Foto: S. Rieder, DWI

Dr. Felix Jakob

Biotechnologie
RWTH Aachen / BioSC

Foto: Privat

Dr. Silvia Schleker

Molekulare Phytomedizin
Universität Bonn / BioSC

Nachhaltige Technologien und Wirkstoffe für die Pflanzengesundheit

Pflanzenpathogene und tierische Schaderreger sind ein großes Problem in der Pflanzenproduktion, da sie weltweit erhebliche Ertragsverluste verursachen. Nachhaltige und zugleich effektive Bekämpfungsmöglichkeiten gibt es kaum, so dass in diesem Feld ein großer Forschungs- und Entwicklungsbedarf besteht. Ein Teil der Lösung beinhaltet, neue biogene Wirkstoffe zu finden sowie besonders effiziente Wirkstoffformulierungen und damit verbundene Technologien zu entwickeln. Dies sind Schwerpunkte der FocusLabs CombiCom und greenRelease.

Natürlich vorkommende Moleküle, z.B. bakterielle und pflanzliche Metabolite, sind eine wertvolle Quelle aktiver Substanzen, die als solche oder als chemische Grundstrukturen für die Entwicklung neuer antagonistischer Agenzien für den Pflanzenschutz dienen können. In CombiCom haben wir den Einfluss ausgewählter Terpenoide und des bakteriellen Metabolits Prodigiosin sowie Derivate davon auf freilebende und pflanzenparasitäre Nematoden, auf pflanzenpathogene Pilze und auf das Pflanzenwachstum untersucht. Nootkatone zeigt Aktivität gegen den pflanzenparasitären Nematoden Heterodera schachtii, ß-Caryophyllene und auch seine oxidierte Form hemmen bestimmte pathogene Pilze. Die Derivatisierung von Prodigiosin erwies sich als sehr effektive Methode, um die Aktivität des Moleküls gegen Nematoden sowie dessen positiven Effekt auf das Pflanzenwachstum zu steigern. Weitere Derivate des vielversprechendsten Prodiginins werden derzeit in dem Folgeprojekt TaiLead untersucht.

Das übergeordnete Ziel des FocusLab greenRelease ist es eine Technologie zu entwickeln, welche es erlaubt den Einsatz von Fungiziden und Herbiziden signifikant zu reduzieren und damit einen Beitrag zu einer nachhaltigen Landwirtschaft und Bioökonomie leistet. Im Laufe des Projekts haben wir die greenRelease-Technologie (initiiert in den BioSC-Projekten: GreenGel, RIPE, and BiFuProts) zu einer robusten und im Feld validierten Plattformtechnologie für den Pflanzenschutz entwickelt. Die Technologie wurde in Feldversuchen, die unabhängig von der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen im Jahr 2020 durchgeführt wurden, eingesetzt und bewertet. Wir erzielten den gleichen Schutz gegen die Apfelschorfkrankheit mit einem deutlich reduzierten Fungizideinsatz (3-fach im Vergleich zu kommerziellen Produkten). Parallel dazu wurde eine regulatorische und wirtschaftliche Bewertung der Technologie durchgeführt, um das Technologietransferpotenzial der greenRelease-Technologie zu evaluieren.