Forscher haben neue Waffen gegen resistente Pflanzenschädlinge in der Landwirtschaft entwickelt. Sie hätten bereits bekannte Bakteriengifte so verändert, dass sie beim Kampf gegen die gefräßigen Raupen wieder wirksam wären, schreiben die Forscher im Fachmagazin „Nature Biotechnology“. Erste Tests mit den neuen Toxinen zeigten, dass diese gleich fünf Schädlinge ausschalteten, die gegen die bisherigen Substanzen immun waren.
Dazu gehörten die Kohlmotte, der Baumwollkapselwurm und der Maiszünsler, die immer wieder für große Fraßschäden an Nutzpflanzen verantwortlich seien. Sollten sich die neuen Gifte bei weiteren Untersuchungen als brauchbar erweisen, sei eine Verwendung in der Landwirtschaft möglich. Die modifizierten Bt-Toxine könnten dann allein oder kombiniert mit anderen Bakteriengiften zum Einsatz kommen, sagen die Forscher.
Bt-Toxine sind bereits seit 70 Jahren im Einsatz
Gifte aus der Mikrobe Bacillus thuringiensis werden bereits seit über 70 Jahren gegen Schädlinge wie Raupen eingesetzt. Diese sogenannten Bt-Toxine werden als Pflanzenschutzmittel versprüht oder in den Zellen von gentechnisch veränderten Nutzpflanzen selbst erzeugt.
Gelangen die Bakteriengifte in den Darm der Insekten, „docken“ sie dort an ein bestimmtes Protein an, ein sogenanntes Cadherin. Diese Bindung löse das Absterben der Darmzellen und damit den schnellen Tod der Schädlinge aus, berichten die Forscher. Mutationen im Cadherin-Gen hätten in letzter Zeit jedoch dafür gesorgt, dass Schädlinge gegen die Bakterientoxine immun geworden sind. Eine Bindung der Toxine an das Protein sei nicht mehr möglich, der Zelltod bleibe aus.
Veränderungen in der Toxinstruktur beseitigen Resistenz
In ihrer neuen Studie hätten sie nun die molekulare Struktur von zwei seit langem bekannten Bt-Toxinen verändert, schreiben die Forscher. Dadurch seien diese auch ohne vorherige Bindung an Cadherin in der Lage, ihre tödliche Wirkung in den Insekten zu entfalten.
Erste Experimente mit zwölf resistenten und nicht-resistenten Stämmen von fünf Schädlingen bestätigten den Forschern zufolge weitgehend die Effektivität der neuen Bakterien-Toxine. Gegen einen Bt-resistenten Maiszünsler und einen immunen Kohlmottenstamm erreichten die neuen Wirkstoffe sogar eine bis zu 350-fach stärkere Wirkung als herkömmliche Mittel, berichten die Wissenschaftler.
Auch gegen die amerikanische Tabakeule, einen wichtigen Tabakschädling, hätten die geänderten Bakteriengifte gewirkt. Insgesamt habe man vor allem gegen die resistentesten Schädlingsstämme eine bessere Wirkung erreicht als mit herkömmlichen Mitteln. (Nature Biotechnology, 2011; doi:10.1038/nbt.1988)
(Max-Planck-Institut für chemische Ökologie / dapd, 20.10.2011 – DLO)
