Haben Kartoffeln „natürliche Feinde“?

Die Kartoffel (lateinischer Name: Solanum tuberosum, englisch: Potato), auch bekannt als Kartoffel, Yams-Ei, gemahlenes Ei, Süßkartoffel, holländische Kartoffel usw., ist eine mehrjährige Knolle aus der Familie der Nachtschattengewächse.

Kartoffeln werden normalerweise ein- oder zweimal im Jahr gepflanzt und haben einen hohen Nährwert und einen hohen Ertrag.

Derzeit ist es nach Weizen, Reis und Mais das viertwichtigste Nahrungsmittel der Welt.

Kartoffeln stammen ursprünglich aus den Anden in Südamerika und verbreiteten sich später allmählich nach Europa, Nordamerika und Asien.

In meinem Land wurden Kartoffeln erstmals während der Wanli-Zeit der Ming-Dynastie (vor mehr als 400 Jahren) eingeführt und sind keine einheimischen Nutzpflanzen. Derzeit wird es in großem Umfang im Nordosten, Nordwesten, Südchina und der Inneren Mongolei angebaut.

Mein Land steht sowohl bei der Kartoffelproduktion als auch bei der Anbaufläche weltweit an erster Stelle und ist zweifellos das Land mit dem größten Kartoffelanbau der Welt.

Im Jahr 2015 startete mein Land eine Strategie, um Kartoffeln zu einem Grundnahrungsmittel zu machen. Dabei strebte man an, sie zu gedämpften Brötchen, Nudeln, Kartoffelstärke usw. zu verarbeiten und sie zu einem weiteren Grundnahrungsmittel in meinem Land nach Reis, Weizen und Mais zu machen.

Wie andere Nutzpflanzen sind Kartoffeln anfällig für Krankheiten.

Am berüchtigtsten ist dabei die Kraut- und Knollenfäule, die durch eine Infektion mit Phytophthora infestans verursacht wird.

Die direkten wirtschaftlichen Verluste, die diese Krankheit weltweit verursacht, belaufen sich jedes Jahr auf mehrere zehn Milliarden Dollar, was sie zu einer verheerenden Krankheit macht. Seine Schädlichkeit war so groß, dass es zeitweise sogar den Lauf der Menschheitsgeschichte beeinflusste.

Die Hungersnot in Irland, die die Welt erschütterte, ist ein Beispiel dafür. In diesem Jahr (1845–1846) wütete in Irland die Kraut- und Knollenfäule, was zu einem vollständigen Ernteausfall führte und den Tod (Verhungern) von etwa einer Million Iren zur Folge hatte. Mehr als eineinhalb Millionen Menschen mussten ihre Heimat verlassen, und es kam immer wieder zu Unruhen …

Als typische Seuchenkrankheit tritt die Kraut- und Knollenfäule der Kartoffel derzeit in fast allen Kartoffelanbaugebieten meines Landes auf.

Ihr Vorkommen und ihre Verbreitung hängen eng mit den klimatischen Bedingungen zusammen. Niedrige Temperaturen (10–25 °C) und hohe Luftfeuchtigkeit (über 80 %) sind die Bedingungen, unter denen diese Krankheit am wahrscheinlichsten auftritt.

Nehmen wir beispielsweise die nordwestliche Region meines Landes: Im Juli und August nimmt der Niederschlag jedes Jahr zu und der Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht ist groß. Bei anhaltendem Regen (oder Nebel) und Tau auf den Kartoffelblättern ist die Gefahr der Entstehung und Verbreitung von Krankheiten größer.

Unter geeigneten Bedingungen kann die Kraut- und Knollenfäule der Kartoffel innerhalb einer Woche ein ganzes Feld befallen und zu einem vollständigen Ernteausfall führen.

Phytophthora infestans ist ein Eipilz, der häufig in gut belüfteten Süß- und Meerwassern (oft als Wasserschimmel bezeichnet) sowie an Land vorkommt.

Es gehört in der Taxonomie zum Reich Trichomycetes, Stamm Oomycetes, Klasse Oomycetes, Ordnung Peronosporales, Familie Pythium, Gattung Phytophthora.

