Schutz für Saatgut wie beim Pfirsich

Den Kern nicht essen, der ist giftig: Das sagen Eltern ihren Kindern, ehe diese ihren ersten Pfirsich essen. Tats?chlich enthalten Pfirsichkerne, die sich in der nussartigen Schale verstecken, Amygdalin, eine Substanz, die im Magen in giftige Blaus?ure zerf?llt.

Doch Pfirsiche, Aprikosen oder Mandeln haben dieses Abwehrsystem nicht daf¨¹r entwickelt, um Kindern den Fr¨¹chtekonsum zu verg?llen. Die Natur hat es hervorgebracht, um die Pflanzensamen vor gefr?ssigen Insekten zu sch¨¹tzen.

Chemiker aus der Forschungsgruppe von Wendelin Stark an der ETH Z¨¹rich haben sich nun davon inspirieren lassen und das Abwehrsystem von Bittermandeln und Konsorten im Labor kopiert. Sie entwickelten f¨¹r Saatgut eine Beizung, die genauso wirksam ist und ?hnlich funktioniert wie das nat¨¹rliche Vorbild, die Keimung der Samen jedoch nicht beeintr?chtigt. Dar¨¹ber hinaus ist die Beizung biologisch abbaubar. Die entsprechende wissenschaftliche Publikation erschien soeben in der Fachzeitschrift ?Journal of Agricultural and Food Chemistry?.

Beim Knabbern entsteht Blaus?ure

Um die wirksamste Beize zu bestimmen, testeten die Forscher verschiedene Schichtfolgen. Am Ende entpuppte sich folgende Abfolge als die wirksamste: Sie besteht aus mehreren Schichten Polymilchs?ure (Polylactat, PLA), eine f¨¹r Mensch und Umwelt harmlose Substanz. Die innerste Schicht enth?lt ein Enzym. Dar¨¹ber liegt eine Schicht aus reiner Polymilchs?ure, dar¨¹ber zwei Schichten, in denen die Blaus?ure-Vorl?ufersubstanz Amygdalin eingebettet ist ¨C die gleiche Substanz, die auch in der Schale von Bittermandel-Samen steckt. Den Abschluss macht eine weitere Schicht reiner PLA.

Frisst sich nun eine Insektenlarve durch diese Schichten hindurch, setzt sie erst das Amygdalin frei, dann das Enzym. Die beiden Substanzen vermischen sich, das Enzym baut Amygdalin zu Blaus?ure (Cyanid) ab. Diese verdirbt der Insektenlarve den Appetit ¨C oder t?tet sie.

Test an Schadinsekten erfolgreich

Die Forschenden haben in Zusammenarbeit mit dem Julius K¨¹hn Institut in Berlin die Wirkung ihrer Beizung an mehreren Getreidesch?dlingen getestet. Gegen Larven des Mehlk?fers (Tenebrio molitor), der D?rrobstmotte (Plodia interpunctella) und des Getreidekapuziners (Rhizopertha dominica) wirkte das Bittermandel-Abwehrsystem sehr gut. Der Getreidekapuziner ist ein K?fer, der weltweit in Weizenspeichern grosse Sch?den anrichtet.

Auf gebeiztem Saatgut schl¨¹pften deutlich weniger erwachsene K?fer und Motten als auf unbehandeltem. Sie vermehrten sich weniger stark, auch wuchsen die Larven langsamer, weil sie weniger frassen.

Die Beschichtung hielt jedoch nicht alle Schadinsekten davon ab, an den Weizenk?rnern zu knabbern: Gegen den Getreider¨¹ssler (Sitophilus granarius) wirkte diese Beizung nicht. Diese Art von K?fer legt seine Eier nicht auf die K?rner, sondern bohrt sie in diese hinein und verschliesst das Bohrloch. Die Larven fressen das Weizenkorn dann von innen her auf. Dadurch kommen sie nicht mit der Beizung in Kontakt.

Die Forscher konnten ¨¹berdies mit Labor- und Feldversuchen zeigen, dass die Beize die Keimung der Weizenk?rner nicht st?rte. Im Labor keimten 98 Prozent der behandelten K?rner. Auf dem Acker keimten diese zwar etwas sp?ter als unbehandelte, und die Keimlinge entwickelten sich zu Beginn des Wachstums langsamer. Dieses anf?ngliche Defizit konnten die Weizenpfl?nzchen sp?ter jedoch aufholen.

M?glicher Ersatz f¨¹r Pestizide

?Wir haben aufgezeigt, dass diese neuartige Beizmethode funktioniert: Sie sch¨¹tzt die K?rner vor Insektenfrass, und die K?rner sind auf dem Acker brauchbar?, sagen die Autoren  der Studie, Carlos Mora und Jonas Halter. Die Beizung mit dieser Methode sei vom Verfahren her so einfach wie die mit Spritzmitteln. Auch ¨¹berstiegen die Kosten der neuen Methode die von Insektiziden nicht wesentlich.

Die ETH-Forscher sind davon ¨¹berzeugt, dass diese Art des Beizens auf das Saatgut anderer Nutzpflanzen ¨¹bertragen werden kann. ?Die Methode hat das Potenzial dazu, gewisse synthetische Pestizide zu ersetzen?, meint Carlos Mora. ?Die Beize ist nicht nur komplett biologisch abbaubar, sie sichert auch die Qualit?t des Saatguts bei der Lagerung.?