4.1.1 Boniturparameter
Bei vielen Feldversuchen tritt das Problem auf, dass nur ein schwacher Zusammenhang zwi-schen der visuellen Befallsbonitur und den späteren mikrobiologizwi-schen und biochemizwi-schen Analysen im Labor besteht. Gleiches ist häufiger bei der partiellen Weißährigkeit und den Mykotoxingehalten der aufgearbeiteten Getreideproben festzustellen. Mehrere visuelle Boniturschlüssel stehen hier zur Verfügung, welche verschiedene Vorzüge und Nachteile ha-ben. Bai & Shaner (1994) postulierten eine bessere Eignung der Befallsstärke zur Bewertung der Resistenzeigenschaften verschiedener Weizensorten gegenüber Fusarium spp. in großen Screeningprogrammen bei künstlicher Infektion und entsprechend hohem Befallsdruck. Je-doch ist die Erfassung der reinen Befallshäufigkeit das am häufigsten genutzte Boniturverfahren, da die Erhebung der Werte unter allen Befallsbedingungen, schnell und relativ einfach möglich ist und zuverlässige Ergebnisse liefert.
Im FAEN-Feldversuch wurde ebenfalls der Zusammenhang zwischen den Mykotoxingehalten und der Befallshäufigkeit partiell ausgeblichener Ähren hergestellt (Abb. 13). Es zeigte sich das in einem mittleren bis schwachen Befallsjahr wie 2009, eine sehr enge Korrelation
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schen diesen beiden Parametern mit einem Bestimmtheitsmaß von r2 = 0,81 bestand. Dies konnte erwartungsgemäß im Versuchsjahr 2008 bei minimalem Befall mit Ährenfusariosen nicht bestätigt werden. Bereits Koch et al. (2006) stellten geringe bis keine aussagekräftigen Korrelationen bei geringem Befallsdruck fest. Überraschenderweise war aber auch die Korre-lation zwischen der Befallshäufigkeit und den Mykotoxingehalten in einem Starkbefallsjahr wie 2007 trotz stärkerer Symptomausprägung deutlich geringer (r2 = 0,40). Vor allem bei ho-hen Befallshäufigkeiten wicho-hen die Werte weit von der Regressionsgeraden ab, d.h. ihre wah-ren Werte wurden beim Bonitiewah-ren unter- bzw. überschätzt so dass zu überlegen ist, ob die Befallshäufigkeit das tatsächliche Befallsgeschehen unter allen Infektionsbedingungen realis-tisch wiederspiegelt. Wilcoxson et al. (1992) entwickelten einen neuen Parameter, den soge-nannten Fusarium Head Blight Index (FHB-Index) der diesen Problemen in der Praxis Rech-nung trägt. Hierbei handelt es sich um ein Produkt aus der Befallshäufigkeit und der Befallsstärke. Für 2007 war das Bestimmtheitsmaß des FHB-Index mit r2 = 0,82, im Ver-gleich zur Befallshäufigkeit (r2 = 0,40) deutlich enger korreliert und vergleichbar mit den Er-gebnissen des Versuchsjahres 2009. Singuläre ausgeblichene Ährchen pro Ähre wurden hier-bei nicht überschätzt und komplett ausgeblichene Ähren nicht unterschätzt, so dass dieser Parameter verlässlichere Daten liefern kann (Groth et al., 1999). Dieser Index ist jedoch nur für mittlere bis stärkere Befallsszenarien, bzw. für Gewächshausversuche zu verwenden, da zur Bestimmung der Befallsstärke eine ausreichende Menge an symptomatischen Ähren vor-handen sein muss. Bei Befallssituationen wie in den Versuchsjahren 2008 und 2009 kann nur die Befallshäufigkeit erfasst werden.
