Citrus Greening: Die globale Orangenkrankheit

Citrus greening Weltkarte


Citrus Greening, Huanglongbing, Gelber Drache - ausgelöst durch einen Erreger, der vor etwa zehn Jahren nach Amerika „einwanderte“ - breitet sich unaufhaltsam weiter aus. Die Krankheit verwüstet ganze Plantagen und gefährdet den Orangenanbau insbesondere in Florida und Brasilien. Die Möglichkeiten der Bekämpfung sind begrenzt und teuer. Wissenschaftler aus Texas verfolgen seit vielen Jahren den Ansatz, Orangenbäume mit Genen auszustatten, die sie in Spinat gefunden haben und die die Vermehrung des Erregers eindämmen könnten. Das funktioniert auch, wenn diese Gene in Viren übertragen werden, die Zitruspflanzen befallen. Der Vorteil: Die Bäume und Früchte bleiben Gentechnik-frei.

Citrus Greening

Inspektion. 80 Prozent der Orangenbäume Floridas sollen durch Citrus Greening befallen sein. Auch in weiteren Südstaaten und in Kalifornien ist der Erreger seit 2012 ein Problem.

Zitrusblattfloh

Zitrusblattfloh Diaphorina citri. Das Insekt ist Überträger des Citrus Greenings. Ein Weibchen legt in seinem Leben bis zu achthundert Eier ab. Wenn der Zitrusblattfloh in einer Anbauregion vorkommt, ist über kurz oder lang auch das Bakterium da.

Citrus Greening an Orangen

Verkümmerte Früchte. Citrus Greening verursacht eingeschränkten Transport von Nährstoffen.

Citrus Greening an Orangenblättern

Vergilbte Blätter. Zwar ist das Erbgut von Liberibacter, dem Erreger des Citrus Greenings bereits entziffert, aber er lässt sich bislang nicht im Labor vermehren, was die Entwicklung von Gegenstrategien erschwert.

Alle Fotos USDA/APHIS

von oben: Stephen Ausmus, David Hall, T.R. Gottwald and S.M. Garnsey, Tim Gottwald

Quelle für die Karte:

F.A.Z./ National Research Council of the National Academies, Washington 2010; USDA 2014

Auslöser des Citrus Greenings ist das Bakterium Candidatus Liberibacter. Es infiziert das Phloem, die Nährstoffleitbahnen der Pflanze, wodurch der Nährstofftransport eingeschränkt oder gänzlich blockiert wird. Die Blätter werden fleckig, die Früchte bleiben klein und unregelmäßig geformt. Sie werden bitter und sind dann nicht mehr für den Verkauf oder die Saftproduktion geeignet. Innerhalb von drei bis fünf Jahren sterben die Bäume. Binnen kürzester Zeit können so ganze Anbauregionen vernichtet werden. In Florida sollen inzwischen 80 Prozent der Orangenbäume befallen sein. Die Erträge sind um mehr als die Hälfte gesunken seit Beginn des Citrus Greenings 2005 - bei um das Dreifache gestiegenen Produktionskosten.

Der Erreger des Citrus Greening kommt als afrikanische und als asiatische Variante vor. Es ist die hitzeverträglichere asiatische Form, die sich zurzeit in Amerika ausbreitet. Liberibacter asiaticus tauchte erstmals um 1930 in Indien und China auf, von dort aus verbreitete er sich ab den 50er Jahren weiter, sein Vorkommen blieb aber auf Süd-Ostasien beschränkt. Erst 2004 schaffte er dann den Sprung über den Ozean nach Brasilien und 2005 nach Florida. Verschont blieben bislang Europa und Australien, aber in Zeiten globalisierter Märkte ist es nur eine Frage der Zeit, bis der Erreger auch dort ankommt.

Erst in den 60er Jahren entdeckte man, dass die Überträger der Krankheit Blattflöhe sind. Liberibacter asiaticus wird von dem Zitrusblattfloh Diaphorina citri übertragen. Ein Weibchen legt in seinem einmonatigen Leben bis zu achthundert Eier und da die Insekten flugfähig sind, kann sich der Erreger schnell verbreiten.

Suche nach Bekämpfungsmöglichkeiten

Um die Krankheit zu bekämpfen, werden bislang vor allem Insektizide gegen den Überträger eingesetzt - sechs bis zehnmal im Jahr. Die Plantagen müssen ständig überwacht und befallene Bäume sofort entfernt werden. Jungbäume werden nur noch im Gewächshaus großgezogen. Um die Bäume widerstandsfähiger zu machen, wird zusätzlich Dünger ausgebracht. In Florida wird auch versucht, Nährstofflösung auf die Blätter zu sprühen, um den unterbrochenen Nährstofftransport auszugleichen. Das leistet aber eher der weiteren Verbreitung der Krankheit Vorschub, da infizierte Bäume im Feld bleiben.

