisch bewirkt der Pilz dabei tiefgreifende biochemische Veränderungen, insbesondere den Abbau von Chlorophyll und die Änderung der optischen Blatteigenschaften, noch bevor die physische Struktur der Pflanze kollabiert.[3][6] Als Überdauerungsorgane bilden einige Arten in oder an Pflanzenteilen Sklerotien aus – harte Strukturen, die außen schwarz und innen weiß gefärbt sind. Diese Sklerotien ermöglichen es dem Pilz, im Boden oder in faulendem Pflanzenmaterial zu überwintern. Aus diesen Dauerformen können bei Arten mit geschlechtlicher Fortpflanzung gestielte, becherförmige Fruchtkörper (Apothecien) entspringen, in denen die Ascosporen gebildet werden. Die Gattung umfasst bislang 22 Arten sowie eine natürliche Hybride. Während die Bezeichnung *Botrytis* ursprünglich nur für die asexuelle Anamorphe galt und die sexuelle Teleomorphe oft als *Botryotinia* ausgegliedert wird, hat sich der Name *Botrytis* inzwischen für beide Formen weitgehend durchgesetzt.[1] Der bekannteste Vertreter, *Botrytis cinerea*, zeichnet sich durch einen enorm großen Wirtspflanzenkreis aus und verursacht als Phytopathogen erhebliche Schäden in der Landwirtschaft.[1][3]
Da es sich bei *Botrytis* um eine Pilzgattung handelt, äußert sich das Verhalten primär in Wachstumsstrategien, Infektionsmechanismen und physiologischen Reaktionen auf die Umwelt. Als nekrotropher Parasit zeigt der Pilz ein aggressives Besiedelungsverhalten, indem er aktiv den programmierten Zelltod (Apoptose) in den Zellen des Wirtsgewebes induziert, um das absterbende Material zu verwerten.[1] Dieser Infektionsprozess führt zu signifikanten biochemischen und strukturellen Veränderungen in der Pflanze, wobei insbesondere ein Abbau von Chlorophyll stattfindet, der bereits vor dem Auftreten sichtbarer Läsionen messbar ist.[3] Zur räumlichen Ausbreitung nutzt *Botrytis* passive Transportmechanismen, bei denen die asexuellen Konidien durch Luftströmungen verfrachtet werden. Als Überlebensstrategie in nahrungsarmen Zeiten oder während des Winters verharrt der Organismus als Myzel im Boden oder bildet widerstandsfähige Dauerformen (Sklerotien) aus.[1] Auf molekularer Ebene interagiert der Erreger gezielt mit der Genetik des Wirts, wobei bestimmte pflanzliche Gene, wie etwa Glutaredoxin-Gene bei Gurken, die Anfälligkeit für die Besiedlung durch *Botrytis cinerea* beeinflussen können.[5]
Alle *Botrytis*-Arten leben als Parasiten und induzieren in den befallenen Pflanzengeweben den Zelltod (Apoptose), was zu einem fortschreitenden Zerfall des Gewebes führt. Die Verbreitung der Konidien erfolgt über den Wind, während die Überwinterung als Myzel im Boden innerhalb faulender Pflanzenreste oder als widerstandsfähige Sklerotien stattfindet.[7] *Botrytis cinerea* zeichnet sich durch ein extrem breites Wirtsspektrum aus und verursacht physiologische Veränderungen wie Chlorophyllabbau und Strukturverlust in den Wirtspflanzen.[7][3] Die Anfälligkeit für Infektionen ist in Beständen mit dichten Laubwänden erhöht, was auf eine Abhängigkeit von spezifischen mikroklimatischen Bedingungen hindeutet.[8] Eine besondere ökologische Interaktion zeigt sich bei Weinreben, wo der Pilz je nach Reifegrad und Witterung entweder als schädliche Rohfäule oder als qualitätssteigernde Edelfäule auftritt.[7] Zu den natürlichen Antagonisten im Mikrobiom gehören Bakterien wie *Bacillus subtilis*, die das Pilzwachstum hemmen können. Zudem fungiert der Pilz *Purpureocillium lilacinum* als Hyperparasit mit hoher Pathogenität gegenüber *Botrytis cinerea*. Auch Stoffwechselprodukte von Bakterien wie *Photorhabdus luminescens* können die Entwicklung des Grauschimmels unterdrücken.[5]