4.1.2 Probennahme
In Feldversuchen außerhalb des Gewächshauses in denen in der Regel mehr Material anfällt als für Analysen benötigt wird, ist eine repräsentative Probennahme zur Messung der Myko-toxine und DNA-Mengen ein wichtiger Einflussfaktor für valide Ergebnisse. Die Verteilun-gen von MykotoxinbelastunVerteilun-gen innerhalb einzelner Parzellen zeiVerteilun-gen bereits auf kurzen Dis-tanzen hohe Variabilitäten (Hart & Schabenberger, 2001), was eine gleichmäßige Belastung des Erntegutes nahezu ausschließt. Es ist daher zu prüfen, wie viele Beprobungen pro Parzelle (Wiederholung) notwendig sind, um eventuelle Variationen der Mykotoxinverteilung inner-halb einer Parzelle auszugleichen, um reproduzierbare und belastbare Werte zu erhalten. In Untersuchungen zum optimalen Probennahmedesign kamen Hart & Schabenberger (2004) zu dem Ergebnis, das zu einer substanziellen Verringerung der Variation des DON-Gehalts
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destens vier Wiederholungen pro Untersuchungseinheit notwendig waren, wobei jede Wie-derholung zusätzlich noch mit bis zu vier technischen WieWie-derholungen überprüft wurde. Die GIPSA (Grain Inspection, Packers and Stockyards Administration) der USA führte seit 1995 als Konsequenz für jeden Transportertypus von Getreideprodukten ein Handbuch ein, nach dessen Vorgaben entweder nach einem sieben bzw. neun Punktesystem Proben gleichmäßig genommen werden müssen, um repräsentative Werte zu erhalten (USDA-GIPSA, 1995). Da-rüber hinaus müssen alle gewonnenen Proben nach einem Standardprotokoll gereinigt wer-den, so dass alle Analysen mit vergleichbarem Material durchgeführt werden. In einem Ver-bundprojekt wie FAEN, wo mehrere Arbeitsgruppen mit dem identischen Material arbeiten, kann genau dies problematisch werden. In den ersten Versuchsjahren standen nicht allen In-stitutionen die gleichen Reinigungsmaschinen zur Verfügung, so dass sich die Aufbereitungs-schritte der Proben unterschieden. Infolgedessen traten teilweise trotz Parallelproben aus glei-chen Parzellen, bei den DNA-Analysen und den Mykotoxinnachweisen zwisglei-chen den Teil-projekten innerhalb FAEN, erhebliche Unterschiede auf. Durch eine engere Zusammenarbeit wurden diese Probleme durch Festlegung einer einheitlichen Probenaufbereitung gelöst. Ge-nerell ist aber zu überlegen, ob eine einzige Analyse mit 5 g Mehl für das Mykotoxin DON einen repräsentativen Wert für das gesamte Erntegut einer Parzelle (15-25 kg) darstellt bzw.
wie hoch eine akzeptable Varianz wäre. Durch das in diesen Versuchen durchgeführte Ver-mahlen von ca. 500 g des Gesamterntegutes, erhöht sich zwar die Uniformität des Produktes und es kommt zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Mykotoxine (Champeil et al., 2004), dieser Prozess hat aber nicht den varianzreduziernden Effekt möglicher technischer Wieder-holungen pro Parzelle. Für eine Analysenoptimierung ist natürlich der Kostenfaktor entschei-dend, der bei Mykotoxinanalysen zwischen 6 € (DON-ELISA) und 20-180 € (Multitoxin - HPLC-MS/MS) liegen kann. In einem so komplexen Versuch wie dem FAEN-Verbundprojekt mit bis zu fünf verschiedenen Versuchsfaktoren, würden sich durch eine reine Erhöhung der Wiederholungen, die Analysekosten unverhältnismäßig steigern lassen, ohne daß ein Mehrwert an wahren Ergebnissen zu erwarten ist. Eine an die Versuche adaptierte Analyse wäre daher sinnvoll. So wäre in Versuchsjahren wie 2008 in denen kein Befall mit Fusarium spp. in den Feldversuchen festzustellen war, eine Fokussierung auf das Leittoxin DON mittels ELISA-Untersuchung ausreichend, die schnell und relativ kostengünstig durch-zuführen wäre. Teure und arbeitsaufwändigere HPLC–MS/MS-Nachweise sollten auf Analy-sen in Starkbefallsjahren, bei künstlichen Inokulationen im Feld oder für Gewächshausversu-che verwendet werden. Noch schwieriger als die exakte Erfassung der Mykotoxingehalte in Erntepartien ist die Messung des DNA-Gehaltes der FHB-Bildner F. culmorum und F.
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graminearum, da sich die untersuchte Menge noch einmal um den Faktor 50 von 5 g Proben-material auf 0,1 g verringert. Trotz der anscheinend hohen Korrelation zwischen diesen bei-den Parametern unter starken und mittleren Befallsbedingungen (Abb. 14) sind keine Unter-suchungen bekannt, die die Variation dieses Parameters in größeren Partien im Erntegut über-prüft haben. Es wäre somit sinnvoll die Streuung des DNA-Gehaltes in Abhängigkeit von der Wiederholungsanzahl in Parzellen unter verschiedenen Befallsszenarien zu messen, um über eine Anpassung des Analysenumfanges sicherere Ergebnisse zu erhalten.
4.2 Einflussfaktoren der Mykotoxinbildung