Universitas Friburgensis juin 2004
Neue Formen der Schädlingsbekämpfung im Weinbau
   
 

Die Graufäule verursacht Schäden in Milliardenhöhe. Freiburger Biologen lehren dem gefrässigen Schimmelpilz, auf dessen Speiseplan über 250 Pflanzenarten stehen, das Fürchten.

Von Florian Fisch

Was sind Erdbeeren doch für köstliche Früchte. Mit etwas Rahm garniert, schmecken sie ausgezeichnet zum Dessert. Tischt man die Delikatessen aber nicht umgehend auf, so werden sie an feuchten Stellen schnell einmal grau, und schon sehen sie nicht mehr so appetitlich aus. Der Grund heisst Graufäule, ein Schimmelpilz, der von den Biologen Botrytis cinerea genannt wird. Die Gemüse- und Obstbauern kennen ihn gut, macht er sich doch über fast alles her, was er gerade vor- findet. Dieser Pilz schafft es, sämtliche Abwehrmechanismen der betroffenen Pflanzen zu umgehen. Er tötet einen Teil ihrer Blätter oder Früchte ab und verdaut dann die sterblichen Überreste. Besonders in feuchten Jahren kann der Pilz grosse Ernteverluste zur Folge haben, laut Schätzungen verursacht er weltweit Schäden von über 10 Mrd. Euro jährlich.

Ein raffinierter Allesfresser

Der Schädling kann über 250 Pflanzenarten befallen. Sehr zum Leidwesen der Weinbauern liebt er auch Weintrauben über alles. Um ihre Reben zu schützen und die Ernte zu retten, bekämpfen sie den Pilz mit synthetischen Fungiziden und mit Kupferund Schwefelpräparaten. Solche Pilzbekämpfungsmittel werden nur langsam oder gar nicht abgebaut, worauf sie sich im Boden, im Wasser und in den Lebewesen ablagern. Der wiederholte Einsatz der Mittel macht die Pilze resistent.
Professor Jean-Pierre Métraux und seine Forschungsgruppe, die sich mit dem Widerstand von Pflanzen gegenüber Krankheiten wie der Graufäule befasst, suchen nach Alternativen bei der Pilzbekämpfung. Die Gruppe beteiligt sich mit ihrem Weinrebe- Projekt an einem nationalen Forschungsschwerpunkt des Schweizerischen Nationalfonds zum Thema «Überlebenserfolg von Pflanzen in naturnahen und landwirtschaftlichen Ökosystemen».
Den Forschern in Prof. Métraux’ Labor war bekannt, dass sich die Sporen der Graufäule auf Blättern entwickeln und dort Oxalsäure absondern. Andere Wissenschaftler fanden Hinweise, dass diese Säure das pflanzliche Abwehrsystem durcheinander bringt. Prof. Métraux und seine Gruppe fragten sich: «Was passiert, wenn man diese Oxalsäure entfernt?» Dem Pilz würde so eine Waffe weggenommen, wodurch er um einiges schwächer werden sollte. Man weiss heute, dass unglaublich viele bekannte und unbekannte Bakterien existieren, die sich von einer Vielzahl unterschiedlicher Stoffe ernähren. Für die Gruppe lag es daher nahe, dass es auch Bakterien gibt, die Oxalsäure fressen. Die Biologen entnahmen an verschiedenen Orten Proben von Böden und Wurzeloberflächen. Um aus der Vielzahl von Bakterienarten, die sich in solchen Proben befinden, diejenigen ausfindig zu machen, welche Oxalsäure wegfressen, ist ein ganz simples Verfahren gewählt worden: Man tischt der bunten Bakterienschar ausschliesslich Oxalsäure auf. Über kurz oder lang bleiben nur noch Bakterien übrig, die sich ausschliesslich von Oxalsäure ernähren können. In einem nächsten Schritt hat die Gruppe von einem anderen Labor sicherstellen lassen müssen, dass die entdeckten Bakterienstämme nicht gesundheitsschädlich sind.

Erste viel versprechende Erfolge

Als das gesichert war, mussten die Forscher testen, ob die neu entdeckten Bakterienstämme wirklich die Oxalsäure des Graufäulepilzes wegfressen und ob der Pilz dadurch wirklich daran gehindert wird, die Pflanzen zu schädigen. Dazu machte die Gruppe zuerst im Labor Versuche mit verschiedenen Pflanzen, die sie mit einer Bakteriensuspension besprühte. Prof. Métraux bestätigt: «Bei Gurken, Tomaten, Arabidopsis (eine Standard-Versuchspflanze im Labor) und auch bei der Rebe konnte man zeigen, dass die Behandlung einen Effekt hat». Sie waren dadurch weniger anfällig auf den Pilzbefall als die nicht behandelten.
Was im Labor klappt, führt in freier Natur nicht immer zum Ziel, denn die Bedingungen sind unter Umständen ganz anders. Die Witterungsverhältnisse können einen Einfluss haben, oder andere Mikroben, die sich auch auf der Blattoberfläche tummeln, können als Spielverderber auftreten. Für Freilandversuche kann die Gruppe auf ein Netz von eidgenössischen Forschungsanstalten zählen (s. Kasten). In dem Fall suchten sie die landwirtschaftliche Forschungsanstalt in Changins (bei Nyon) auf, um dort im Sommer 2003 mit Reben einen Versuch zu machen.
Wir erinnern uns noch an den letzten Sommer mit seiner extremen Trockenheit. Pilze, auch die Graufäule, mögen es aber lieber feucht. So gab es im vergangenen Jahr wenig Pilze und wenn es wenig Pilze gibt, dann kann man auch nur eine geringe Wirkung des Bekämpfungsmittels sehen. Zudem ist es aufschlussreicher, das Mittel in so nassen Bedingungen zu testen, in denen es dann auch zum Einsatz kommen sollte. Trotzdem stimmen die bei Trockenheit erhaltenen Resultate die Forscher positiv.

