TY - THES A1 - Heßdörfer, Daniel T1 - Untersuchungen zur kontinuierlichen Wasserpotentialmessung sowei des Einflusses verschiedener Tropfbewässerungssysteme auf die generative und vegetative Wuchsleistung von Vitis vinifera (cv. Silvaner) N2 - In den Jahren 2011 und 2012 wurde im Versuchsfeld am „Thüngersheimer Scharlachberg“ des Sachgebietes Weinbaumanagement der Bayerischen Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau bei der Rebsorte Silvaner kontinuierlich das Wasserpotential mittels temperaturkorrigierter In-situ-Psychrometer gemessen. Ziel der durchgeführten Arbeiten war es, die Wasserpotentialdynamik von Reben an ihrem natürlichen Standort und die Pflanzenreaktion auf wechselnde Witterungseinflüsse zu untersuchen. Zusätzlich wurde die Veränderung der hydraulischen Leitfähigkeit der Gesamtpflanze bei unterschiedlichem Evaporationsanspruch und Bodenwasserstatus betrachtet. Die kontinuierliche Wasserpotentialmessung an Reben wurde in den Versuchsjahren am Rebstamm und an traubentragenden einjährigen Trieben durchgeführt. Dabei konnte festgestellt werden, dass sich das Messgewebe des Triebes besser eignet, um das Wasserpotential über einen längeren Zeitraum kontinuierlich mittels In-situ-Psychrometer an Reben zu ermitteln. Anhand der Tagesgänge ließen sich deutliche Beziehungen zwischen der Wasserpotentialdynamik und den verschiedenen Witterungsfaktoren feststellen. So hatten die beiden Faktoren VPD und Temperatur den größten Einfluss auf das Stammwasserpotential der Reben. Dementgegen wurde zwischen der Globalstrahlung und dem Stammwasserpotential kein Zusammenhang ermittelt. Der engste kurvilineare Zusammenhang wurde jedoch zwischen dem VPD und dem Wasserpotentialgradienten, der treibenden Kraft für den Transpirationsstrom der Pflanze, ermittelt. Der Einfluss des Bodenwasserstatus auf die Stammwasserpotentialdynamik der Reben war relativ gering. Große Unterschiede im Wasserpotentialverlauf des Tages wurden durch eine Rebenbewässerung induziert. Demnach führte der verbesserte Wasserstatus zu einem reduzierten Potentialgradienten der bewässerten Reben zur Aufrechterhaltung der Transpiration im Vergleich zu den nicht bewässerten Reben. In den Jahren 2011 bis 2013 wurde Exaktversuch zur Prüfung der Auswirkungen einer Rebenbewässerung mit bestimmten Bewässerungsschwellenwerten durchgeführt. Ziel dieses Feldversuchs war es, den Einfluss verschiedener Bewässerungsmethoden und Bewässerungsintensitäten auf die generative und vegetative Wuchsleistung der Rebsorte Silvaner zu untersuchen. Das versuchstechnisch vorgegebene Bewässerungsmanagement der Varianten moderate Überflurbewässerung, intensive Überflurbewässerung, moderate Unterflurbewässerung und intensive Unterflurbewässerung wurde mittels des frühmorgendlichen Wasserpotentials exakt gesteuert. Gleichzeitig wurde innerhalb des Versuchsfeldes der Verlauf der Bodenfeuchtigkeit innerhalb der Kontrollvariante mittels der FDR-Technologie gemessen. Zusätzlich wurde nach der Lese von jeder Variante das C12 / C13 Stabilisotopenverhältnis, der δ13C-Wert, im Mostzucker ermittelt. Um den Einfluss der verschiedenen Bewässerungsintensitäten und -methoden auf die generative und vegetative Wuchsleistung zu untersuchen, wurden die erzielten Traubenerträge, Mostgewichte (°Oe), Mostsäuren und Schnittholzerträge bestimmt. Der Bewässerungsversuch zeigte auf, dass eine Zusatzbewässerung bei der Rebsorte Silvaner einen starken Einfluss auf das vegetative Wachstum ausübte und kein signifikanter Einfluss auf die erzielten Traubenerträge festzustellen war. KW - Rebe KW - Bewässerung Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-117 VL - 2015 ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Linck, Holger T1 - Diagnosis, Transmission, and Management of Phytoplasmas Infecting Rubus Species N2 - Phytoplasmas ('Candidatus Phytoplasma') are plant-pathogenic bacteria that colonize the phloem of their host plants and can cause diseases in more than 700 plant species world-wide, including many economically important crops, ornamentals, and forest trees. They are spread by phloem-feeding insect vectors, vegetative propagation (grafting or production of cuttings), or plant parasitic dodder species of the genus Cuscuta. In Rubus species, phytoplasmas are associated with a disease referred to as Rubus stunt. Symptoms include stunting, witches' broom, small leaves, short internodes, enlarged sepals, phyllody, flower proliferation, and fruit malformations. As Rubus species are usually propagated vegetatively and the period of latency can be up to one year, the commercial production of planting material in plant nurseries can play a major role in the spread of Rubus stunt in addition to its only known insect vector, the leafhopper Macropsis fuscula. Furthermore, phytoplasmas usually occur in Rubus plants at concentrations too low for regular PCR to detect their DNA in plants and nested PCR is too time consuming for routine screening and prone to carry-over contamination. Hence, a fast, sensitive, and reliable molecular detection method for phytoplasmas in Rubus species is of major importance to stop the spread of this disease. Therefore, a multiplex TaqMan qPCR assay for the detection of Rubus stunt phytoplasmas was developed in this thesis, which provides an efficient tool for the screening of Rubus mother plants. This qPCR assay was subsequently used in a screening of putative insect vectors of Rubus stunt phytoplasmas in raspberry plantations in southern and northern Germany. A total of 4868 hemipteran insects were sorted, identified to family, genus, or species level and 597 DNA extracts, including pooled samples representing all identified insects, sampling locations, and sampling dates, were analyzed for phytoplasma DNA. With only seven sampled individuals of M. fuscula the occurrence of the only known vector for Rubus stunt phytoplasmas was low. DNA extracts from 18 samples were positive for phytoplasma DNA, among them species from the genera Euscelidius, Macrosteles, Euscelis, Anaceratagallia, and Psammotettix. Furthermore, the susceptibility of four raspberry cultivars to Rubus stunt after artificial graft inoculation was investigated. While graft inoculation was verified to be a practical tool for artificial phytoplasma inoculation in raspberries, assessing the disease severity of Rubus stunt proved to be difficult. All four raspberry cultivars used in this experiment ('Autumn Bliss', 'Glen Ample', 'Polka', and 'Tulameen') were successfully colonized by phytoplasmas. The efficacy of heat therapy with subsequent tissue culture to eliminate phytoplasmas from infected raspberry and blackberry plants was also evaluated. All previously infected raspberry and blackberry plants were tested negative for the presence of phytoplasma DNA after this procedure. Therefore, this method is suitable as an important step during the production of healthy mother plants and nuclear stock material in order to secure the production of healthy planting material. In conclusion, a fast and reliable molecular detection assay for routine diagnostics of phytoplasmas in Rubus species was developed and applied in experiments investigating putative insect vectors of Rubus stunt phytoplasmas, the susceptibility of different raspberry cultivars, and the efficacy of heat therapy coupled with tissue culture. The results of these trials can now be incorporated into disease management strategies for Rubus stunt. N2 - Phytoplasmen ('Candidatus Phytoplasma') sind phytopathogene Bakterien, die das Phloem ihrer Wirtspflanzen besiedeln und bei mehr als 700 Pflanzenarten weltweit, darunter viele wirtschaftlich