Jordanvirus

Allgemeine Projektinformationen

Titel (deutsch)

ToBRFV in der österreichischen Tomatenproduktion - Untersuchungen zum Befallsverlauf, Verbreitung und Bekämpfung

Titel (englisch)

ToBRFV in Austrian tomato production - studies on the disease development, distribution and control

Abstract (deutsch)

Das Tomato brown rugose fruit virus (ToBRFV) ist ein sehr persistentes, infektiöses, pflanzenpathogenes Virus, das mechanisch und über das Saatgut übertragen wird. Es ist 2014 das erste Mal in Jordanien aufgetreten („Jordanvirus“), und 2021 in Österreich. Das Virus wird zurzeit als Quarantäneschaderreger (QSO) gehandhabt.

Bezüglich ToBRFV sind noch viele Fragen ungeklärt. Innerhalb des Projektes sollen deshalb Fragestellungen, wie der Befallsverlauf in Tomatenbeständen und die Verbreitung und Bekämpfung des Virus, bearbeitet werden.

Im Arbeitspaket 1 werden drei Tomatenproduktionsbetriebe vor und während zweier Produktionssaisonen durch regelmäßige Probenahmen und Untersuchungen auf ToBRFV begleitet. Es soll festgestellt werden, ob es sich bei neu angelieferten und positiv getesteten Jungpflanzen um Kontaminationen oder Infektionen handelt. Weiters soll dokumentiert werden, wie sich positive Jungpflanzen im Verlauf der Vegetationsperiode weiterentwickeln, und es soll eine fundierte Zahlenbasis zum Produktionsentgang (Verkürzung der Produktionsperiode, Verringerung der Erntemengen) österreichischer Tomatenproduktionsbetriebe erstellt werden.

Ein ToBRFV Monitoring in Abwässern (Arbeitspaket 2), soll über die räumliche und zeitliche Verbreitung des Virus in Österreich Auskunft geben.

Im Arbeitspaket 3 wird eine umfangreiche Daten-, Fakten-, Literaturrecherche durchgeführt. Durch die Zusammenfassung der Daten betreffend Wirksamkeit von Desinfektionsmitteln und -maßnahmen gegen Tobamoviren und ToBRFV wird eine Empfehlung für die gärtnerische Praxis erstellt. Weiters sollen Daten, Fakten, Kontakten, Interessen, etc. gesammelt werden, um notwendige weitere Forschungsmaßnahmen starten zu können, die folgende Themenbereiche umfassen sollen: Kompostierungsmöglichkeiten von ToBRFV kontaminierten Pflanzenabfällen, Wiederverwendung („reuse“) von ToBRFV kontaminierten Abwasser in der Landwirtschaft, Testung von eventuellen neuen Desinfektionsmitteln auf ihre Wirksamkeit gegen ToBRFV. Innerhalb des dritten Arbeitspaketes wird auch ein Pilotversuch durchgeführt, in dem Filteranlagen zur ToBRFV Verringerung/Freimachung von kontaminierten Gießwasser getestet werden sollen.

Abstract (englisch)

Tomato brown rugose fruit virus (ToBRFV) is a very persistent, infectious, plant pathogenic virus that is mechanically and seed transmitted. It first appeared in Jordan in 2014 (“Jordanvirus”), and in Austria in 2021. The virus is currently stated as a quarantine pest (QSO).

There are still many unanswered questions regarding ToBRFV. Therefore the project will deal with questions like the disease development in tomato production and the spread and control of the virus.

In work package 1, three tomato production companies are accompanied by regular sampling and tests for ToBRFV before and during two production seasons. The aim is to determine whether newly delivered young plants that have tested positive are contaminated or infected. Furthermore, it should be documented how positive young plants continue to develop over the course of the vegetation period, and a well-founded basis for the production loss (shortening of the production period, reduction in harvest quantities) of Austrian tomato producers should be created.

ToBRFV monitoring in wastewater (work package 2) is intended to provide information on the spatial and temporal spread of the virus in Austria.

