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Donnerstag, 19.10.2017
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DNA-Sonde entlarvt krankes Saatgut

Neue Methode könnte Ernteschäden minimieren

Ein neues Frühwarnsystem für Krankheitserreger im Saatgut haben jetzt Wissenschaftler der Universität Hohenheim entwickelt. Mithilfe den DNA-Sonden können sie Pilze und andere Pflanzenschädlinge, die zum Teil zu massiven Ernteausfällen führen, schneller und präziser aufspüren als bisher möglich.
Aussaat von Getreide

Aussaat von Getreide

Die Uhr tickt. Es sind nicht nur die üblichen Verdächtigen, die Europas Agrarbranche den Nerv rauben. Mit fortschreitender Globalisierung der Warenströme verbreiten sich auf dem alten Kontinent unbekannte und aggressive Mikroorganismen. Die Größe dieser mikroskopisch kleinen Pilze steht in extremem Widerspruch zu Ihrer Gefährlichkeit. Bereits ein Erreger auf tausend Samen kann eine ganze Bepflanzung infizieren. Besonders im Gewächshaus sind diese Folgen dramatisch. Vergleichbar einem vollbesetzten Bus mit Klimaanlage an einem nassen Wintertag, vermehren sich die Organismen rasend schnell.

Mit der absehbaren Umstellung auf den produktiveren erdlosen Anbau wächst diese Gefahr noch. Der massive Einsatz von Pflanzenschutzmitteln in der Landwirtschaft führte bislang dazu, dass die Erreger noch schneller mutieren und anpassungsfähiger werden. Ein Wettlauf, der nur an der Wurzel zu gewinnen ist.

Neues Testverfahren präzise und schnell


Bisher war es nicht möglich, die Erreger in diesen geringen Mengen bereits im Saatgut nachzuweisen. Erkennbar wurde die Krankheit erst bei der wachsenden Pflanze. Zu diesem späten Zeitpunkt sind Ernteausfälle mit verheerenden finanziellen Folgen kaum mehr zu verhindern. Ein Beispiel: So hat verseuchtes Saatgut in Italien, Schweiz und in Deutschland zu erheblichen Ernteeinbusen im Basilikumanbau geführt.


Die Biologen Marco Thines und Frank Brändle von der Universität Hohenheim haben den Kampf gegen diese bedrohliche Entwicklung aufgenommen. Die jungen Wissenschaftler entwickeln Sonden, die in der Lage sind, infiziertes Saatgut zu entlarven.

Dabei gehen die Forscher zweistufig vor: Entdeckt ein Züchter krankhafte Veränderungen an seinen Pflanzen, schickt er das schuldige Saatgut ins Labor. Dort erstellen die beiden Wissenschaftler mittels einer vergleichenden DNA-Analyse mit gesundem Saatgut ein Täterprofil des Erregers. Ist der genetische Fingerabdruck identifiziert, entwickeln die Forscher einen molekularen Marker, auch Sonde genannt, der den Erreger in zukünftigen Analysen enttarnt. "Und das mit einer Genauigkeit, die um das 100-Fache höher ist, als bisherige Testverfahren", so Marco Thines.

Soll nun verdächtiges Saatgut auf diesen Erreger untersucht werden, identifiziert die Sonde die DNA des Schädlings durch eine molekularbiologische Reaktion, deren Ergebnis als Fluoreszenzsignal sichtbar wird.

Ähnliche Methode bereits beim Menschen im Einsatz


Ein ähnliches Verfahren wird bereits beim Menschen angewandt, beispielsweise bei der Frühdiagnose von Infektionskrankheiten wie Herpes. Doch war eine Anwendung des Verfahrens auf Grund der komplexen Zellstruktur bei Pflanzen bisher unmöglich. Die Marktchancen dieses Verfahrens, so Thines und Brändle, seien riesig.

Nicht nur die Agrarindustrie habe ein großes Interesse an der Bekämpfung der zerstörerischen Mikroorganismen, sondern auch EU-Kontrollorgane, die sich zahlreichen Einfuhranträgen von ausländischem Saatgut gegenüber sehen. Bislang fehlten den Prüfern die Möglichkeiten, den Import zu überwachen und infiziertem Saatgut den Zutritt zu verweigern. "Jetzt können wir unseren Kunden bereits nach vier Tagen sagen, ob ihr Saatgut betroffen ist", so Frank Brändle.
(idw - Universität Hohenheim, 16.02.2006 - DLO)
 
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