wichtigen Kulturpflanzen, Zierpflanzen und Forstpflanzen, Krankheiten verursachen können. Verbreitetet werden können Phytoplasmen von phloemsaugenden Vektorinsekten, bei der vegetativen Vermehrung (Pfropfung oder Produktion von Stecklingen) oder über pflanzenparasitäre Seide-Arten der Gattung Cuscuta. Bei Rubus-Arten erzeugen Phytoplasmen die sogenannte Rubus stunt, zu deren Symptome ein gestauchter Wuchs, Hexenbesenwuchs, kleine Blätter, kurze Internodien, vergrößerte Kelchblätter, Phyllodie, Blütenproliferation und Fruchtmissbildungen gehören. Das einzige beschriebene Vektorinsekt für Rubus stunt ist die Himbeermaskenzikade (Macropsis fuscula). Da Rubus-Arten normalerweise vegetativ vermehrt werden und die Latenzzeit von Rubus stunt bis zu einem Jahr betragen kann, spielt die kommerzielle Produktion von Pflanzgut eine wichtige Rolle bei der Verbreitung der Krankheit. Darüber hinaus treten Phytoplasmen in Rubus-Arten für gewöhnlich nur in sehr niedrigen Titern auf, die zu gering sind, um die Phytoplasmen DNA mit einer herkömmlichen PCR nachzuweisen. Die sensitivere nested PCR hingegen ist zu zeitintensiv für Routinescreenings und anfällig für Verunreinigungen. Deshalb wurde in dieser Arbeit ein schneller und zuverlässiger multiplex TaqMan qPCR Assay zum Nachweis von Rubus stunt Phytoplasmen entwickelt, der nun als effizientes Werkzeug für das Screening von Mutterpflanzen zur Verfügung steht. Diese Nachweismethode wurde anschließend in einem Insektenscreening angewendet, für das potentielle Vektorinsekten für Rubus stunt Phytoplasmen in Himbeeranlagen in Süd- und Norddeutschland gefangen wurden. Es wurden insgesamt 4868 Insekten der Ordnung Hemiptera aussortiert und auf Familie, Gattung oder Art bestimmt. Davon wurden 597 DNA-Extrakte, die alle identifizierten Arten, Probenstandorte und Probenzeitpunkte repräsentieren, hinsichtlich des Vorkommens auf Phytoplasmen-DNA untersucht. Das Auftreten des einzigen beschriebenen Vektorinsekts für Rubus stunt Phytoplasmen, M. fuscula, war mit nur sieben Individuen gering. Insgesamt wurden 18 DNA-Extrakte positiv auf Phytoplasmen-DNA getestet, darunter Arten der Gattungen Euscelidius, Macrosteles, Euscelis, Anaceratagallia, und Psammotettix. Des Weiteren wurde die Anfälligkeit von vier Himbeersorten ('Autumn Bliss', 'Glen Ample', 'Polka' und 'Tulameen') auf Rubus stunt durch künstliche Infektion mittels Anplatten infizierter Pflanzen untersucht. Während sich das Anplatten als gute Methode für die künstliche Inokulation von Himbeeren erwies, stellte es sich als schwierig heraus, die Befallsstärke der Rubus stunt zu bonitieren. Alle vier Himbeersorten wurden erfolgreich von Phytoplasmen besiedelt. Zusätzlich wurde die Wirksamkeit einer Wärmetherapie mit nachfolgender Gewebekultur zur Eliminierung von Phytoplasmen aus infizierten Himbeer- und Brombeerpflanzen untersucht. Alle zuvor infizierten Himbeer- und Brombeerpflanzen wurden nach dieser Behandlung negativ auf die Anwesenheit von Phytoplasma-DNA getestet. Diese Behandlung stellt daher ein geeignetes Mittel bei der Produktion von Mutterpflanzen dar, um die Produktion von gesundem Pflanzmaterial sicherzustellen. Zusammenfassend wurde eine schnelle und zuverlässige molekulare Diagnosemethode, die sich für Routineuntersuchungen von Rubus-Arten auf Phytoplasmen eignet, entwickelt und in Versuchen zu potentiellen Rubus stunt Vektorinsekten, der Anfälligkeit verschiedener Himbeersorten und der Wirksamkeit von Wärmetherapie mit anschließender Gewebekultur angewendet. Die Ergebnisse dieser Studien können nun in Bekämpfungsstrategien gegen Rubus stunt integriert werden. Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-102 VL - 2019 PB - Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ER - TY - THES A1 - Bou Nader, Khalil T1 - Grapevine Age: Impact on Physiology and Berry and Wine Quality N2 - Vine age and its relation to the quality of the wine are topics of recurring interest, both scientific and economic. Consumers and actors in the wine sector seem to agree on the ability of old vines to produce wines of superior character. Despite ongoing research, the validity of this point of view remains debated and questions about the mechanisms through which old vines would end up with superior quality wines remain numerous. To try to answer them, the impact vine age on physiology, tolerance to water stress, and berry and wine quality were studied in an experimental vineyard planted with Vitis vinifera L. cv. of identical genetic material (Riesling Gm 239 grafted on 5C Teleki) but planted in different years. In 2014 and 2015, the vines planted in 2012 had not yet reached their full potential and had a significantly lower vegetative productivity and yield than the vines planted in 1995 and 1971. Moreover, the vines planted in 2012 were not subjected to the same grass treatment as older vines during this period to prevent excessive competition during establishment. The lower capacity of these vines and the absence of cover crop led to greater exposure of clusters to light and greater nitrogen accumulation, which resulted in a higher concentration of amino acids, monoterpenes, norisoprenoids, and flavonols in 2014 and 2015. In the following years (2016 and 2017), the yield and pruning weight of these vines, as well as their berry composition, were comparable to those of the older vines. The parameters of technological maturity (° Brix, total acidity and must pH) were not significantly affected by vine age. Vines planted in 1995 and 1971 showed similar physiological characteristics throughout the study with the exception of a higher incidence of esca syndrome in the older group. This disease was responsible for the decline in the total yield of vines planted in 1971, but individual yield per vine was equivalent for both groups. Sensory and chemical analyzes were conducted in 2017 on wines from previous vintages. The wines of the youngest vines were associated with aromas of ripe fruit and the kerosene aroma that is typical of Riesling. These wines were also identified by higher concentrations of potential monoterpenes and norisoprenoids and volatile sulfur compounds in 2014 and 2015 only. The sensory and chemical profiles of wines from vineyards planted in 1995 and 1971 were dependent on the vintage but not on the age of the vines. The wine profiles produced in 2016 were overlapping for the three age groups. The works described in this thesis manuscript are unique, particularly because the vineyard in which they were conducted was designed specifically to study the effect of the age of the vine under comparable environmental conditions. Once the youngest vines reached their fruiting potential and were conducted in the same way as the older vines, their productivity, the composition of their berries and the quality of the wines they produce converged with those of the two other groups. More interestingly, vines aged 19 and 43 years behaved similarly throughout the study and resulted in wines comparable in terms of sensory analysis, which goes against the an idea that the older vines produce wines of a different profile. Previous studies have shown that the productivity of the vines, whatever their age, could be explained by the wood reserves and the size of the trunk. To have a better idea of differences linked to reserves, the structure-from-motion with multi-view stereo-photogrammetry (SfM-MVS) method was tested to measure trunk thickness and volume. The technique, which allows the creation of scaled, georeferenced 3D models based on photographs, was able to produce accurate models of field-grown grapevine trunks. N2 - Das Rebalter