Innovative neue Strategien zur Bekämpfung von Virusbedrohungen für Kulturpflanzen
Viruskrankheiten können Gemüsekulturen dezimieren und kosten die europäische Landwirtschaft jedes Jahr Milliarden an Euro. Weit verbreitete Infektionen können auch zu einem übermäßigen Einsatz von Pestiziden führen, was sowohl für die Landwirtschaftsbetriebe als auch für die Verbraucherschaft ein potenzielles Gesundheitsrisiko darstellt. Um dieser Herausforderung zu begegnen, verfolgte das EU-finanzierte Projekt VIRTIGATION(öffnet in neuem Fenster) das Ziel, neue Lösungen für die Überwachung des Risikos und der Verbreitung von Viren zu entwickeln, bessere Erkenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen Viren und Pflanzen zu gewinnen und biologische Alternativen zu Pestiziden zu entwickeln. Das Projekt konzentrierte sich auf Virusbedrohungen für zwei wichtige Kulturpflanzen: Tomaten und Kürbisgewächse (eine Familie, zu der Kürbis, Melone, Zucchini und Squash gehören).
Virusbedrohungen für Tomaten und Kürbisgewächse angehen
„Diese Pflanzen werden europaweit in unterschiedlichen Anordnungen angebaut“, erklärt der Koordinator des VIRTIGATION-Projekts, Hervé Vanderschuren von der KU Leuven(öffnet in neuem Fenster) in Belgien. „In Nordeuropa sind eher Gewächshäuser vorzufinden, während in Südeuropa offene Felder mit Plastiktunneln vertreten sind. Wir wollten die Bedrohung durch Virusbedrohungen in beiden Situationen abmildern.“ Hierzu wurden zwei große Gruppen von Viren wurden ins Visier genommen. Bei der ersten Gruppe handelte es sich um Begomoviren wie das „Tomato Leaf Curl New Delhi Virus“, ein vor allem in Südeuropa vorkommendes DNS-Virus, das hauptsächlich Kürbisgewächse befällt. Bei der zweiten Gruppe handelte es sich um Tobamoviren wie das „Tomato Brown Rugose Fruit Virus“, das vor allem im Gewächshausanbau auftritt. „Wir waren zudem an der Spezifität der einzelnen Viren interessiert“, sagt Vanderschuren. „Tobamoviren werden mechanisch verbreitet, so dass die Entwicklung von Sanitär- und Hygienemaßnahmen berücksichtigt werden muss. DNS-Viren hingegen werden von Insekten übertragen – in diesem Fall von der Weißen Fliege –, so dass andere Interventionen gefragt sind.“
Genetische Resistenz und Vektorübertragung
Zum Erreichen der Ziele bildete das Projekt eine aus Universitäten und Forschungszentren sowie aus privaten Unternehmen bestehende Partnerschaft. Die Verbreitung der Ergebnisse an die Landwirtschaftsbetriebe war ebenfalls ein wichtiger Bestandteil der Arbeit. „Wir haben ein starkes Konsortium gebildet, das mehrere Ansätze zur Bekämpfung von Viruskrankheiten untersuchte“, fügt Vanderschuren hinzu. „Wir setzten nicht auf eine Lösung, sondern zogen eine Vielzahl von Optionen in Betracht.“ Diese Arbeit umfasste die Grundlagenforschung zur genetischen Resistenz als durchführbares Interventionsinstrument sowie Maßnahmen zum besseren Verständnis der vektoriellen Virusübertragung. Die Partnerschaft von VIRTIGATION war an der Entwicklung von biobasierten Pestiziden beteiligt, die zur Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt einer hohen Wirksamkeit bedürfen. Es wurden ferner Möglichkeiten zur Züchtung von Virusresistenzen bei Pflanzen untersucht. „Wir haben ein breites Spektrum abgedeckt“, bemerkt Vanderschuren. Während des gesamten Projekts wurden Gewächshaus- und Feldversuche durchgeführt, um die Ergebnisse in durchführbare Bewirtschaftungsmöglichkeiten für die Landwirtschaft zu verwandeln. Versuche mit Biopestizidformulierungen aus natürlichen Pflanzenextrakten führten beispielsweise bei der Weißen Fliege zu einer Verringerung der Populationen um bis zu 50-73 %.
Genomische Überwachungsinstrumente und -netze
Es wurde eine Reihe wichtiger Ergebnisse(öffnet in neuem Fenster) erzielt. Neue genomische Überwachungsinstrumente ermöglichten eine besseren Verfolgung der Vielfalt, Entwicklung und Verbreitung von Viren. Eine Bioinformatik-Plattform namens Genome Detective(öffnet in neuem Fenster) in Kombination mit Sequenzierungstechnologie erstellt Profile von neu auftretenden Viren und identifiziert mögliche Übertragungswege. Diese Maßnahmen werden Europa in Zukunft bei einer schnelleren Reaktionsfähigkeit und der Entwicklung wirksamer Pflanzenschutzstrategien behilflich sein. Das Projekt lieferte zudem neue Erkenntnisse über die genetische Resistenz, die Biologie der Weißen Fliege und die Wechselwirkungen zwischen Pflanzenviren und Vektoren. Durch die Modellierung künftiger Klimawandelszenarien konnte die Projektforschung abschätzen, wie sich wärmere Temperaturen in Zukunft auf die Virusübertragung durch die Weiße Fliege auswirken könnten. All dies wird Europa dabei helfen, besser gegen Virusbedrohungen gewappnet zu sein. Die Fortführung des grenzüberschreitenden interdisziplinären Netzes(öffnet in neuem Fenster) stellt das dauerhafte Vermächtnis von VIRTIGATION dar. Hierdurch wird sichergestellt, dass Landwirtschafts- und Anbaubetriebe – die an vorderster Stelle entscheidend zur Umsetzung von Veränderungen beitragen – weiterhin in vielversprechende Pflanzenschutzentwicklungen einbezogen werden und diese mittragen.