Pathogen-Resistenz

Pflanzenkrankheiten stellen eine signifikante Bedrohung für unsere Landwirtschaft dar und führen weltweit zu Ernteverlusten von 10-15% pro Jahr. Bislang hat die Landwirtschaft sich vor allem auf die Pflanzenzüchtung zur Herstellung resistenter Varietäten und auf die Verwendung von  Pflanzenschutzmitteln zum Schutz anfälliger Pflanzen verlassen. Der erst-genannte Ansatz ist aber zeitaufwendig und die erzielten Resistenzen sind nicht immer dauerhaft, während der zweite Ansatz auf unerwünschte Weise Einfluss auf die Umwelt nimmt.

Eine alternative Möglichkeit den Pathogenbefall zu verringern und resistente Kulturpflanzen herzustellen, ist die Expression rekombinanter Antikörper, die spezifisch an Pathogene binden und deren Ausbreitung in der Pflanze unterbinden. Die Wirksamkeit der Antikörper-basierten Resistenz ist am Fraunhofer IME für die Bekämpfung von verschiedenen Pflanzenviren gezeigt worden. Zudem konnte gezeigt werden, dass Antikörper, die mit antifugalen Peptiden fusioniert sind, eine effektive Strategie für die Entwicklung von umweltfreundlichen Resistenzen gegen pilzliche Pathogene sind.

Ein aktuelles vom DAAD finanziertes Projekt hat das Ziel, biologisch sichere Pflanzen herzustellen, die gegen Aspergillus resistent sind. Dies soll durch die Expression von Fusionsproteinen, bestehend aus einem Aspergillus-spezifischen Antikörperfragment (scFvs), und einem antifungalen Peptid, erreicht werden. Die Antikörperfragmente binden mit hoher Spezifität an das eindringende Pathogen und ermöglichen somit, dass das antifungale Peptide am Infektionsort den Pilzerreger gezielt abtötet. Während der ersten Phase des Projektes wurden hochspezifische Antikörper gegen Aspergillussporen, Myzelstrukturen und Aflatoxin B1 generiert. Die Entwicklung von Detektionskits zum Nachweis von Aflatoxin und Aflatoxin-produzierenden Pilzen sowie die Analyse von Wirt-Pathogen-Interaktionen in planta ist in Bearbeitung.

Spin-off

Das Spin-off der Fraunhofer Gesellschaft, die AgroProtect GmbH, welche durch die GO-Bio Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unterstützt wird, beschäftigt sich mit der Vermarktung der Antikörperbasierenden Resistenz Plattform in Pflanzen.