Auf herkömmlichem Wege resistente Bäume zu züchten, ist nur schwer möglich, da bislang noch kein Orangenbaum entdeckt wurde, der natürlicherweise resistent gegen Liberibacter ist. Aber auch die Biologie der Zitrusgewächse steht dem entgegen. Deren Samen enthalten in der Regel nicht nur einen aus der befruchteten Eizelle entstandenen Embryo, sondern zusätzlich mehrere Embryonen, die durch einfache Zellteilung entstanden sind und deshalb nur die Eigenschaften der Mutterpflanze weitervererben. Meistens sind also die Nachkommen genetisch identisch. Für den Zitrusanbau ist das von Vorteil, da so genetisch identische Unterlagen herangezogen werden können, auf die dann wie z.B. auch bei Apfelbäumen der Edelreiser mit den gewünschten Eigenschaften aufgepfropft wird. Klassische Kreuzungszüchtung wird aber dadurch erschwert oder gar unmöglich.

Gentechnik: Gene aus Spinat wehren Bakterien ab

Seit einigen Jahren wird verstärkt nach Lösungen gesucht, auf gentechnischem Wege eine Resistenz zu erreichen. So wurden an der University of Florida verschiedene Gene übertragen, die eine Resistenz vermitteln könnten, Gene sowohl aus Zitruspflanzen als auch anderen Pflanzen und Organismen. Eine weitere Möglichkeit könnte darin bestehen, den Pflanzen eine Resistenz gegen das übertragende Insekt zu verleihen.

Ein vielversprechender Ansatz kommt aus Texas. Dort forscht und experimentiert Dr. Eric Mirkov am Texas AgriLife Research Center seit vielen Jahren mit gentechnisch veränderten Zitrusbäumen, denen er Gene aus Spinat übertragen hat. Der Wissenschaftler und sein Team hatten entdeckt, dass Spinat bestimmte Proteine - sogenannte Defensine - bildet, die die Aktivität von Pilzen und Bakterien begrenzen.

Zu Beginn der Forschung ging es noch um eine andere Krankheit, die den Zitrusbäumen zu schaffen macht, Citrus-Canker, ebenfalls eine bakterielle Erkrankung. Aber dann kam Citrus Greening nach Florida und diese Krankheit bedroht den Orangenanbau in weit größerem Ausmaß. Im Zentrum der Forschung steht seitdem die Bekämpfung von Huanglongbing. Im Gewächshaus wurden Orangenbäume, in die eines der Gene aus Spinat übertragen worden war, mit Liberibacter infiziert und zeigten sich weitgehend unbeeindruckt von der Bakterienattacke. Sie blühten und bildeten jede Menge Blätter im Unterschied zu den nicht-transgenen Kontrollpflanzen. Bereits 2009 begannen erste Freiland-Tests.

Der Ansatz wurde weiterentwickelt und ein weiteres Gen aus Spinat hinzugefügt. Beide Gene zusammen funktionierten besser als die einzelnen Gene. Die durch sie gebildeten Defensin-Proteine wurden außerdem nun gezielt dort produziert, wo sie gebraucht werden, im Gefäßsystem der Pflanzen. Freisetzungen mit der nunmehr vierten Generation transgener Orangenbäume finden zur Zeit in Florida und Texas statt.

Da auch in den USA die Verbraucher zunehmend skeptisch gegenüber gentechnisch veränderten Pflanzen und Lebensmitteln sind, setzt man aktuell auf eine Lösung, bei der nicht die Orangenpflanzen selbst, sondern ein Virus, das Zitruspflanzen befällt, gentechnisch verändert wurden. Um den Erreger anzugreifen, wurden die Spinatgene in einen harmlosen Stamm des Citrus Tristeza Virus übertragen und Zitrus-Stecklinge mit den gv-Viren infiziert. Das Bakterium wird so angegegriffen, die Orangenpflanzen aber bleiben frei von fremder DNA. In eingegrenzten Freilandversuchen wurde dieser Ansatz bereits getestet. 2017 hat die Firma Southern Gardens Citrus bei der us-amerikanischen Landwirtschaftsbehörde (USDA) einen Antrag auf Freisetzung der gv-Viren gestellt mit dem Ziel einer baldigen Kommerzialisierung.