Kinetische Auslöser der Ascosporenausschleuderung von Venturia inaequalis (Cke.) Wint.
Ein Sensor-Prototyp zur Messung der kinetischen Energie des Regens wurde entwickelt und exemplarisch eingesetzt. Der Sensor basierte auf einem Lautsprecher als Schwingungsaufnehmer, der die Energie auftreffender Tropfen in elektrische Impulse umwandelte und auf einen Schreiber übertrug. Unterschiedliche Regenintensitäten waren anhand von Höhe und Dichte der Ausschläge unterscheidbar und mit den von der Wetterstation gemessenen Regenhöhen zu verifizieren. Ein käuflich erworbener Sensor für die kinetische Energie erwies sich als ungeeignet. Durch die Aufnahme und digitale Analyse von Schwingungsimpulsen in einem Audioprogramm mit unterschiedlichen Mikrofonlautsprechern konnte ein Tropfeneinschlag als Sinusimpuls mit hoher Anfangsamplitude und periodischem Ausschwingen definiert werden, dessen Frequenz etwa 156 Hz (trockenes Blatt) bzw. 91 Hz (nasses Blatt) betrug. Die durch die Membranen verursachten Artefakte wurden durch die Verwendung von Blättern als natürliche Schwingungsaufnehmer eliminiert. Hochwertige Mikrofone waren durch ihre indirekte Aufnahmeweise über Luftschall zur Schwingungsanalyse nicht geeignet. Die schnellste Nachreife von Ascosporen wurde durch abwechselnde Feuchte- und Trockenintervalle erreicht, die Temperatur war zwischen 4 und 20°C hierbei kein limitierender Faktor. Die sicherste Konservierungsmethode reifer Pseudothecien war die Tiefkühlung trockener Blätter bei –20°C, während die Lagerung bei 50 % rF und Temperaturwechseln zwischen 5 und 17°C zu Seneszenzerscheinungen bei der Sporenemission führte. Eine Konditionierung durch Inkubation benetzter Blätter für 14-16 h verminderte den Sporenausstoß und war die Voraussetzung für die hemmende Wirkung der Dunkelheit. Der Entwicklungszustand der Pseudothecien im Verlauf einer Primärsaison hatte keinen Einfluss auf das Sporenausstoßverhalten. Die Gegenüberstellung der Sporenflugaufzeichnungen im Freiland mit den Blattnässe-, Niederschlags- und Temperaturdaten zeigte den Einfluss von Regenfällen auf die Dauer des Sporenausstoßes und die erneute Induktion in Blattnässephasen, nicht aber Auswirkungen der Regenintensität auf den Sporenflugbeginn und keine Sporenausschleuderungen in Tauperioden. Die Lichtabhängigkeit der Sporenemission wurde im Freiland und in Klimakammerversuchen bestätigt. Kinetische Reize durch bewegtes Wasser induzierten eine starke und dauerhafte Sporenemission und überwanden die Hemmwirkungen durch Dunkelheit und Konditionierung. Geschwindigkeiten von 3 mm/s bewirkten sowohl bei linearer wie oszillierender Strömung eine maximale Ausstoßrate. Die Beschallung unter Wasser getauchter Blätter mit Sinusschwingungen im Infraschallbereich (5-15 Hz) versetzte das Wasser in erzwungene Schwingungen, die die Ascosporenausschleuderung induzierten. Keine Induktion wurde durch Beschallung mit Impulsen, Frequenzen oberhalb von 50 Hz oder durch Schallübertragung über die Luft erreicht. Maximale Ascosporenemission durch kurze Reizeinwirkung erfolgte nach einer 30-minütigen Quelldauer ohne Zeitverzögerung und ohne Nachwirkung. Die Sporenfreisetzung war unabhängig von Luftbewegungen. Die Benetzungsvarianten durch Tauchen, künstlichen Nebel oder Tropfen erwiesen sich als gleichwertig bei der Induktion der Sporenemission. Blattnässe alleine war im Gegensatz zu kontinuierlicher Tropfbenetzung als Reiz für lang anhaltenden Sporenausstoß nicht ausreichend. Bei Tropfbenetzung unter Laborbedingungen waren die Sporenmengen im Ablaufwasser bis zu fünfmal höher und bei starkem natürlichen Regen bis zu zweimal höher als der Anteil der Sporen im Luftkompartiment. Die Ascosporenmengen im Spritzwasser überstiegen nie den Sporenanteil im Luftkompartiment. Das Ionenmilieu, der pH Wert, Blattextrakte, Detergenzien, Proteinase K, Staurosporin, Harnstoff, Ammoniumsulfat, Pyrimethanil, membrankanalbildende Antibiotika, Inhibitoren von Membrantransportproteinen, Transkription und Replikation beeinflussten die Sporenemission nicht. Eine Hemmung der Ascosporenemission wurde durch Inhibitoren der Atmungskette (Kresoxim-methyl, Azid), der ATP-Synthese (Oligomycin, Azid), der Translation in Mitochondrien (Chloramphenicol) und durch die osmotisch aktiven Verbindungen Saccharose, Glycerin, Mannit und Sorbit ab Konzentrationen von 0,15 M erreicht.
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