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Weniger Pestizide dank neuer Technik?

Sara Avesani forscht an einer Methode, mit der man Weinreben vor Krankheiten schützen kann – ganz ohne schädliche Chemie.

Pflanzen können miteinander sprechen. Zwar nicht so, wie wir uns das vorstellen. Doch lassen sie bei Gefahr Duftstoffe aus, mit denen sie ihre grünen Nachbarn warnen. Wie diese Kommunikation der Landwirtschaft dienen kann, erforscht die Doktorandin Sara Avesani in einem Projekt der Universität Trient in Zusammenarbeit mit dem Versuchszentrum Laimburg. Beim Science-Slam am 27. Oktober im NOI Techpark wird die junge Wissenschaftlerin mit der Präsentation ihrer Forschungsergebnisse gegen ihre Kolleginnen und Kollegen antreten.

Du hast Biotechnologie in Verona studiert und dich dabei auf die Landwirtschaft, insbesondere den Weinbau, spezialisiert. Woher kommt dieses Interesse?
Das Interesse kommt durch meine Herkunft: Ich habe bei meinen Eltern auf dem Land gelebt, wo sie Weinreben besitzen. Von klein auf habe ich deshalb eine Leidenschaft für den Weinbau entwickelt. Schon nach meinem Masterstudium habe ich in einer Weinkellerei bei Qualitätsanalysen mitgearbeitet. Für mich war es daher besonders schön, im Rahmen meines Doktorats weiter in diesem Bereich zu bleiben.

Womit beschäftigst du dich in deiner Forschung?
Ich will den Mechanismus verstehen, mit dem Pflanzen sich vor Krankheiten schützen. Da ich mit der Weinrebe arbeite, beschäftigt mich vor allem die Krankheit, die diese Pflanze in unseren Breitengraden vor allem betrifft: die Peronospora. Einige Rebsorten sind immun gegen den Erreger, andere hingegen sehr anfällig. In früheren Untersuchungen hat man herausgefunden, dass die resistenten Pflanzen bestimmte Duftmoleküle in viel größeren Mengen freisetzen, als die anfälligen. Ich versuche nun herauszufinden, ob die kranken Pflanzen, wenn sie diese Duftmoleküle der gesunden Reben empfangen, ebenso eine Resistenz gegen den Krankheitserreger entwickeln.

Gab es schon erste Resultate?
Ich konnte bereits zeigen, dass die Krankheitssymptome der Pflanze nach Kontakt mit den Molekülen von resistenten Reben erheblich vermindert oder sogar ganz unterdrückt werden.

Wie sorgt ihr dafür, dass diese Moleküle an die anfälligeren Pflanzen gelangen?
Wir geben eine definierte Menge dieser Moleküle in eine Flüssigkeit, in die wir anschließend ein Stück Papier tunken. Dieses Papier geben wir dann in einen Behälter, in dem sich auch ein Rebblatt befindet. Die Moleküle werden vom Papier in die Luft innerhalb dieses Behälters freigesetzt und treffen daher auf das Blatt.

Experiment mit vielen kleinen sogenannte Petrischalen, in denen Blattscheiben liegen. Der Duftstoff wurde konzentriert in flüssiger Form auf dem Papier aufgetragen.

Bild: Sara Avesani
Wie kann diese Methode auf den Feldern genutzt werden?
Diese Moleküle in der Praxis als Krankheitsschutz zu nutzen ist im Moment noch futuristisch, denn es gibt noch einiges zu verstehen. Ein Ansatz, wie diese Methode in Zukunft eingesetzt werden kann, ist folgende: Man schließt die Pflanzen in auflösbare Kapseln, in denen sich diese Moleküle befinden. Wenn es regnet, schmelzen die Kapseln, die Duftsignale werden freigelassen. Gerade wenn es regnet schlägt der Krankheitserreger am meisten zu. Die Erwartung ist, dass diese Moleküle auf die Blätter treffen und dadurch eine Resistenz entwickeln.

 

Ihr habt aber noch einen zweiten Ansatz, bei dem die Fähigkeit der Pflanzen miteinander zu kommunizieren eine Rolle spielt.
Genau. Eine weitere Methode könnte sein, resistente und nicht resistente Pflanzen im selben Feld zu setzen. Kommt die resistente Rebe dann mit dem Krankheitserreger in Kontakt, lässt sie Signale frei, die die nicht-resistente Pflanze vor der Gefahr warnen. Diese kann daher rechtzeitig einen Schutzmechanismus gegen den Krankheitserreger aktivieren.

Die natürlichen Abwehrmechanismen der resistenten Pflanzen zu nutzen ist wichtig, um auch weniger resistente Reben vor Krankheiten zu schützen. Das erhöht sicherlich den Ertrag der Weinrebe und ist wirtschaftlich daher erstrebenswert. Welche Vorteile bringt diese Forschung in der Praxis noch?
Dieses Projekt ist Teil einer größeren Studie, die nach Möglichkeiten sucht, den Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitteln in der Landwirtschaft zu reduzieren. Pestizide können negative Auswirkungen auf die Gesundheit der Menschen und die Umwelt haben. Wenn wir die natürlichen Abwehrmechanismen der Pflanze als Schutz zu nutzen lernen, können wir den Pestizideinsatz stark reduzieren. Und das wäre ein wichtiger Schritt.

Forscherin Sara Avesani mit unserer Autorin Julia Tappeiner (rechts im Bild) beim Interviewtermin

Bild: Fanni Fazekas

 

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Science Slam

Wissenschaft kann cool sein und Spaß machen. Diesen Beweis treten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beim Science Slam an, der erstmals in Bozen ausgetragen wird. An drei Abenden (20., 27. und 28. Oktober) gehört ihnen für jeweils zehn Minuten die Bühne, am Ende stimmt das Publikum über ihre Performance ab. BARFUSS stellt in dieser Reihe vorab drei dieser Wissenschaftler*innen und deren Forschungsfelder vor.

 

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