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Projekt ViVe_Beet: RNA-Moleküle schützen Zuckerrüben gezielt vor Schädlingen


Braunschweig, Germany
October 11, 2021
 

Zuckerrübe im Feld. ©Ulrike Leone/Pixabay Zuckerrübe im Feld. ©Ulrike Leone/Pixabay


Derzeit rollt sie wieder, die Zuckerrüben-Kampagne: Die Ernte wird eingefahren. Für einen auskömmlichen Ertrag müssen die Rüben während der Anbausaison vor diversen Schaderregern geschützt werden. Hierzu gehören auch harmlos wirkende Blattläuse, welche jedoch Viruskrankheiten übertragen können. Im neuen vom Julius Kühn-Institut (JKI) koordinierten Verbundprojekt ViVe_Beet soll eine auf RNA-Spray basierende selektive Kontrollmöglichkeit von virenübertragenden Blattläusen in Zuckerrüben entwickelt werden. Am Projekt beteiligt sind neben den Forschenden des JKI-Instituts für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland das Institut für Zuckerrübenforschung (IfZ) und das Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie (IME). Die Projektpartner verfolgen den Ansatz, ein speziell auf Blattläuse zugeschnittenes doppelsträngiges RNA-Molekül zu konstruieren welches mittels Pflanzenschutzspritzen in geeigneter Formulierung ausgebracht wird, um Zuckerrüben zukünftig vor Vergilbungsviren zu schützen.

Das Fraunhofer IME und das IfZ sind für die Entwicklung der RNA-Moleküle und der entsprechenden Mechanismen zuständig: Nehmen die Blattläuse beim Saugvorgang an der Pflanze die Moleküle auf, sollen diese zielgerichtet Gene abschalten und so zum Absterben der Blattläuse führen und die Ausbreitung der Vergilbungsviren in der Pflanze verhindern. Das JKI prüft im Anschluss gemeinsam mit dem IfZ die Anwendung der erarbeiteten Formulierung unter Labor- sowie Freilandbedingungen auf ihre Wirksamkeit.

Durch den Wegfall der Rüben-Saatgutbehandlung mit Insektiziden im Jahr 2018 wuchs auf den Anbauflächen die Blattlauspopulation. In der Folge verzeichneten die Landwirte eine deutliche Zunahme von Zuckerrübenpflanzen, die mit Vergilbungsviren befallen waren. Flächenbehandlungen mit Insektiziden sind wegen ihrer geringeren Wirksamkeit und der fehlenden gesellschaftlichen Akzeptanz solcher Pflanzenschutzmaßnahmen keine nachhaltige Bekämpfungsstrategie. Es besteht daher dringender Bedarf, die Blattläuse anderweitig unter der Schadschwelle zu halten und so die Virusinfektionen zu verhindern.

Der molekularbiologische Ansatz des Projektes birgt das Potenzial, künftig vollkommen neue selektive Pflanzenschutzmittel zu entwickeln. Spezifisch designte Moleküle könnten dabei nicht nur gegen Insekten, sondern auch gegen Viren, Bakterien oder Pilzerreger wirken. In den USA wird die Anwendung von RNA-basierten Pflanzenschutzmitteln bereits für die Bekämpfung des Kartoffelkäfers getestet.

Hintergrund

Blattsaugende Insekten schwächen die Pflanze nicht nur durch Ihre Saugaktivität, sondern übertragen im Fall der Blattläuse auch weitere Schaderreger wie die Vergilbungsviren. Um diese Insektengruppe zu kontrollieren, wurde das Saatgut bis 2018 mit Insektiziden gebeizt. Die Wirkstoffgruppe der Neonicotinoide blockiert die Weiterleitung von Nervenreizen und kontrolliert so die Ausbreitung von Schadinsekten. Der Vorteil einer Beizung besteht darin, dass das Insektizid vorrangig mit den Insekten in Kontakt kommt, die an der Pflanze saugen und sie tatsächlich schädigen. Diese selektive Wirkung soll nun auch mit der RNA-Formulierung erreicht werden.

Eckdaten zum Projekt

Gefördert wird das Vorhaben durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) mit einem Gesamtfördervolumen von knapp 1,1 Mio. Euro. Fördervolumen: JKI 110 000 Euro (Verbund: 1.078.000 Euro)
Ansprechpartner am JKI: Dr. Christoph Joachim und Johannes Hausmann, Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland.



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Website: http://www.jki.bund.de/

Published: October 11, 2021

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