Bessere Methoden für den Schutz von Nutzpflanzen vor Schädlingen
Blattläuse, weiße Fliegen, Thripse und Milben sind für die europäische Landwirtschaft der reinste Albtraum. Diese Arthropoden stellen für über 200 wichtige Nutzpflanzenarten eine Gefahr dar und können zudem Viren übertragen. „Da es sich hierbei um die häufigsten Schädlinge handelt, zielen die meisten Pestizide auch auf sie ab. Das wiederum hat zu einer Pestizidresistenz geführt und ihre Bekämpfung daher mittlerweile extrem erschwert“, erklärt John Vontas, Professor für Pharmakologie an der Landwirtschaftlichen Universität Athen in Griechenland. Das EU-finanzierte Projekt SuperPests, das von Vontas koordiniert wird, hat in den letzten viereinhalb Jahren mehrere neue Produkte, Konzepte und Werkzeuge entwickelt und anhand von datengestützten mathematischen Modellen in bestehende Ansätze integriert. Daraus ging ein effektiveres und nachhaltigeres System für den integrierten Pflanzenschutz hervor.
Geringere Kosten, weniger Pestizide
„Durch die Kombination von neuen und bereits vorhandenen Lösungen erreichen wir in Feldversuchen eine wesentlich effizientere Bekämpfung. Dieses System zum integrierten Pflanzenschutz bringt im Vergleich zur traditionellen chemischen Bekämpfungsmaßnahmen eine Kostensenkung um 50 Prozent und eine Verringerung der Pestizidrückstände um 80 Prozent. Das ist schon sehr beachtlich“, so Vontas. Die Landwirtschaft könnte damit zudem eines der Ziele des europäischen Grünen Deals erreichen, das bis 2030 eine Verringerung des Pestizideinsatzes um 50 Prozent vorsieht. Das Team ermittelte zahlreiche neue Marker für die Resistenz bei Schädlingen. Anhand dieser neuen Marker sowie von bereits bekannten Markern entwickelte es dann Diagnosewerkzeuge, mit denen das jeweils wirksamste Pestizid für einen konkreten Schädlingsbefall bestimmt werden kann.
Hilfsmittel zur Erprobung von Insektiziden
Die Forschenden entwickelten biotechnologisch basierte Pipelines, die beim Screening und der Erprobung von neuen Insektiziden und Biopestiziden hilfreich sind. Dazu zählen ein virtuelles Insektarium, ein Panel mit über 30 transgenen Fruchtfliegen-Linien und eine Bibliothek mit 21 Cytochromen P450 von Superschädlingen. „Diese Enzyme eignen sich, um neue Verbindungen auf ihre metabolische Stabilität zu testen. Wir haben einfache biochemische Assays entwickelt, mit denen solche Tests schnell und einfach durchgeführt werden können“, merkt Vontas an. Bei der Erprobung der Biopestizide zeigte sich, dass sich manche davon, entweder allein verwendet oder insbesondere als Gemisch, potenziell sehr gut als umweltfreundlichere Methode zur Schädlingsbekämpfung anbieten. Ein weiterer Teil der Forschung galt dem besseren Verständnis, und der Suche nach möglichen Wegen zur Stärkung, von schädlingsrelevanten Effektoren – den Resistenzmechanismen, die Pflanzen gegen Schädlinge entwickeln können. „Wir entdeckten molekulare Determinanten dieser Phänotypen, mit deren Hilfe wir die Resistenz von Tomatenpflanzen künftig hoffentlich steigern können“, so Vontas.
Raubinsekten erwünscht
Das Projektteam arbeitete überdies darauf hin, die Fitness nützlicher Insekten zu stärken, die Schädlinge fressen und somit als biologische Bekämpfungsmittel wirken. Resistente Pflanzen schrecken nicht nur Schädlinge ab, sondern potenziell auch nützliche Insekten. „Wir haben versucht, die Resistenz von Tomatenpflanzen gegenüber Superschädlingen zu steigern, ohne ihre Anlockungskraft für nützliche Raubinsekten zu schwächen“, ergänzt. „Wir konnten Raubinsektenstämme entwickeln, die eine wesentlich höhere Fitness gegenüber resistenten Pflanzen aufweisen.“ Die Ergebnisse sind auch auf andere Gemüsearten anwendbar. Die Projektpartner bringen die gewonnenen Erkenntnisse über Superschädlinge nun in neue Initiativen wie das Projekt CypTox ein, das die Entwicklung selektiver, risikoarmer Insektizide mit Wirksamkeit gegen Insekten und Milben verfolgt. Ein weiteres Projekt, MicroBioPest, bezweckt die Entwicklung von mikrobiellen Biopestiziden, die für die Umwelt unbedenklich sind und zugleich wirksam auf landwirtschaftliche Schädlinge und Vektoren von Krankheiten des Menschen abzielen.
Schlüsselbegriffe
SuperPests, Schädlinge, Nutzpflanzen, Kulturen, Blattläuse, weiße Fliegen, Thripse, Milben, Diagnosewerkzeuge, Pestizide, Insektizide, Biopestizide, Pflanze, Resistenz, biologische Bekämpfung, integrierter Pflanzenschutz
