de.wedoany.com-Bericht: Die brasilianische Agrarforschung des Umweltbereichs von Embrapa (Embrapa Meio Ambiente) hat herausgefunden, dass eine einfache Anpassung der Kulturbedingungen von Clonostachys rosea das biologische Bekämpfungspotenzial dieses Pilzes gegen Grauschimmel erhöhen kann. Grauschimmel, verursacht durch Botrytis cinerea, befällt über 200 Nutzpflanzenarten.
Das Forschungsteam änderte zwei Parameter in der Pilzkultur: die Luftzufuhr und das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff im Wachstumsmedium. Die Experimente zeigten, dass die Kontrolle dieser Bedingungen die Produktion von mikrobiellen Vermehrungseinheiten und widerstandsfähigen Strukturen steigern kann, die später zu biologischen Pflanzenschutzmitteln entwickelt werden können. Laut Forscher Gabriel Mascarin ist der durch Botrytis cinerea verursachte Grauschimmel eines der schwierigsten Probleme in der Landwirtschaft, da er nicht nur viele Pflanzenarten befällt, sondern sowohl auf dem Feld als auch nach der Ernte Schäden verursacht. Mascarin betont, dass Alternativen zum intensiven Einsatz chemischer Pestizide gesucht werden, darunter die Verwendung nützlicher Pilze wie Clonostachys rosea, die andere Schadpilze angreifen, die natürlichen Abwehrmechanismen der Pflanzen stimulieren und Substanzen produzieren, die Krankheitserreger hemmen.
Forscher Wagner Bettiol weist darauf hin, dass das Team untersuchte, wie die Belüftungsbedingungen in der Kultur und das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis die Produktion zweier wichtiger Pilzstrukturen beeinflussen: Konidien, die der Fortpflanzung dienen, und Mikrosklerotien, die unter widrigen Umweltbedingungen überleben können. Die Forscher variierten die Lufteinspeisung und verglichen verschiedene Nährstoffzusammensetzungen, um die Ausbeute jeder Struktur sowie die während des Pilzwachstums produzierten Stoffwechselverbindungen zu bewerten. Die Ergebnisse zeigten, dass eine höhere Sauerstoffversorgung die Ausbeute beider Strukturen signifikant steigerte, insbesondere der Mikrosklerotien. Bei guter Luftzirkulation begünstigte ein höheres Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis die Konidienproduktion; Mikrosklerotien traten nur in Medien mit niedrigerem Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis auf, und eine erhöhte Belüftung förderte ebenfalls die Bildung dieser widerstandsfähigen Strukturen.
Laut Forscherin Marcia Assalin könnte diese Entdeckung wichtige praktische Anwendungen haben. Das Team wandelte die verschiedenen vom Pilz produzierten Strukturen sowie die Kulturflüssigkeit in wasserlösliche kleine Partikel um und stellte daraus Applikationsformulierungen her, die herkömmlichen Agrochemikalien ähneln. Diese Materialien wurden an Kirschtomaten getestet, die dem Grauschimmelerreger ausgesetzt waren. Die Ergebnisse zeigten, dass alle bewerteten Pilzformulierungen die Krankheitsinzidenz senkten. Darüber hinaus identifizierte die chemische Analyse eine Klasse natürlicher Verbindungen namens Sorbicillinioide, die der Pilz während der Fermentation produziert. Diese Substanzen wirken antimykotisch und könnten teilweise die in den Tomatenversuchen beobachtete Schutzwirkung erklären.
Eine der größten Herausforderungen bei der Umwandlung biologischer Wirkstoffe in kommerzielle Produkte ist die Massenproduktion lebender Organismen mit stabiler Aktivität, Qualität und Effizienz. Die Studie zeigt, dass relativ einfache Anpassungen wie die Kontrolle der Sauerstoffzufuhr und der Nährstoffzusammensetzung des Mediums die Produktion des für eine bestimmte Anwendung am besten geeigneten Strukturtyps lenken können, was dazu beitragen könnte, die Kosten für die zukünftige industrielle Entwicklung zu senken. Die Forscher blieben nicht bei Labortests stehen, sondern wandelten die produzierten Materialien in praktische landwirtschaftliche Anwendungsrezepturen um und machten damit einen Schritt in Richtung praktischer Umsetzung der Technologie.
Experten betonen jedoch, dass vor einer großflächigen Einführung noch mehrere Schritte erforderlich sind, darunter die industrielle Skalierung des Fermentationsprozesses, Validierungen in Gewächshäusern und auf kommerziellen Feldern, Tests unter verschiedenen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen, Studien zur Produktlagerung und Haltbarkeit, Lebensmittelsicherheitsanalysen sowie Kosten- und Leistungsvergleiche mit bestehenden Lösungen. Laut Professor Nilce Kobori vom Universitätszentrum Jaguariúna (UniFaj) könnte die Technologie, wenn kommerzielle Tests die Ergebnisse bestätigen, die Abhängigkeit von synthetischen Fungiziden bei anfälligen Früchten wie Tomaten, Erdbeeren, Kirschen und Weintrauben während des Transports und der Lagerung verringern. Die Forscher weisen auch darauf hin, dass die Kombination von lebenden Pilzstrukturen mit natürlichen antimykotischen Verbindungen eine duale Bekämpfungsstrategie darstellen könnte, die die Kontrolleffizienz steigert.
Die Studie belegt, dass die Steuerung der Belüftung und des Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnisses in der Submerskultur von Clonostachys rosea die Ausbeute nützlicher Vermehrungseinheiten vorhersagbar verändern kann und dass diese Materialien zusammen mit den Kulturmetaboliten in experimentellen Tests die Inzidenz von Grauschimmel an Kirschtomaten wirksam senkten. Die Forschung beschleunigt den Transfer von wissenschaftlichen Ergebnissen in die praktische Anwendung, doch die anschließende industrielle Skalierung, Sicherheitstests und Validierungen unter kommerziellen Bedingungen bleiben notwendige Schritte.
