Merken Drucken 19.10.2005, 18:11 Schriftgröße: A A A

Lichtsignale aus dem Blatt

Eine neue Methode macht Schimmel- und Bakterienbefall frühzeitig sichtbar. Dabei untersuchen die Forscher den Einfluss von Schädlingsbefall auf den Stoffwechsel der betroffenen Pflanzen. Das soll in Zukunft auch im Freiland klappen. von Constanze Böttcher

Grauschimmel ist auch bei Wein ein Problem

Die Tomate hat einen Pelz. Filigrane Schimmelpilze bedecken die rote Haut mit einem puscheligen Überzug. Dem Pflanzenzüchter bleibt nur noch eines: weg damit. Wenn der Pilz bereits sichtbar ist, dann ist es zu spät.

Wissenschaftler der Universität Würzburg nutzen daher ein neues Verfahren, mit dem sie Pflanzenschädlinge nachweisen können, bevor ein Schimmelpelz die Früchte überzieht oder Pflanzenblätter sich verfärben. "Wir können die Schädigung bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt feststellen", sagt Susanne Berger. Zusammen mit Thomas Roitsch, dem Leiter der Würzburger Forschergruppe, führt die Biologin Versuche an Tomaten und der Ackerschmalwand, einem Wildkraut, durch.

Gezielte Infektionen

Die Forscher untersuchen, welchen Einfluss der Schädlingsbefall auf den Stoffwechsel der Pflanzen hat. Dazu infizieren die Biologen ihre Versuchsobjekte gezielt mit einem Bakterium, das den so genannten Bakterienbrand verursacht. Außerdem prüfen sie Infektionen mit einem Pilz, der Grauschimmel hervorruft. "Grauschimmel ist gerade bei Wein oder auch Tomaten ein Problem", sagt Berger.

Greifen die Schädlinge die Pflanze an, entziehen sie ihr nicht nur Nährstoffe. Das Gewächs setzt sich auch gegen die Infektion zur Wehr. Eine häufige Folge: Die Fotosyntheseleistung sinkt, die Pflanze wandelt weniger Wasser und Kohlendioxid in Traubenzucker um.

Die Würzburger können das messen. Sie profitieren dabei davon, dass bei der Fotosynthese immer ein gewisser Anteil Energie verloren geht: Der grüne Blattfarbstoff Chlorophyll absorbiert Lichtenergie und wandelt diese in chemische Energie um. Einen kleinen Teil des Lichts strahlt die Pflanze wieder als rotes Licht ab. "Diese Fluoreszenz zeigt an, wie gut die Photosynthese in Pflanzen funktioniert", sagt Susanne Berger. Je weniger Licht die Pflanze abstrahlt, umso weniger Fotosynthese betreibt sie und umso weiter ist die Schädigung vorangeschritten.

Um Änderungen in der Fluoreszenz zu messen, beleuchten die Würzburger ein Blatt mit unterschiedlichen Lichtintensitäten. Ein Computer berechnet die Lichtausnutzung und stellt das Ergebnis mit Falschfarben in einem bunten Bild dar. So können die Forscher sehen, wie gut die Photosynthese in unterschiedlichen Blattabschnitten funktioniert.

Schnelle Früherkennung

Der Erfolg der Methode: "Wir können den Befall der Pflanze erkennen, bevor man Symptome sieht", sagt Berger. Das Auge erkennt den Befall frühestens nach 24 Stunden. Mit der Fluoreszenzmethode können die Biologen eine Bakterieninfektion schon nach wenigen Stunden nachweisen. Auch den Grauschimmel auf Tomaten können sie so rechtzeitig erkennen.

"Mit diesem System kann man früh sagen, ob eine Schädigung da ist", bestätigt auch Oliver Meyerhoff von der Heinz Walz GmbH in Effeltrich. Das Unternehmen hat das bildgebende System entwickelt und hergestellt. Nach Ansicht von Meyerhoff könnte das Verfahren künftig auch in der Pflanzenzucht eingesetzt werden. Um beispielsweise zu überprüfen, ob eine Nutzpflanze gegen einen bestimmten Erreger resistent ist.

Langfristig wollen die Würzburger Forscher herausfinden, ob verschiedene Schädlinge unterschiedliche Reaktionen hervorrufen. Ihre Vision: frühe Schädigungen auch im Freiland zu erkennen. Das gestaltet sich aber noch schwierig. Anders als unter kontrollierten Laborbedingungen sind Pflanzen in der freien Natur sehr vielen Einflüssen ausgesetzt, die müssen die Wissenschaftler jetzt erfassen und mit einbeziehen.

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