Eine neue Generation von Pflanzenschutzmitteln

07.07.2009: Herbizide, die beispielsweise in den Kohlenhydrat- und Stickstoffhaushalt eingreifen, schaden Pflanzen. Ihre Blätter bilden weniger Chlorophyll aus (Chlorose) oder das Blattgewebe stirbt ab (Nekrose). Die Folge: Die Pflanzen können keine Fotosynthese mehr betreiben und gehen ein. Neue Wirkstoffklassen zu identifizieren, die das Wachstum von ‚Unkräutern’ wirksam verhindern, ohne den Nutzpflanzen zu schaden, und die gleichzeitig eine bessere Umweltverträglichkeit zeigen als herkömmliche Produkte, ist eines der Forschungsziele in der Industrie. Dabei sind die Ergebnisse der Grundlagenforscher für die Industriekollegen nicht ganz uninteressant.

Mark Stitt vom Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie in Golm interessiert vor allem, welche Faktoren bestimmen, ob Pflanzen gut gedeihen. Zusammen mit seinen Kollegen vom Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben hat er mehr als 20.000 Pflanzen- Gene untersucht - ein wissenschaftlicher Kraftakt: "Wir haben die Antisense- Methode eingesetzt, weil sich dieses Verfahren automatisieren lässt und wir damit die Genaktivität durchschnittlich nur um das zwei- bis vierfache reduzieren", sagt Stitt. Anschließend haben die Wissenschaftler die Auswirkungen auf rund zwei Millionen Pflanzen untersucht.

Rund 80 Gene konnten sie identifizieren, die das Pflanzenwachstum maßgeblich beeinflussen, wenn sie teilweise gehemmt sind. Detaillierte Studien sollen helfen, die genaue Funktion dieser Gene zu verstehen und neue Kenntnisse zur Regulation des Pflanzenwachstums zu gewinnen. Einige von ihnen wurden inzwischen patentiert. Denn für die Herbizidforschung sind diese Befunde ebenfalls von besonderer Relevanz: Auf ihrem Weg in die Pflanze und an ihren Wirkort schalten auch Herbizide die Aktivität von Proteinen nicht vollständig aus. Mithilfe von großen Chemikalien-Bibliotheken testen Industrieforscher nun, wie gut neue Strukturklassen an diesen Targets wirken, und optimieren deren Wirkstärke.