In work package 3, an extensive data, facts and literature research is carried out. By summarizing the data regarding the effectiveness of disinfectants and measures against tobamoviruses and ToBRFV, a recommendation for horticultural practice is drawn up. Furthermore, data, facts, contacts, interests, etc. are to be collected in order to be able to start further research measures, which should include the following subjects: composting options for ToBRFV-contaminated plant waste, reuse of ToBRFV-contaminated wastewater in agriculture, testing of any new disinfectants for their effectiveness against ToBRFV. Within the third work package, a pilot test is also being carried out in which filter systems for ToBRFV reduction/clearance of contaminated irrigation water are to be tested.

Schlagwörter (deutsch)

Tomato brown rugose fruit virus,ToBRFV,Tomatenfruchtproduktion,Tobamoviren,Quarantäneschaderreger,Desinfektionamaßnahmen in der Tomatenproduktion,Real-time RT-PCR

Schlagwörter (englisch)

Tomato brown rugose fruit virus,ToBRFV,Tomato production,disease development

Projektleitung

Sabine Grausgruber-Gröger

Forschungseinrichtung

Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES)

Finanzierungspartner

Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus

Projektnummer

101864

Projektlaufzeit

-

Projektziele

Das ToBRFV ist ein 2014 neu aufgetauchtes Virus, das sich in den folgenden Jahren rasch ausgebreitet hat, und als Quarantäneschaderreger (QSO) gilt. Das Virus ist 2021 in einigen Mitgliedsstaaten in zahlreichen Tomatenproduktionsbetrieben aufgetreten, und eine ausreichende Tomatenversorgung wurde bei Vernichtung aller befallenen Bestände in Frage gestellt. Deshalb dürfen seit Sommer 2021 in vielen Mitgliedsstaaten betroffene Produktionsbetriebe in geschlossenen Systemen weiter produzieren, so auch in Österreich, wo 2021 drei Ausbrüche des ToBRFV bestätigt werden konnten: in einem kleinen Gemüsebaubetrieb in Tirol und bei zwei großen Tomatenproduzenten in Niederösterreich und der Steiermark.

Laut Klap et al. (2020) stellen nur beschädigte Tomatenfrüchte eine Infektionsquelle dar, unverletzte Früchte übertragen den Virus nicht. Da normalerweise nur unbeschädigte Früchte gehandelt werden, stellen diese also erst dann ein Risiko dar, wenn die Früchte verarbeitet, gegessen, oder Reste davon entsorgt werden. Auch wenn Tomatenproduktionsbetriebe nach einem ToBRFV-Ausbruch weiter produzieren dürfen, stellt sich am Ende einer Produktionsperiode die Frage wie die Pflanzen- und Substratreste entsorgt, und die Glashäuser gereinigt und desinfiziert werden. Für Entsorgung, Reinigung und Desinfektion entstehen den Produktionsbetrieben bei einem Befall mit einem QSO enorme Kosten. Mittlerweile werden tolerante Tomatensorten verwendet, aber auch bei diesen ist bei einer ToBRFV Infektion die Produktionszeit deutlich verkürzt und die Erntemenge wesentlich verringert. Gegen das ToBRFV sind offiziell keine resistenten Tomatensorten am Markt (Zhang et al. 2022), inzwischen scheinen jedoch erste resistente Sorten aus einem niederländischen Züchtungsunternehmen zur Verfügung zu stehen. (Anonym, pers. Mitteilung). In Österreich besteht über die Hagelversicherung die Möglichkeit sich gegen ToBRFV zu versichern. Für einen Versicherungsabschluss ist ein negativer Prüfbericht der Jungpflanzen notwendig.

Erfahrungen der Jahre 2021 und 2022 haben gezeigt, dass Stichproben angelieferter Jungpflanzen aus den Niederlanden vom Labor der AGES immer wieder positiv auf das ToBRFV getestet werden konnten. Bei wiederholter Beprobung konnten positive Ergebnisse nicht immer bestätigt werden. Ein Betrieb, bei dem Jungpflanzen bei der Anlieferung positiv (mit hohem Ct-Wert) getestet worden waren, wurde während der Vegetationsperiode öfter beprobt, mit widersprüchlichen Ergebnissen von unterschiedlichen Labors. Die Vegetationsdauer des Bestandes in dem betreffenden Betrieb war verkürzt, die Abreife der Tomaten war verzögert. Letztendlich konnten an jungen Trieben Symptome gefunden, und eine Infektion mit ToBRFV eindeutig bestätigt werden. Dieselbe Situation wurde auch von einem britischen Kollegen aus einem Betrieb in Großbritannien geschildert (Fox, pers. Mitteilung).

