Forscher impften Rapspflanzen mit einem Pilz, der für seine Fähigkeit bekannt ist, Schädlinge zu bekämpfen. Die Nutzung der Beziehung zwischen nützlichen Pilzen und Nutzpflanzen könnte eine neue Ära der Landwirtschaft einläuten, die Stressresistenz der Pflanzen verbessern und die ökologischen Auswirkungen konventioneller/chemischer Pestizide minimieren.
Eine von Forschern der Universität Turku in Finnland durchgeführte Studie zeigt, dass ein Pilz, der normalerweise in der Wildnis wächst und Insekten tötet, erfolgreich in Rapspflanzen eingeimpft werden kann und innerhalb dieser eine einzigartige symbiotische Beziehung eingeht. Die Entdeckung ist ein Schritt in Richtung einer nachhaltigen Landwirtschaft der Zukunft, mit großem Potenzial, die Kraft nützlicher Pilze zu nutzen, um den Pflanzenschutz und die Produktivität zu verbessern.
Die Forscher verwendeten einen Pilz, Beauveria bassiana, der für seine Fähigkeit bekannt ist, Schädlinge zu bekämpfen. Es wird oft als Biopestizid verwendet und auf die Blätter von Nutzpflanzen gesprüht. Diese Biopestizide werden weltweit eingesetzt, ihre Schwäche besteht jedoch darin, dass sie durch ultraviolettes Licht leicht abgebaut werden. Dies veranlasste die Forscher, einen alternativen Ansatz zu erforschen, bei dem sie den Pilz auf Rapspflanzen inokulierten, um eine einzigartige symbiotische Beziehung zu kultivieren.
„Wir haben die Reise begonnen, um das Potenzial von Beauveriabassiana im Pflanzenschutz zu entdecken, da es möglicherweise endogen in Pflanzengeweben vorkommt“, erklärt Hauptautorin der Studie Anne Muola, Dozentin an der Biodiversitätsforschungseinheit der Universität Turku.
Die Bedeutung einer symbiotischen Beziehung
Forschern ist ein Durchbruch gelungen, indem sie eine endogene Beziehung zwischen Pilzen und Rapspflanzen nachgewiesen haben. Das Wachstum von Pilzen in Pflanzengeweben führt zu einem deutlichen Anstieg der Biosynthese von Flavonoiden, Verbindungen, die vielfältige pflanzliche Vorteile haben, darunter auch antioxidative Eigenschaften.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Interaktion zwischen Pilzen und Pflanzen eine positive Reaktion auslöst, nämlich eine Steigerung der Metabolitenproduktion, und nicht eine Abwehrreaktion gegen den Pilzeindringling“, sagte der Hauptautor der Studie, Benjamin Fuchs, Fakultätsforscher an der Biodiversitätsforschungseinheit der Universität Turku.
Im Mittelpunkt der Ergebnisse standen die von der Rapspflanze produzierten Flavonoide, die für ihre antioxidativen Eigenschaften sowie für ihre Rolle beim UV-Schutz, der Blütenpigmentierung und der Abschreckung von Pflanzenfressern bekannt sind. Als nächstes wollen die Forscher herausfinden, wie stark dieser spezielle Pilz die Fähigkeit einer Pflanze, Umweltstress zu widerstehen, und welche Auswirkungen er auf die Erntequalität hat.
„Unsere Forschung ist vielversprechend für eine nachhaltige Landwirtschaft. Indem wir die symbiotische Beziehung zwischen nützlichen Mikroorganismen und Nutzpflanzen nutzen, läuten wir eine neue Ära landwirtschaftlicher Praktiken ein, die die Abhängigkeit von chemischen Pestiziden verringert“, sagte Fox.
Die Forscher glauben, dass kooperative Beziehungen zwischen Organismen wie die in dieser Studie offenbarte einen Einblick in die Zukunft der Landwirtschaft bieten, in der Gesellschaften danach streben, die Nahrungsmittelversorgung sicherzustellen und gleichzeitig ihren ökologischen Fußabdruck zu minimieren.
„Mit zunehmendem Bewusstsein für die Rolle von Mikroorganismen für die Pflanzengesundheit und fortschrittlichen biotechnologischen Ansätzen sind die Voraussetzungen für innovative Ansätze geschaffen, um die Stressresistenz und -qualität von Pflanzen auf intelligente und nachhaltige Weise zu optimieren“, bemerkte Fox.
Die Forschung ist Teil des EcoStack-Projekts des Horizon Europe-Programms der Europäischen Union. Der Forschungsartikel wurde in der renommierten Fachzeitschrift Pest Management Science veröffentlicht.