Die Tücken von der Forschung zur Anwendung

In der Forschung kann man improvisieren, basteln und ausprobieren. Der Weinbauer aber hat andere Sorgen. «Die Applikation darf nicht viel komplizierter sein als bei üblichen Pflanzenschutzmitteln », erklärt Prof. Métraux. Bevor die Methode zum Einsatz kommt, muss deshalb noch einiges optimiert werden. Prof. Métraux meint, dass dies die Kompetenzen eines Biologieforschungslabors übersteigt. Er könnte sich aber gut vorstellen, dass Firmen, die ähnliche Produkte vermarkten, sein Produkt weiterentwickeln wollen (s. Kasten). Zur Weiterentwicklung erklärt er: «Zum Beispiel müssten die Bakterienstämme durch gezielte Auslesevorgänge verbessert werden». Danach könnten sie noch mehr von der Oxalsäure fressen oder sich besser gegen andere Organismen auf der Blattoberfläche behaupten. Die Herstellung in grossen Mengen und die Lagerung müssen noch getestet werden. Das Labor wird sich in Zukunft eher darum kümmern, die für den Oxalsäureabbau verantwortlichen Gene in den Bakterien zu finden. Damit könnten sie dann andere Mikroorganismen mit denselben Eigenschaften gezielt suchen. Die Forscher versuchen auch, das Gen direkt in das Genom der Rebe einzubauen, damit diese die Oxalsäure selber abbauen würde. Prof. Métraux weiss, dass er dafür im Moment keine Unterstützung in einer breiten Öffentlichkeit findet. Er vertraut aber darauf, dass durch eine sachlichere Diskussion die Akzeptanz der Gentechnologie wieder steigen wird.

Link: www.unifr.ch/plantbio/new/jpm/jpm.html


Des bactéries pour sauver les vignes

La pourriture grise (Botrytis cinerea), qui s’attaque à plus de 250 plantes sur la planète, provoque des dégâts estimés à plus de 10 milliards d’euros. Des biologistes de l’Université de Fribourg ont décidé de s’attaquer à ce fléau en cultivant une bactérie particulièrement gloutonne. Cette dernière est en effet capable d’ingurgiter l’acide oxalique sécrété par le champignon, un acide qui détruit le système immunitaire des plantes. L’équipe du Prof. Jean-Pierre Métraux travaille en collaboration avec des vignerons qui doivent faire face aux désastres de la pourriture grise. Les premiers tests effectués sur leurs vignes sont positifs, mais il faut encore trouver des méthodes d’application plus simples et tester la production des bactéries à plus grande échelle. Des firmes spécialisées dans les pesticides devront ensuite se charger de la commercialisation du produit. Les biologistes souhaitent pour leur part se concentrer sur l’étude du gène responsable de la désintégration de l’acide oxalique.


Réseau:
Pour lutter contre la pourriture grise, le groupe de Jean-Pierre Métraux, connecté à un réseau d’universités, est également en contact avec les vignerons à travers les instituts de recherche.


Forschungsanstalten
Neben den Unis und Eidgenössischen Technischen Hochschulen gibt es in der Schweiz eine Reihe von öffentlichen und privaten Forschungsanstalten. Diese sind häufig stark praxisorientiert. Die Hochschulen können von der Erfahrung und der Infrastruktur solcher Institutionen profitieren. Das Labor von Prof. Métraux hat in der Vergangenheit bei der eidgenössischen landwirtschaftlichen Forschungsanstalt von Changins (bei Nyon) Freilandversuche mit Reben durchgeführt.


Bezug zur Praxis
Prof. Métraux hält es für wichtig, dass sich die Forschung an der Uni primär auf das Erarbeiten solider Grundlagen konzentriert. Die Gründung von Unternehmen aus dem Umfeld der Universität (genannt «Spinn-offs») sei zwar gut, dürfe aber nicht zur Hauptaufgabe eines Professors gehören. Für den Fall der Oxalsäure fressenden Bakterien sollen Firmen mit Erfahrung im Bereich der Schädlingsbekämpfung diese Aufgabe übernehmen. Die landwirtschaftliche Forschungsanstalt in Changin und Weinbauorganisationen im Wallis und in Frankreich ermöglichen den Kontakt mit Interessenten. Es wird auf jeden Fall noch einige Zeit vergehen, bis der Weinbauer etwas von diesen Entdeckungen spürt.

 

 

 

 

 
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2004-07-02 by nf