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14.12.06 Mittel gegen Pflanzenparasit Cuscuta entwickelt

Der grüne Teufel ist besiegt

Forscher der TU Darmstadt entwickeln Mittel gegen teuflischen Pflanzen-Parasiten Cuscuta, in Deutschland bekannt als "Teufelszwirn".

Pflanzenwissenschaftler der Technischen Universität Darmstadt haben nach jahrelanger Forschung eine Substanz entwickelt, die Pflanzen, die vom sogenannten Teufelszwirn befallen sind, wirksam heilt und den aggressiven Parasiten zurückdrängt.
 

Abb.1: Saugt seine Opfer aus: Grüner Teufelszwirn
Quelle: TU Darmstadt

Der sogenannte "Teufelszwirn" ist ein Schmarotzer, der andere Pflanzen auf perfide Weise ausbeutet: Er schlingt sich heimtückisch um die Wirtspflanze, um sie als Nahrungs-Tankstelle anzuzapfen. Teufelszwirn bildet keine eigenen Wurzeln oder Blätter. Die Keimlinge winden sich durch Wachstum über den Erdboden auf der Suche nach dem perfekten Opfer. Hierbei geht der Schmarotzer äußerst intelligent vor: Er "ortet" seinen künftigen Ernährer anhand des "Geruchs" - flüchtige Gase, die alle Pflanzen absondern, von Menschen jedoch nicht wahrgenommen werden.

Um an Wasser und Nährstoffe der Opfer zu gelangen, stellt das teuflische Windengewächs eine Verbindung zu ihren Leitgefäßen her, und saugt sie aus. In der Zwischenzeit produziert der Zwirn viele neue Keimlinge und überwuchert systematisch die umliegende Vegetation. Der Schädling richtet auf diese Art ernorme wirtschaftliche Schäden an: In wärmen Klimazonen wie den südlichen USA, Südamerika, oder dem Nahen Osten kann der grüne Teufel ganze Getreide-, Soja-, Kartoffel- oder Kaffeefelder vernichten. Aber auch in unseren Gefilden treibt er Hobbygärtner zur Verzweiflung, indem er Pflanzen aus dem Gewächshaus befällt.

Hoffnung kommt jetzt aus den Forschungs-Laboren der TU Darmstadt. Einem Biologen-Team um den Pflanzenwissenschaftler Ralf Kaldenhoff ist es nach jahrelanger Erforschung von Cuscuta - so der botanische Name des Teufelszwirns - gelungen, eine Substanz zu entwickeln, die befallene Pflanzen aus dem Würgegriff befreit. Die Forscher untersuchten, wie es dem Parasiten gelingt, sich auf der Opferpflanze festzusetzen. Sie entdeckten, dass Cuscuta Angriffsproteine ausscheidet, die die Oberfläche des Wirtes aufweichen, und so ein Eindringen des Parasiten in die Zellen ermöglichen. Kaldenhoff entwickelte eine Peptid-Lösung, die die Wirkung dieser Angriffsproteine hemmt. Besprüht man befallene Pflanzen mit dieser Peptid-Lösung, lässt der Teufel von der Pflanze ab. Der Stoff ist anders als Pestizide nicht umweltbelastend. Die TU-Forscher demonstrierten die Wirksamkeit am Beispiel von wertvollen chinesischen Bonsai-Bäumen, die von Cuscuta befallen waren. Der Erfolg war selbstredend: Nachdem die Bonsais mit der Peptid-Lösung behandelt wurden, verschwand der grüne Teufel und die Pflanzen erholten sich rasch. Das entwickelte Verfahren ist bereits als Patent gesichert. Jetzt suchen die Darmstädter nach einem starken Partner aus der Industrie, der mit Ihnen das Patent verwertet.

Abb.2: Den Teufel besiegt: Ralf Kaldenhoff in seinem Darmstädter Labor
Quelle: Kathrin Binner

Hintergrund:

Der 48-jährige, ehemalige Max-Planck-Stipendiat Ralf Kaldenhoff ist ein international ausgewiesener Experte im Bereich der Pflanzenforschung. Der Professor für Botanik am Lehrstuhl für Angewandte Pflanzenwissenschaften der Technischen Universität Darmstadt beschäftigt sich seit mehr als fünf Jahren mit parasitären Pflanzen wie dem Teufelszwirn. Neben konventionellen Lösungen wie der Peptid-Lösung gegen Cuscuta gelang es ihm vor allem, Nutzpflanzen mit Hilfe von gentechnischer Modifikation gegen Teufelszwirn-Befall zu schützen. Diese wissenschaftliche Pionierleistung würdigte erst vor einigen Wochen "The Plant Journal", Europas renommierteste Zeitschrift für pflanzenwissenschaftliche Themen mit einem großen Titelthema. Internationale Reputation gewann Kaldenhoff unter anderem durch Forschungsaufenthalte an der Osaka City University im Labor von Prof. Moritoshi Iino und an der Ohio State University im Labor von Prof. Roger Hangarter.

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Mittel gegen Pflanzenparasit Cuscuta entwickelt
(URL: http://www.organische-chemie.ch/chemie/2006dez/gruenerteufel.shtm)

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