Institut für die Sicherheit biotechnologischer Verfahren bei Pflanzen
In Mitteleuropa treten im Zuge des Klimawandels verstärkt Pflanzenkrankheiten auf, die durch phytopathogene Pilze ausgelöst werden. Die Pathogenität einiger dieser Schadpilze wird durch herbizid wirksame Naturstoffe, Alkyne, verursacht. Basierend auf diesem bisher ungenutzten Wissen und möglichen Anwendungen in der Landwirtschaft möchten wir eine spezielle Klasse dieser pilzlichen Wirkstoffe zu breit anwendbaren, biologisch herstellbaren und anwendungstechnisch sicheren Herbiziden weiterentwickeln. Ziel des Projekts ist es, eine biotechnologische Produktionskette für diese Verbindungen zu erschließen, das Wirkspektrum und die Struktur-Aktivitätsbeziehungen der Substanzklasse zu verstehen und eine kommerzielle Nutzung einzuleiten. Das koordinierende Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB) entwickelt dafür die Enzyme und Biosynthesewege zu den herbiziden Zielverbindungen, um deren biotechnologische Produktion in geeigneten Mikroorganismen zu ermöglichen. Dies umfasst die Entwicklung von Produktionsstämmen und die Entwicklung von skalierbaren Produktionsprozessen inklusive der Produktgewinnung aus dem Fermentationsansatz. Um eine Analyse der Struktur-Aktivitätsbeziehung durchzuführen wird zudem die strukturelle Vielfalt der Substanzklasse am IPB erhöht, indem die Basisverbindungen in substituierte Derivate überführt werden. Nach einer Testung auf die gewünschte Herbizidwirkung werden die hergestellten Verbindungen anschließend am Julius-Kühn-Institut auf ihr Aktivitätsprofil untersucht und es wird eine erste Analyse der Anwendungs- und Umweltsicherheit erfolgen. Dabei steht die herbizide Wirkung der Alkine auf verschiedene Unkräuter, aber auch Nutzpflanzen im Vordergrund. Darüber hinaus werden wir ebenfalls das Bodenmikrobiom auf mögliche Nebeneffekte der Substanzen auf nützliche Bakterien und Pilze untersuchen. Herbizide mit günstigen Eigenschaften werden dann vom Firmenpartner Neudorff formuliert und unter Feldbedingungen getestet.
Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat
