Optimierung der integrierten Krankheitsbekämpfung für bessere Getreidekulturen und eine nachhaltigere Landwirtschaft
Getreide, darunter Weizen, Mais und Reis, ist die wichtigste Kalorienquelle für Menschen. Die Nachfrage nach Getreide, sowohl für die Nahrungs- als auch für die Futtermittelverwendung, wird bis 2050 voraussichtlich rund 3 Milliarden Tonnen erreichen, gegenüber den heutigen fast 2,1 Milliarden Tonnen. Zu den zehn wichtigsten Pflanzenpathogenen von wirtschaftlicher und wissenschaftlicher Bedeutung gehören Erreger, die Krankheiten an Blättern, Wurzeln und Köpfen von Getreidepflanzen in Europa und weltweit verursachen. Das EU-finanzierte Projekt CEREALPATH nimmt sich dieser Herausforderung an und stellt einer neuen Generation von Forschenden das Fachwissen zur Verfügung, mithilfe dessen neuartige Waffen im Kampf gegen Getreidekrankheiten entwickelt werden sollen. „Dieses innovative Marie-Skłodowska-Curie-Ausbildungsnetzwerk bildete Nachwuchsforschende in den breit gefächerten Fähigkeiten und Kompetenzen aus, die für Innovationen im Bereich der integrierten Krankheitsbekämpfung und der nachhaltigen Getreideproduktion erforderlich sind“, sagt Projektkoordinatorin Fiona Doohan.
Ein interdisziplinärer Ansatz
An dem Arbeitsprogramm waren zehn Begünstigte und elf Partnerorganisationen aus ganz Europa beteiligt, welche Hochschulen, Industrie und Regierungsbehörden umfassten. Diese verfügten jeweils über spezifische und sich einander ergänzende Kompetenzen in den Bereichen Entdeckung und Züchtung von Genen, biologische bzw. bioaktive Krankheitsbekämpfung sowie Kompromisse und Evolution von Krankheitserregern. In diesen spezifischen Forschungsbereichen wurden Ausbildungsveranstaltungen, Tagungen und Symposien abgehalten, die von einer umfassenden Verwaltungs- und Unterstützungseinheit getragen wurden. Darüber hinaus arbeiteten Forschungsteams an einzelnen Projekten, die mit den verschiedenen Forschungssträngen des Projekts verbunden waren. „Alle drei Bereiche bilden die Grundlage für eine integrierte und nachhaltige Krankheitsbekämpfung und eine nachhaltige Intensivierung der Landwirtschaft“, erklärt Doohan. „Während sich die Mehrheit der Forschungsprojekte auf die Bekämpfung von Weizenkrankheiten konzentrierte, steht bei einigen auch die Verbesserung der Krankheitsbekämpfung bei Gerste im Mittelpunkt. Die zugrunde liegende Ausbildung ist auf den breiten Bereich des Pflanzenschutzes anwendbar.“
Einsatz von biologischen Pflanzenschutzmitteln
Für den Bereich Genentdeckung und -züchtung richteten Forschende Mutantenbibliotheken des Pilzes ein, der für die globalen Schwarzrostepidemien in der Spezies Triticeae verantwortlich ist. Laut Doohan werden diese Bibliotheken verwendet, um die Virulenz und die Wirtsresistenz gegen Schwarzrost zu analysieren, indem bestimmt wird, welche Roststämme sich gerade bei bekannten Schwarzrost-Resistenzgenen krankheitserregend auswirken. Innerhalb des bioaktiven und biologischen Bekämpfungsstranges testeten Forschende eine Reihe von Pflanzenschutzmitteln für den Einsatz als Krankheitsbekämpfungsmittel bei Nutzpflanzen. „Diese Projekte bestätigten die potenziellen Einsatzmöglichkeiten dieser Mittel, einschließlich ihrer antimykotischen Aktivität. Wir haben jetzt erweiterte Kenntnisse darüber, wie wir unser Repertoire an biologischen Pflanzenschutzmitteln unter Verwendung verschiedener Selektionsmedien maximieren können. Zudem verstehen wir die RNS-Interferenz und die wirtsinduzierte Genabschaltung nun besser“, bemerkt Doohan.
Eine nachhaltige Zukunft
Im Bereich Pathogenevolution und Kompromisse haben Forschende nun damit begonnen, die Doppelrolle von Genen aufzugliedern – welche eine Resistenz gegen oder eine Anfälligkeit für Krankheiten bewirken. Darüber hinaus werden neue Resistenzgene und Pathogen-Effektoren identifiziert. Hierfür werden In-silico- und In-planta-Systeme eingesetzt, die dabei helfen, das gesamte Pathosystem besser zu verstehen. „Die Evolution der Krankheitsresistenz wird ebenfalls beleuchtet, wobei sowohl die Evolution des Erregers als auch die des Wirts untersucht wird“, bemerkt Doohan. CEREALPATH wird zu einem besseren Verständnis der Pflanzen-Pathogen-Interaktion sowie zu nachhaltigeren und robusteren Strategien für das Management von Pflanzenkrankheiten beitragen. Außerdem wird das Projekt einen Beitrag zu Züchtungsprogrammen leisten, welche die Entwicklung ressourcenschonenderer Nutzpflanzen ermöglichen. Doohan kommt zu dem Ergebnis: „Die Landwirtschaft-Betreibenden werden davon profitieren, da sich der derzeitige große Bedarf an Chemikalien und Brennstoff für die Pflanzenproduktion verringert. Eine solche nachhaltige Intensivierung ist von den Verbraucherinnen und Verbrauchern erwünscht und wird der Umwelt und der biologischen Vielfalt zugute kommen.“
Schlüsselbegriffe
CEREALPATH, Getreide, Körner, Krankheitsbekämpfung, Krankheitserreger, Triticeae, Pathosystem, Pflanzenschutzmittel