Jungpflanzen sind in der Regel symptomlos, und besitzen niedrige Virentiter (hohe Ct-Werte in der realtime RT-PCR). Der Nachweis des Virus, weil oft an der Nachweisgrenze liegend, ist schwierig. Unklar ist auch, ob es sich immer um Infektionen, oder vielleicht auch zum Teil um Kontaminationen handelt. Da die Verteilung der Viruspartikel bei einer geringen Infektion/Kontamination sehr unterschiedlich ist und es immer darauf ankommt wo an dem Pflanzenteil beprobt wird, ist eine Bestätigung von Untersuchungsergebnissen oft nicht möglich.

Fox und Skelton (2021b) haben sich den Entwicklungsverlauf von ToBRFV nach künstlicher Infektion an jungen und an älteren Tomatenpflanzen angesehen. Unabhängig von der Pflanzensorte und dem Vegetationszeitpunkt war bei jung infizierten Pflanzen der Virus nach 2 Wochen in den obersten Pflanzenteilen nachweisbar, später in allen Pflanzenteilen. Bei spät infizierten Pflanzen war eine regelmäßige Verteilung in der Pflanze nicht gegeben. Bei diesen Versuchen wurden Tomatenpflanzen künstlich mit ToBRFV infiziert. Wie der Krankheitsverlauf bei sehr geringer Infektion oder sogar nur bei Kontaminationen aussieht ist nicht wirklich untersucht worden. Deshalb soll im Arbeitpaket 1 der Entwicklungsverlauf von Tomatenbeständen in drei unterschiedlichen Produktionsbetrieben über zwei Produktionszyklen begleitet werden. Probenahmen und Untersuchungen auf das ToBRFV vor, und regelmäßig während einer Tomatenproduktionsperiode an unterschiedlichsten Flächen und Gegenständen im Betrieb, an Lieferfahrzeugen, etc. sowie regelmäßig am Pflanzenbestand sind geplant. Damit soll eine fundierte Datengrundlage geschaffen werden, um das Risiko von infizierten Jungpflanzen auf die Tomatenproduktion einschätzen zu können.

Das Ziel des Arbeitspaketes 1 (Untersuchung zum Befallsverlauf des ToBRFV in der Tomatenproduktion) ist es:

  1. Festzustellen, ob es sich bei neu angelieferten und positiv getesteten Jungpflanzen um Kontaminationen oder Infektionen handelt.
  2. Zu beobachten wie sich positive Jungpflanzen im Verlauf der Vegetationsperiode weiterentwickeln.
  3. Zahlenmaterial zum Produktionsentgang (Verkürzung der Produktionsperiode, Verringerung der Erntemengen) zu sammeln, und damit eine Datengrundlage zu schaffen, die den Einfluss von infizierten Jungpflanzen auf den Befallsverlauf und die Ertragssituation darstellen.
  4. Identifikation von möglichen Infektions-/Kontaminationsquellen während des Transportes und im Produktionsbetrieb.

Das ToBRFV betreffend sind viele Fragestellungen offen. In zwei weiteren Arbeitspaketen ist geplant zwei weitere Teilbereiche aufzugreifen und zu behandeln. Da infizierte Tomaten gehandelt werden dürfen ist anzunehmen, dass nicht nur über Produktionsbetriebe, sondern auch über Haushalte und über die tomatenverarbeitende Industrie das ToBRFV ins Abwasser gelangt. Eine Untersuchung auf das ToBRFV von Abwasserproben, die für SARS-CoV-2 Analysen genommen wurden/werden, stellen eine einfache Möglichkeit dar sich die zeitliche und räumliche Verbreitung des ToBRFV im österreichischen Abwasser anzusehen. Mit diesem Ansatz kann nicht nur die Verbreitung des Virus nachvollzogen werden, sondern dies ist auch für eine zukünftige Wiederverwendung des Abwassers von großer Bedeutung.

