Forscher impften Rapspflanzen mit einer Pilzart, die für ihre Fähigkeit bekannt ist, Schadinsekten zu bekämpfen. Die Nutzung der Beziehung zwischen nützlichen Pilzen und Nutzpflanzen könnte eine neue Ära der Landwirtschaft einleiten, in der die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen verbessert und der ökologische Fußabdruck traditioneller/chemischer Pestizide minimiert wird.
Die von Forschern der Universität Turku in Finnland durchgeführte Studie hat gezeigt, dass eine Pilzart, die normalerweise in der Wildnis wächst und Insekten tötet, erfolgreich in Rapspflanzen geimpft werden kann, wo sie eine einzigartige symbiotische Beziehung fördert. Die Entdeckung ist ein Schritt in Richtung einer Zukunft der nachhaltigen Landwirtschaft, für die die Nutzung der Kraft nützlicher Pilze zur Verbesserung des Pflanzenschutzes und der Produktivität großes Potenzial birgt.
Die Forscher verwendeten Beauveria bassiana, eine Pilzart, die für ihre Fähigkeit bekannt ist, Schädlinge zu bekämpfen. Es wird üblicherweise als Biopestizid verwendet, das auf die Blätter von Nutzpflanzen gesprüht wird. Diese Biopestizide werden auf der ganzen Welt eingesetzt, ihre Schwäche liegt jedoch in ihrer Anfälligkeit für den Abbau durch UV-Strahlung. Dies veranlasste die Forscher, einen alternativen Ansatz zu erforschen, bei dem sie Rapspflanzen mit dem Pilz inokulierten, um eine einzigartige symbiotische Beziehung zu fördern.
Die Studie ist Teil des EcoStack-Projekts im EU-Programm Horizon Europe. Der Forschungsartikel wurde veröffentlicht in Schädlingsbekämpfungswissenschaft.
„Wir haben uns auf die Reise gemacht, um das Potenzial von Beauveria bassiana im Pflanzenschutz auszuschöpfen, während es möglicherweise endophytisch im Pflanzengewebe lebt. Auf diese Weise wollten wir einen natürlichen Abwehrmechanismus gegen Schädlinge schaffen“, erklärt der Erstautor der Studie. Dozentin Anne Muola von der Biodiversitätsabteilung der Universität Turku.
Eine erfolgreiche Symbiose führte zu einer Steigerung der Flavonoid-Biosynthese
Den Forschern gelang ein Durchbruch, indem sie eine endophytische Beziehung zwischen dem Pilz und Ölsaatenpflanzen herstellten. Das Wachstum des Pilzes im Pflanzengewebe löste einen bemerkenswerten Anstieg der Flavonoid-Biosynthese und von Verbindungen aus, die für zahlreiche pflanzliche Vorteile, einschließlich antioxidativer Eigenschaften, bekannt sind.
„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Interaktion zwischen dem Pilz und der Pflanze eine positive Reaktion in Form einer verstärkten Metabolitenproduktion auslöste und nicht eine Abwehrreaktion gegen den Pilzeindringling“, erklärt der Hauptautor der Studie, Academy Research Fellow Benjamin Fuchs von der Akademie Abteilung für Biodiversität der Universität Turku.
Flavonoide, die von der Rapspflanze produziert werden und für ihre antioxidativen Eigenschaften und ihre Rolle beim UV-Schutz, der Blütenpigmentierung und der Abschreckung von Pflanzenfressern bekannt sind, standen im Mittelpunkt der Studienergebnisse. Als nächstes wollen die Forscher herausfinden, welchen Einfluss dieser spezielle Pilz auf die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegenüber Umweltstressoren hat und wie er sich auf die Erntequalität auswirkt.
Der Einsatz von Mikroben in der Landwirtschaft kann die Abhängigkeit von chemischen Pestiziden verringern
„Unsere Studie ist vielversprechend für eine nachhaltige Landwirtschaft. Indem wir die Symbiose zwischen nützlichen Mikroben und Nutzpflanzen nutzen, läuten wir eine neue Ära landwirtschaftlicher Praktiken ein, die die Abhängigkeit von chemischen Pestiziden verringert“, sagt Fuchs.
Den Forschern zufolge bieten Partnerschaften zwischen Organismen wie die in dieser Studie enthüllte einen Einblick in die Zukunft der Landwirtschaft, in der die Gesellschaft bestrebt ist, ihre Nahrungsmittelversorgung zu sichern und gleichzeitig den ökologischen Fußabdruck zu minimieren.
„Mit der zunehmenden Anerkennung der Rolle von Mikroben für die Pflanzengesundheit und den verfügbaren fortschrittlichen biotechnologischen Werkzeugen sind die Voraussetzungen für innovative Ansätze geschaffen, um die Widerstandsfähigkeit und Qualität von Nutzpflanzen auf einem intelligenten und nachhaltigen Weg zu optimieren“, bemerkt Fuchs.
Mehr Informationen:
Anne Muola et al., Endophytische Beauveria bassiana induziert die Biosynthese von Flavonoiden in Ölraps sowohl nach Samenimpfung als auch nach natürlicher Besiedlung, Schädlingsbekämpfungswissenschaft (2023). DOI: 10.1002/ps.7672