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Additional file 1: Figure S1. Quantification of surface wax from SEM images. Figure S2. Phylogenetic relationship of the sylvestris accessions. Figure S3. Disease severity over the sylvestris population. Figure S4. Relationship between susceptibility to Powdery Mildew and abundance of surface waxes in the sylvestris population. Figure S5. Stageing of Powdery Mildew development. Table S1. Identity and origin of the grapevine accessions. Table S2. Evaluation of infestation with Powdery Mildew.

Die Schwarzfäule ist eine pilzliche Erkrankung der Weinrebe und wird durch den Erreger Phyllosticta ampelicida (Enkman) Van der Aa (P. ampelicida, telomorph: Guignardia bidwellii (Ellis) Viala und Ravaz) hervorgerufen. Die ursprünglich in Nordamerika beheimatete Krankheit, wurde im 19. Jahrhundert nach Europa eingeschleppt. Im Jahr 2002 erreichte die Schwarzfäule erstmalig auch in Deutschland wirtschaftliche Relevanz und hat sich in einigen für sie klimatisch begünstigten Regionen als Krankheit etabliert, die vor allem den Öko-Weinbau vor neue Herausforderungen stellt. Nahezu alle der in Deutschland zugelassenen Kulturrebsorten der Art Vitis vinifera sind anfällig gegenüber P. ampelicida. Ableger der letzten Europäischen Wildrebenpopulation Deutschlands, die bis heute in den Rheinauenwäldern ohne Pflanzschutzapplikation überdauert haben, wurden in einem ersten Schritt hinsichtlich ihrer Resistenz gegenüber der Schwarzfäule getestet, um deren Eignung für die Züchtung pilzwiderstandsfähiger, besonders schwarzfäuleresistenter neuer Rebsorten zu prüfen. Die Wildreben zeigten eine große Variabilität hinsichtlich ihrer Anfälligkeit. Einige Akzessionen wiesen eine gewisse Teilresistenz auf, die vermutlich in einer früher eintretenden Altersresistenz begründet ist, denn nur wenige, sehr junge Blätter wiesen Symptome auf. Zum besseren Verständnis des Pathogens wurde die Biologie von P. ampelicida näher analysiert. Mit Hilfe der Fluoreszenz- und Rasterelektronenmikroskopie wurde der asexuelle Infektionszyklus von der Anheftung der Sporen bis hin zur Bildung der Pyknidien auf Blättern der anfälligen Rebsorte ‘Müller-Thurgau‘ (‘M-Th‘) untersucht. Besonders charakteristisch für die Schwarzfäule ist das zweidimensionale Hyphenwachstum auf den antiklinalen Zellwänden der Epidermis unterhalb der Kutikula, das die lange biotrophe Phase des Pathogens prägt. Erst im Übergang zur Nekrotrophie kolonisiert das Myzel weitere Zellschichten und bildet Pyknidien. Untersuchungen basierend auf einem Nährmedientest zeigten, dass P. ampelicida fähig ist, wesentliche Bestandteile der Zellwand zu degradieren und besonders Pektin für sein Wachstum zu nutzen. Die grundlegenden Infektionsschritte von P. ampelicida wurden auf jungen (Blatt 4) und alten (Blatt 7) Blättern verschieden resistenter Genotypen (‘M-Th’ [anfällig], ‘Solaris’ [teilresistent], ‘Börner’ [resistent], drei Wildrebenakzessionen [teilresistent]) verglichen. Alte Blätter wiesen eine entwicklungsbedingte Resistenz, die sogenannte Altersresistenz auf. Es zeigte sich, dass zwar die oberflächlichen Entwicklungsstadien, wie die Sporenanheftung und Appressorienbildung nahezu unbeeinflusst von Genotyp und Blattalter waren, während jedoch die Hyphenentwicklung auf resistenten und teilresistenten Genotypen sowie alten Blättern eingeschränkt schien. Auf diesen Blättern wurden weniger Appressorien beobachtet, die in der Lage waren erfolgreich Hyphen zu etablieren, zudem waren die Hyphen kürzer und weniger stark verzweigt. In mikroskopischen Untersuchungen zu verschiedenen Abwehrmechanismen konnten mehr Kalloseakkumulationen und Phenolanreicherungen in resistenten und teilresistenten Genotypen am Ort der Penetration nachgewiesen werden. Die erhöhten Transkriptmengen der Phenylalaninammoniumlyase und Stilbensynthase der Rebsorten ‘Solaris’ und ‘Börner’ nach Inokulation mit dem Erreger der Schwarzfäule weisen darauf hin, dass phenolische Verbindungen, u.a. antifungal wirkende Stilbene, mögliche Aspekte der Schwarzfäuleresistenz darstellen. Teilweise wurden auch Superoxidanionen, die zu den reaktiven Sauerstoffspezies gehören und Reaktionen im Bereich der Penetrationsstelle, die vermutlich einer Alkalisierung des Apolasten zugesprochen werden können, beobachtet. Hypersensitive Reaktionen wurden nicht detektiert. Die Ergebnisse verweisen allgemeinhin auf eine basal verankerte Resistenz. Erste Ergebnisse zur Monosaccharidkomposition der Zellwände lassen darauf schließen, dass möglicherweise auch geringere Pektingehalte sowie deren stärkere Verzweigung und eine damit möglicherweise verbundene schlechtere biologische Abbaubarkeit die Hyphenentwicklung von P. ampelicida nachteilig beeinflussen.