Pilze der Gattung *Botrytis* sind bedeutende Phytopathogene, die als Parasiten leben und durch die Induktion von Apoptose zum fortschreitenden Gewebezerfall führen.[1] Besonders *Botrytis cinerea* verursacht an zahlreichen Agrarerzeugnissen massive Ertrags- und Qualitätsverluste.[1][3] Im Weinbau ist die Auswirkung ambivalent: Während ein früher Befall im Sommer als schädliche Rohfäule die Ernte verdirbt, kann ein später Befall reifer Trauben als Edelfäule die Weinqualität steigern. Für den Menschen stellt der Pilz ein relevantes Gesundheitsrisiko dar, da er zu den bedeutendsten Allergenen unter den Schimmelpilzen zählt.[1] Infektionen induzieren biochemische Veränderungen wie Chlorophyllabbau und Änderungen der optischen Blatteigenschaften, bevor sichtbare Schäden auftreten. Moderne Monitoring-Verfahren nutzen daher Drohnen (UAV) und multispektrale Bildgebung, um über Vegetationsindizes wie CARI (Chlorophyll Absorption Ratio Index) Infektionsherde frühzeitig und geolokalisiert zu erkennen. Dies ermöglicht im Sinne der Präzisionslandwirtschaft gezielte Eingriffe anstelle pauschaler Behandlungen.[3] Die chemische Bekämpfung erfolgt häufig mit Fungiziden wie Pyrimethanil, Fludioxonil, Cyprodinil oder Fenhexamid.[1] Im Bereich des biologischen Pflanzenschutzes kommen Antagonisten wie *Bacillus subtilis* oder der Pilzstamm *Purpureocillium lilacinum* zum Einsatz, die präventiv oder kurativ wirken.[1][3] Auch aus Bakterien gewonnene Wirkstoffe wie DHIS zeigen Effektivität bei Kulturen wie Gurken und Tomaten, ebenso wie aus landwirtschaftlichen Abfällen gewonnene Fungizide.[9][10] In der Resistenzzüchtung wird die Identifikation von Anfälligkeits-Genen, wie etwa CsGRX4 bei Gurken, genutzt, um widerstandsfähigere Sorten zu entwickeln.[3]
Pilze der Gattung *Botrytis* sind bedeutende Phytopathogene, die an vielen wichtigen Agrarerzeugnissen hohe wirtschaftliche Schäden verursachen. Besonders im Weinbau zählt *Botrytis cinerea* zu den folgenschwersten Erregern, der signifikante Verluste bei Ertrag und Qualität der Trauben bedingt.[3] Neben Weinreben sind zahlreiche weitere Nutzpflanzen wie Tomaten und Gurken sowie Zierpflanzen betroffen.[3][5] Die Infektion führt durch Fäulnis und biochemische Veränderungen zum Gewebezerfall, was die betroffenen Pflanzenteile oft unverkäuflich macht.[3] Zur Vermeidung von Ernteausfällen werden häufig chemische Fungizide wie Pyrimethanil oder Fludioxonil eingesetzt, zunehmend aber auch biologische Kontrollmittel auf Basis von Bakterienstämmen entwickelt.[3][5] Eine wirtschaftliche Ausnahme bildet die Edelfäule bei Wein: Während früher Befall (Rohfäule) die Ernte vernichtet, kann der Befall vollreifer Trauben die Qualität hochwertiger Weine steigern. Neue Technologien der Präzisionslandwirtschaft zielen darauf ab, durch automatisierte Überwachung manuelle Inspektionskosten zu senken und Pflanzenschutzmittel effizienter einzusetzen. Zudem stellt der Pilz als potentes Allergen ein Gesundheitsrisiko für Menschen dar, was Arbeitsschutzmaßnahmen in betroffenen Betrieben relevant macht.[3]