Cleverer Saatgut-Schutzmantel entwickelt

Mehrere Schichten Polylactat umgeben ein Weizenkorn. In der innersten Schicht ist ein Enzym eingebettet. Die mittleren Schichten enthalten Amygdalin. Setzt ein fressendes Insekt die Substanzen frei, baut das Enzym Amygdalin zu Blausäure ab. Diese schwächt oder tötet die Insektenlarven. (Grafik: ETH Zürich)

Zerlöchert und zernagt: Wenn Saatgut von Mehlkäfern, Dörrobstmotten oder Getreidekapuzinern befallen ist, schaut`s schlecht aus mit dem erhofften Keimerfolg auf dem Acker. Nun haben Schweizer Forscher ein neues Konzept zum Schutz des Saatguts entwickelt: Sie verpassen den Körnern eine raffiniert geschichtete Hülle, die knabbernden Schädlingen den Appetit verdirbt. Bei diesem Beiz-Verfahren kopierten sie das natürliche Blausäure-Abwehrsystem von Pfirsich und Bittermandel.

"Den Pfirsichkern bitte nicht essen!" Dieser Ratschlag macht Sinn, denn Pfirsichkerne enthalten Amygdalin, eine Substanz, die im Magen in giftige Blausäure zerfällt. Es handelt sich um ein natürliches Schutzsystem, das den Samen vor gefräßigen Insekten schützen soll. Von diesem Konzept haben sich nun Forscher der ETH Zürich inspirieren lassen: Sie haben das biologisch abbaubare Abwehrsystem von Pfirsich und Bittermandel auf andere Samen übertragen.

Erst beim Knabbern wird die Keule freigesetzt

Den Samenkörnern einfach eine Schicht Blausäure zu verpassen, war nicht möglich. Aus chemischen Gründen musste es sich um ein Schichtsystem handeln, das erst bei Fraßschäden die Giftkeule auspackt. Die innerste Schicht enthält dabei ein Enzym. Darüber liegt eine Schicht aus reiner Polymilchsäure, darüber zwei Schichten, in denen die Blausäure-Vorläufersubstanz Amygdalin eingebettet ist. Den Abschluss macht eine weitere Schicht von Polymilchsäure. Frisst sich nun eine Insektenlarve durch diese Schichten hindurch, setzt sie erst das Amygdalin frei und dann später das Enzym. Wenn sich die beiden Substanzen dadurch vermischen, baut das Enzym Amygdalin zu Blausäure (Cyanid) ab und der Abwehr-Effekt entsteht: Die Substanz verdirbt der Insektenlarve den Appetit oder tötet sie sogar, erklären die Forscher.

Doch wirkt diese System denn auch tatsächlich? Die Forscher haben in Zusammenarbeit mit dem Julius Kühn Institut in Berlin die Wirkung ihrer Beizung an mehreren Getreideschädlingen getestet: Gegen Larven des Mehlkäfers (Tenebrio molitor), der Dörrobstmotte (Plodia interpunctella) und des Getreidekapuziners (Rhizopertha dominica) wirkte das Bittermandel-Abwehrsystem den Ergebnissen zufolge sehr gut. Auf gebeiztem Saatgut schlüpften deutlich weniger erwachsene Käfer und Motten als auf unbehandeltem.
Die Forscher konnten außerdem durch Labor- und Feldversuche zeigen, dass die Beize die Keimung der Weizenkörner nicht stört. Im Labor keimten 98 Prozent der behandelten Körner.

Alternative zu synthetischen Pestiziden

Es gibt nur einen Minuspunkt: Das System wirkt leider nicht gegen den Getreiderüssler (Sitophilus granarius). Wie sein Name schon vermuten lässt, bohrt dieser Käfer mit seinem Rüssel Löcher in Körner und legt seine Eier im Innern ab. Die Larven fressen das Weizenkorn dann von innen her auf. Dadurch kommen sie nicht mit der Beizung in Kontakt. Abgesehen von diesem speziellen Schlingel hat sich das Konzept aber als sehr erfolgversprechend gezeigt.

Die Beizung mit dieser Methode sei vom Verfahren her so einfach wie die mit Spritzmitteln, sagen die Forscher. Auch überstiegen die Kosten der neuen Methode die von Insektiziden nicht wesentlich. Die ETH-Forscher sind davon überzeugt, dass diese Art des Beizens auch auf das Saatgut anderer Nutzpflanzen übertragen werden kann. "Die Methode hat das Potenzial dazu, gewisse synthetische Pestizide zu ersetzen", ist Co-Autor Carlos Mora überzeugt.

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