und seine Beziehung zur Weinqualität sind Themen von wiederkehrendem Interesse, sowohl wissenschaftlich als auch wirtschaftlich. Vielfach wird behauptet, dass alte Reben Weine mit besonderem Charakter produzieren können. Trotz vielfältiger Forschung bleibt diese Sichtweise jedoch nicht eindeutig belegt, und es gibt immer noch mehr offene Fragen als erklärende Antworten. Deshalb wurde auf einer Rebfläche der Hochschule Geisenheim University hierzu über viele Jahre eine einzigartige Versuchsfläche aufgebaut. Dort ist es möglich, Untersuchungen innerhalb einer Rebfläche (Geisenheimer Fuchsberg) für eine Rebsorte (Riesling) gleichen Klons (Gm 239), gleicher Unterlage (5C Teleki) und auf einheitlichem Standraum (2,8 m2) an Reben der drei Pflanzjahre 1971 („alt“), 1995 („alternd“) und 2012 („jung“) durchzuführen. Über einen Zeitraum von vier Vegetationsperioden wurden verschiedene Fragen bearbeitet. In den Versuchsjahren 2014 und 2015 hatten die im Jahr 2012 gepflanzten Reben noch nicht ihr volles Ertragspotenzial erreicht und zeigten eine deutlich geringere vegetative Produktivität als die in den Jahren 1995 und 1971 gepflanzten Reben. In diesen Anfangsjahren unterschied sich die Bodenbewirtschaftung zwischen den drei Versuchsgliedern durch offene Bodenbewirtschaftung oder eine Dauerbegrünung. Die geringere Wüchsigkeit der jungen Reben und die höhere Mineralisationsrate der offenen Böden führten zu einer stärkeren Exposition der Trauben und einer stärkeren Anreicherung von hefeverwertbarem Stickstoff, Aminosäuren, Monoterpenen, Norisoprenoiden und Flavonolen in den Jahren 2014 und 2015. In den folgenden Jahren (2016 und 2017) waren Ertrag und Schnittholzgewicht der jungen Reben sowie deren Beerenzusammensetzung mit denen der älteren Rebstöcke vergleichbar. Die Parameter der technologischen Reife (° Brix, Gesamtsäure- und pH-Wert) wurden durch das Alter der Rebe nicht wesentlich beeinflusst. Die in den Jahren 1995 und 1971 gepflanzten Reben zeigten in der gesamten Studie ähnliche physiologische Merkmale mit Ausnahme eines häufigeren Auftretens von Esca-Symptomen bei den älteren Reben. Diese Krankheit war für den Rückgang des Gesamtertrags der im Jahr 1971 gepflanzten Rebstöcke verantwortlich, wobei hervorzuheben ist, dass der Einzelstockertrag aller drei Versuchsglieder dann auch gleich war. Im Jahr 2017 wurden sensorische und chemische Analysen der Weine aus früheren Jahrgängen durchgeführt. Die Geschmacksattribute der Weine der jungen Reben wurden mit Aromen von reifen Früchten und dem für Riesling typischen Kerosinaroma in Verbindung gebracht. In diesen Weinen wurden auch in den Jahren 2014 und 2015 höhere Konzentrationen potenzieller Monoterpene und Norisoprenoide sowie flüchtiger Schwefelverbindungen festgestellt. Die sensorischen Profile der Weine aller Versuchsjahre und des Rebalters waren stärker vom Weinjahrgang selbst als vom Alter der Reben geprägt. Sobald die jungen Reben das Ertragspotential erreicht hatten und auf dieselbe Weise wie die älteren Reben bewirtschaftet wurden, stimmten ihre Produktivität, die Zusammensetzung ihrer Beeren und die Qualität der Weine mit denen der beiden anderen Versuchsglieder überein. Interessanterweise traten zwischen den 1971 und 1995 gepflanzten Reben bei physiologischen Messungen und sensorischen Untersuchungen keine Unterschiede auf. Frühere Studien haben einen Zusammenhang zwischen der Produktivität der Reben und der Reservestoffe im Holz gezeigt. Hierzu wurde im Rahmen der eigenen Untersuchungen mittels der „structure-from-motion with multi-view stereo-photogrammetry“ (SfM-MVS) das Stammvolumen untersucht und erstmals ein 3-D-Modell des Rebstammes publiziert. KW - old vine KW - water deficit KW - berry composition KW - wine quality KW - sensory analysis Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-88 ER -