Das Arbeitspaket 2 (Räumliches und zeitliches Auftreten des ToBRFV in österreichischen Abwässern) verfolgt das Ziel über Untersuchungen von Abwasserproben festzustellen:

  1. Das Auftreten von ToBRFV in Abwasserproben in Kläranlagen verschiedener Bundesländer, inkl. dem zeitlichen Verlauf in ausgewählten Anlagen, retrospektiv in den Jahren 2020 – 2021.
  2. Die aktuelle Verbreitung des Virus, vor allem in tomatenproduzierenden Bundesländern (NÖ, OÖ, Wien, Burgenland und Steiermark).
  3. Eine jahreszeitliche Abhängigkeit im Virusauftreten in ausgewählten Kläranlagen.

Im Arbeitspaket 3 sollen Themen über die Virusfreimachung, bzw. die Verringerung der Virenlast angeschnitten werden. Eine Daten- und Literaturrecherche betreffend Wirksamkeit von Desinfektionsmitteln und -maßnahmen gegen Tobamoviren und ToBRFV und die Zusammenstellung der Daten hat folgende Ziele:

  1. Zusammenfassung von Fakten und Erstellung von Empfehlungen für die gärtnerische Praxis.
  2. Sammeln von Daten, Fakten, Kontakten, Interessen, etc. um notwendige weitere Forschungsmaßnahmen starten zu können, die folgende Themenbereiche umfassen sollen: Kompostierungsmöglichkeiten von ToBRFV kontaminierten Pflanzenabfällen, Wiederverwendung („reuse“) von ToBRFV kontaminierten Abwasser in der Landwirtschaft, Testung von eventuellen neuen Desinfektionsmitteln auf ihre Wirksamkeit gegen ToBRFV.

ToBRFV wird über das Gießwasser übertragen, deshalb ist innerhalb des dritten Arbeitspaketes auch ein Pilotversuch vorgesehen, in dem Filteranlagen zur ToBRFV Verringerung/Freimachung von kontaminierten Gießwasser eines Projektpartners (Produktionsbetrieb) getestet werden sollen.

Praxisrelevanz

Im Jahr 2021 konnten drei Ausbrüche des ToBRFV in Österreich bestätigt werden: in einem kleinen Gemüsebaubetrieb in Tirol und bei zwei großen Tomatenproduzenten in Niederösterreich und der Steiermark). ToBRFV stellt damit ein relevantes, aktuelles Problem in der österreichischen Tomatenproduktion dar.

Mit ToBRFV infizierte symptomatische Pflanzen haben normalerweise niedrige Ct-Werte (ca. zwischen 10 und 20, aber auch darunter) und das ToBRFV ist eindeutig analytisch zu diagnostizieren und zu bestätigen. Die Erfahrung (in Österreich, aber teilweise auch in anderen Mitgliedsstaaten) hat gezeigt, dass bei angelieferten Tomatenjungpflanzen für das ToBRFV teilweise Ct-Werte von um die 30 festgestellt werden. Zum einen ist die eindeutige analytische Bestätigung bei so hohen Ct-Werten, weil an der Nachweisgrenze liegend, schwierig, zum anderen können wiederholte Beprobungen das Virus nicht immer bestätigen. Welche Bedeutung positive Jungpflanzen mit hohem Ct-Wert für einen Ausbruch in einem Tomatenbestand haben, und wie sich die Symptomatik weiterentwickelt ist bisher nicht systematisch untersucht worden. Für Produktionsbetriebe, aber auch für Amtliche Pflanzenschutzdienste ist diese Information jedoch wichtig.

Es besteht über die Hagelversicherung die Möglichkeit sich gegen ToBRFV zu versichern. Für den Abschluss dieser Versicherung ist ein negativer Prüfbericht auf ToBRFV der zur Produktion verwendeten Jungpflanzen notwendig. Die beprobten Jungpflanzen sind in der Regel symptomlos.