Da Oomyceten Pilzen in vielerlei Hinsicht ähneln (z. B. wachsen sie in Hyphenform), werden sie häufig mit Pilzen verwechselt.

Im Laufe der Forschung haben Forscher jedoch herausgefunden, dass die Zellwand des Pilzes hauptsächlich aus Zellulose und Glucan besteht, was ihn stark von der Zellwand von Pilzen unterscheidet (die Zellwände von Pilzen bestehen hauptsächlich aus Chitin), und dass dies bis zu einem gewissen Grad die Unterschiede zwischen beiden Pilzen hinsichtlich der Fortpflanzung, der biologischen Eigenschaften und der Art und Weise, wie sie in Pflanzen eindringen, bestimmt.

Darüber hinaus zeigen systematische Evolutions- und damit verbundene Stoffwechselstudien auch, dass Oomyceten eine Art von Eukaryoten sind, die sich völlig von filamentösen Pilzen unterscheidet.

Genetisch verwandt ist sie eher mit einigen Algen mit Chlorophyll a und c (wie Kieselalgen und Braunalgen).

Phytophthora infestans ist ein semibiotropher Krankheitserreger. Im Frühstadium der Infektion muss es sich in lebenden Wirtszellen ansiedeln und dort eine Nekrose des Wirtsgewebes verursachen. Es überlebt dann im nekrotischen Gewebe und bildet Sporen.

Phytophthora infestans kann Blätter, Stängel und Knollen von Kartoffeln infizieren. Die ursprüngliche Infektionsquelle sind dabei häufig erkrankte Pflanzen, die auf dem Feld stehen bleiben oder als Saatkartoffeln verwendet werden.

Wenn es in die Pflanze eindringt, bildet es zwischen den Wirtszellen ein verzweigtes Myzel. Dieses interzelluläre Myzel kann fingerartige Saugnäpfe bilden, die in das Innere der Zellen eindringen und eine Nekrose des Wirtsgewebes verursachen.

Unter günstigen Bedingungen bilden sich zahlreiche Sporangiophoren (verzweigte Hyphen, die das Sporangium stützen) und treten aus den Stomata auf der Unterseite der Blätter aus.

Anschließend können sich darauf Sporangien bilden und eine große Zahl an Sporen freisetzen. Nachdem diese Sporen auf die Blätter der Wirtspflanze gefallen sind, können sie keimen und Haftzellen bilden, in die Epidermiszellen eindringen und eine neue Runde des Infektionszyklus starten.

Abbildung 1. Krankheitssituation auf dem Feld (bereitgestellt von der Kartoffelforschungsgruppe der Huazhong Agricultural University)

Es stimmt, dass die Kraut- und Knollenfäule für Kartoffeln äußerst schädlich ist. Doch als Opfer saß die Kartoffel nicht untätig herum und wartete auf den Tod. Stattdessen entwickelte es einige Geheimwaffen, um es zu bekämpfen.

Beispielsweise können bei einigen Kartoffelsorten, die gegen die Kraut- und Knollenfäule resistent sind, die Virulenzfaktoren (Substanzen, die die Virulenz ausmachen) des Erregers von den Krankheitsresistenzproteinen des Wirts erkannt werden, was eine Abwehrreaktion auslöst.

Im Gegensatz dazu versuchen Krankheitserreger ihr Bestes, um neue Virulenzfaktoren zu entwickeln, um der Erkennung durch den Wirt zu entgehen.

Daher befanden sich Kartoffeln und Krankheitserreger im Laufe der langen Evolution in einem ständigen „Wettrüsten“ um ihr jeweiliges Überleben.

Natürlich versuchen Züchter auch mit verschiedenen Methoden (wie etwa der Kreuzung mit krankheitsresistenten Wildsorten und der gentechnischen Züchtung), der Kartoffel zu einem Vorteil zu verhelfen. Dabei werden Leistung und Qualität sichergestellt und gleichzeitig die menschlichen Bedürfnisse erfüllt.

Wie wäre es damit? Ist das nicht interessant?

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Herausgeber: He Jiahuan

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