Umwandlung von Allelochemikalien durch Bakterien

Wie sichern wir eine zukunftsfähige, nachhaltige Landwirtschaft, in der wir weniger künstliche Chemikalien verwenden und dennoch ausreichend hohe Ertäge produzieren, um die wachsende Weltbevölkerung zu ernähren? Eine mögliche Antwort liegt in der Verwendung natürlicher Unkrautvernichtungsmittel, die von einigen Pflanzen hergestellt und dazu verwendet werden, Nachbarn in Schach zu halten. Eine Reihe von Pflanzenarten, einschließlich Getreidepflanzen wie Weizen und Mais, geben derartige Stoffe in den Boden ab, wo sie von Mikroorganismen wie Bakterien und Pilzen abgebaut werden. Passiert diese Umwandlung schnell, werden die Stoffe aus dem Boden entfernt bevor sie ihre Wirkung entfalten können. Eine langsame Umwandlung führt hingegen dazu, dass die Stoffe nach der Ernte im Boden bleiben und die nachfolgende Saat beeinträchtigen können. Manche Stoffe wiederum müssen erst von Bakterien umgewandelt werden, um ihre toxische Wirkung zu entfalten. Um die natürlichen Stoffe einiger unserer Nutzpflanzen in einer effizienten, nachhaltigen Landwirtschaft einzusetzen, ist es notwendig zu verstehen, was mit den Stoffen im Boden passiert. Dieses Projekt soll deshalb folgende Fragen beantworten: Welche Arten von Mikroorganismen sind am Abbau beteiligt? Welche genetische Maschinerie der Mikroorganismen kommt dabei zum Einsatz? Und welche neuen Stoffe entstehen dadurch? Die Antworten auf diese Fragen ermöglichen langfristig die Nutzung dieser natürlichen Pflanzenstoffe in nachhaltigen landwirtschaftlichen Ansätzen. Dieses Projekt ist eine Zusammenarbeit zwei der führenden österreichischen Pflanzenforschungsinstitute, dem Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie und der Universität für Bodenkultur Wien. Der interdisziplinäre Ansatz aus analytischer Chemie und Genomik verbindet molekulare und genetische Einblicke zu einem Gesamtbild dieses komplexen und grundlegenden biologischen Vorgangs.