Bei Ausstellung eines positiven Prüfberichts besteht für die betroffenen Betriebe keine Möglichkeit eine Hagelversicherung abzuschließen. Eine Beanstandung der Jungpflanzenlieferung bei den Jungpflanzenproduzenten (meist holländische Betriebe) ist mit Aufwand, Risiken und Problemen verbunden. Eine Auspflanzung der verdächtigen Jungpflanzen birgt die Gefahr eines späteren Ausbruchs des Virus und zumindest eines Minderertrags der Kultur. Bricht das Virus nachweislich aus, ist der Produktionsbetrieb mit Containment- und Überwachungsmaßnahmen zu belegen, was sowohl für den Produzenten, als auch für den APSD mit erheblichem Mehraufwand und Kosten verbunden ist.

Zu untersuchen, was niedrige Ct-Werte bezüglich ToBRFV bei Tomatenjungpflanzen bedeuten und wie sich das auf einen Produktionsbestand auswirken kann ist somit für österreichische Tomatenproduzenten, die vielfach ihre Jungpflanzen aus den Niederlanden beziehen von großer Bedeutung. Mehr über die entsprechenden Zusammenhänge und Hintergründe zu wissen ist notwendig um faire Wettbewerbsbedingungen der österreichischen Tomatenproduktionsbetriebe zu gewährleisten.

Ein Monitoring von österreichischen Abwässern auf ToBRFV ermöglicht nicht nur festzustellen wie verbreitet das Virus ist, sondern auch wie stark das Abwasser mit ToBRFV belastet ist. Diese Daten sind von Relevanz, wenn darüber nachgedacht wird wie Abwasser, für beispielsweise Bewässerungszwecke in der Landwirtschaft, genutzt werden kann. Hinsichtlich der klimatischen Veränderungen und der sich verändernden Wassersituation wird die Wiederverwendung von Abwässern („reuse“) zukünftig ein relevantes Thema darstellen.

Der Pilotversuch, in dem verschiedene Filteranlagen zur ToBRFV Verringerung oder Freimachung von kontaminierten Gießwasser getestet werden soll, ist für den betroffenen Tomatenproduzenten von hohem Interesse. Ist der Versuch erfolgreich, stellt diese Methode eine wesentlich einfachere und kostengünstigere Variante als andere mögliche Maßnahmen (wie z.B. Einsatz von UV-Licht) dar.

Die Recherche von Daten, Fakten, Literatur über die Wirksamkeit von Desinfektionsmaßnahmen und Desinfektionsmitteln gegen Tobamoviren und ToBRFV ermöglicht es eine Zusammenfassung über den aktuellen Wissensstand, sowie eine Empfehlung für Produktionsbetriebe zu erstellen. Dies ist auch die Grundlage für die Durchführung von weiteren Untersuchungen, was im Vorfeld, bei der Konzipierung des Projektes, ein Anliegen eines der beteiligten Tomatenproduzenten war.

Die Recherche wie die Entsorgung von Pflanzenabfällen in verschiedenen Bundesländern erfolgt, was in zertifizierten Kompostanlagen passiert, ob es Daten gibt inwieweit Tobamoviren/ToBRFV durch unterschiedliche Kompostierungsarten (z. B. Heißrotte) zerstört werden, was mit Haushaltskompost bzw. bei der öffentlichen Kompostierung von Grünabfall passiert, soll einen weiteren notwendigen Handlungs- und Forschungsbedarf aufzeigen. Aufklärung auf diesem Gebiet war bei der Konzipierung des Projektes für den Amtlichen Pflanzenschutzdienst, der ja für die Festlegung und Umsetzung von Maßnahmen nach dem Ausbruch eines QSOs verantwortlich ist, ein Anliegen.

Die Zusammenarbeit im vorliegenden Projekt zwischen betroffenen Tomatenproduktionsbetrieben, dem amtlichen Pflanzenschutzdienst, dem Nationalen Referenzlabor und der TU-Wien ermöglicht es Probleme und Wissenslücken konkret zu erfassen, diese zu erforschen, an Lösungsmöglichkeiten zu arbeiten und diese in der Praxis umzusetzen.