Pilzbewachsene Getreidekörner als Pflanzenschutzmittel

Wissenschaftler der Universität Bonn und des International Institute of Tropical Agriculture in Ibadan (IITA), Nigeria, wollen den hochgiftigen Schimmelpilz Aspergillus flavus mit einer ungewöhnlichen Methode bekämpfen: Sie „impfen“ die Felder mit einer Aspergillus-Variante, die kein Toxin produzieren kann, und hoffen, dass der „gute“ Schimmel den „bösen“ verdrängt. Unterstützt werden sie dabei von Forschern aus dem US-Bundesstaat Arizona, die mit dieser Methode die Toxin-Belastung von Baumwolle bereits um 98 Prozent reduzieren konnten. Die von Aspergillus flavus produzierten Aflatoxine zählen zu den stärksten krebsauslösenden Naturstoffen. Der Pilz wächst in trocken-heißen Regionen, wo er unter anderem Mais, Erdnüsse und Pistazien befällt. Bei 99 Prozent aller Kinder in Benin und Togo lassen sich Aflatoxine im Blut nachweisen.

Anfang der 1960er Jahre starben in England mehr als 100.000 Truthähne an Leberkrebs. Als Auslöser der mysteriösen „Turkey-X“-Krankheit identifizierten die Forscher schließlich verschimmeltes Erdnussmehl aus Brasilien, das große Mengen Aflatoxin enthielt. Bis heute gilt das Gift als einer der stärksten krebsauslösenden Naturstoffe.

Produziert wird das geschmacklose Toxin vom Schimmelpilz Aspergillus flavus. Er wächst in trocken-heißen Regionen, im Südwesten der USA ebenso wie in vielen Regionen Afrikas und Asiens. Gerade in Drittwelt-Ländern ist der gefährliche „Pinselschimmel“ – so heißt er nach seinem Aussehen unter dem Mikroskop – allgegenwärtig. Vielleicht ist das auch ein Grund für die hohe Leberkrebsrate in Afrika. „Unsere Kollegen vom IITA konnten kürzlich bei 99 von 100 Kindern aus Benin und Togo Aflatoxin im Blut nachweisen“, erklärt Professor Dr. Richard Sikora vom Bonner Institut für Pflanzenkrankheiten. „Folge sind drastische Wachstums- und andere Entwicklungsstörungen.“

„Guter“ Schimmelpilz verdrängt hochgiftigen Verwandten

Abhilfe verspricht eine Idee des US-Forschers Dr. Peter J. Cotty, die ebenso einfach ist wie genial. „Es gibt neben den gefährlichen Aspergillus flavus-Stämmen auch solche, die gar kein Gift produzieren können“, erläutert der Bonner Pflanzenpathologe Dr. Sebastian Kiewnick. „Cotty hat einen solchen ungiftigen Aspergillus-Stamm auf Getreidekörnern vermehrt und die pilzdurchwucherten Körner auf Baumwollfeldern verteilt. Der ungefährliche Stamm war dadurch erheblich in der Überzahl und konnte so die toxische Variante fast vollständig verdrängen.“ Der Erfolg war durchschlagend: Die Aflatoxin-Belastung der Baumwolle ging von durchschnittlich 1.000 ppb (parts per billion) auf unter 20 ppb zurück und lag damit unter dem US-Grenzwert für Futtermittel – wichtig, weil Baumwollsamen in der Tierernährung eingesetzt werden.

Vor zwei Jahren wurde der „gute“ Pilz in den USA als biologisches Mittel zur Schädlingsbekämpfung zugelassen. Fünf Kilo pilzbewachsene Getreidekörner reichen aus, um eine Fläche von einem Hektar zu „impfen“ – dadurch ist die Methode relativ kostengünstig. „Gerade für Entwicklungsländer wäre das die ideale Strategie, um das Aflatoxin-Problem in den Griff zu bekommen“, glaubt daher Professor Sikora.

Der Wissenschaftler hat schon einige Erfahrung bei der Bekämpfung tropischer Pflanzenkrankheiten. Seit zwei Jahren sucht das Bonner Team zusammen mit Kollegen des IITA in Benin und Nigeria nach einem Schimmelpilz-Isolat, das garantiert kein Aflatoxin bilden kann – man will schließlich nicht den Teufel mit dem Beelzebub austreiben. „Außerdem muss die Aspergillus-Variante so ’fit’ sein, dass sie sich in der freien Wildbahn gegen ihren giftigen Verwandten durchsetzen kann“, sagt Sikora.

Ein Hoffnungsträger unter 3.000 Isolaten

Das Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ) fördert das Projekt bis 2006 mit insgesamt 1,2 Millionen Euro. Die Wissenschaftler sind bereits einen großen Schritt vorangekommen: „Wir haben insgesamt 3.000 Isolate untersucht und sind dabei auf einige sehr aussichtreiche Stämme gestoßen“, sagt Sebastian Kiewnick. „Nun geht es bald an die ersten Feldversuche.“ Sollten die erfolgreich verlaufen, wollen die Forscher in einem Folgeprojekt eine schnelle und einfache Methode zu entwickeln, den ungiftigen Schimmelpilz für den Masseneinsatz zu vermehren.

Zusätzliche Schäden seien durch die massive „Impfung“ der Felder nicht zu befürchten. „Dass Mais oder Nüsse zu einem gewissen Grad von Pinselschimmel befallen werden, lässt sich kaum verhindern“, betont Kiewnick. „Wir können nur beeinflussen, welcher Aspergillus-Stamm darauf wächst: Ein gefährlicher Toxinproduzent – oder die ungiftige Variante.“

Kontakt:
Dr. Sebastian Kiewnick
Institut für Pflanzenkrankheiten der Universität Bonn
Telefon: 0228/73-3900
E-Mail: skiewnick@uni-bonn.de