Internationaler COST Workshop an der FH Bielefeld

Zu dem internationalen Treffen hatte die Arbeitsgruppe von Professor Dr. Anant Patel, Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik, eingeladen. Dekan Prof. Lothar Budde begrüßte die Gäste auf dem neuen Campus. Im Vordergrund der Veranstaltung stand in erster Linie der wissenschaftliche Austausch zwischen Forschern und Vertretern der Industrie. Diskutiert wurde, wie nützliche Mikroorganismen gegen Schadinsekten, -pilze und –nematoden im Feld gezielt eingesetzt bzw. ausgebracht werden können. Zunächst wurden im Rahmen des zweitägigen Workshops Vorträge zu aktuellen Forschungsaktivitäten präsentiert, die im Anschluss unter der Moderation von Professor Patel vom Fachpublikum rege diskutiert wurden und sicher zu der einen oder anderen Idee oder Kooperation oder Projektidee führten.

Die Entwicklung und Anwendung von neuen und effektiven Pflanzenschutzstrategien gegen Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschädlinge ist eine der stetigen und zentralen Herausforderungen für die Agrarforschung. Trotz der Verwendung chemischer Pestizide führen Pflanzenkrankheiten und Fraßschäden durch Schadorganismen zu immensen Ernteverlusten an Kulturpflanzen wie Mais, Raps oder Getreide. Diese Probleme, die durch Resistenzen oder neu eingeschleppte Schädlinge auftreten, erfordern innovative Lösungs-Ansätze mit neuen Wirkmechanismen. Zudem bedarf die von den Verbrauchern und der Politik gewünschte nachhaltige Landwirtschaft eine breitere Einbeziehung von biologischen Bekämpfungsverfahren in die Nahrungsmittelproduktion, nicht nur in der ökologischen Landwirtschaft.

Eine mögliche Lösungsstrategie ist die Verwendung von Mikroorganismen - spezielle Bakterien und Pilze, die Nutzpflanzen besiedeln können ohne diesen zu schaden. Durch dieses sogenannte endophytische Wachstum der Mikroorganismen ergeben sich für die Pflanzen vielfältige Vorteile. So sind Endophyten bekannt, die das Wachstum der Pflanze und damit den wirtschaftlichen Ertrag durch die Produktion von Phytohormonen steigern. Außerdem sind sie in der Lage, Stickstoff und Kohlenstoffdioxid zu fixieren und damit für die Pflanzen zugänglich zu machen, zudem können sie Schutz vor erhöhten Salzkonzentrationen im Boden, Pflanzenkrankheiten und Schädlingsfraß bieten. Es gibt aber auch endophytische Isolate, die einen direkten Schutz gegen Fraßinsekten bieten, da sie über das gefressene Pflanzenmaterial von den Schädlingen aufgenommen werden und diese durch Besiedelung abtöten.

Eine Herausforderung bei der Nutzung des großen Potentials der Endophyten stellt meist der Übergang vom Labor ins Gewächshaus oder Freiland dar, oder anders gesprochen „was im Labor gut funktioniert tut dies im Freiland noch lange nicht!“

Ein Grund für diese Schwierigkeiten sind die oftmals noch wenig erforschten hochdiversen Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Partnern Pflanze/Mikroorganismus/Arthropoden (u.a. Insekten), sogenannte tritrophische Interaktionen. Das Verständnis für die zugrundeliegenden Mechanismen ist von primärer Relevanz für die Produktentwicklung.

Damit die Endophyten auch unter Feldbedingungen in der Lage sind, Pflanzen zu besiedeln, ist eine anwendungsorientierte Formulierung in Form eines Saatgutcoatings, einer Spritzbrühe, Granulaten oder Kapseln unabdingbar, wobei die richtige Art der Formulierung für jede Anwendung neu evaluiert werden muss. Eine geeignete Formulierung sollte die Etablierung des Endophyten im Boden beziehungsweise nahe der Pflanze verbessern, und so die Penetration und letztendlich die Besiedlung der ganzen Pflanze erlauben sowie die Applikationsdosis und folglich die Kosten senken.

Der Workshop endete mit einer regen Diskussionsrunde, in der verschiedene offene Fragen besprochen wurden. Dazu gehörte zum Beispiel auch die bereits erwähnte Problematik des Übergangs vom Labor ins Freiland oder die Frage nach der genauen Interaktion zwischen Pilz und Pflanze.

Text: Dr. Desirée Jakobs-Schönwandt