Metallinduzierte Resistenz in Paprika gegen Botrytis cinerea

Pflanzen sind oft konfrontiert mit schlechter Bodenqualität, Nährstoffmangel und Krankheiten, die durch Schädlinge und Krankheitserreger verursacht werden. Diese Probleme können die Ernteerträge verringern und die Ernährungssicherheit gefährden. Einer Studie zufolge verursachen Krankheiten und Schädlinge über 20 % der jährlichen Verluste bei den weltweit wichtigsten Kulturpflanzen wie Weizen, Reis und Mais. Dies macht deutlich, dass wirksame Methoden zum Schutz von Pflanzen erforderlich sind. Die Europäische Kommission ist bestrebt, den Einsatz chemischer Pestizide zu verringern und umweltfreundliche Anbaumethoden zu fördern. Der ökologische Landbau und die integrierte Schädlingsbekämpfung sind zwei Methoden, bei denen natürliche Mittel zur Bekämpfung von Krankheiten eingesetzt werden, z. B. biologische Wirkstoffe, resistente Pflanzensorten und eine ausgewogene Düngung. Unser Projekt konzentriert sich darauf, wie Mikronährstoffe, insbesondere Kupfer (Cu) und Zink (Zn), das Immunsystem der Pflanzen stärken können. Im Gegensatz zu den hohen Konzentrationen dieser Metalle, die im konventionellen Pflanzenschutz verwendet werden und schädlich sein können, verwenden wir niedrige, ungiftige Konzentrationen. Dieser Ansatz kann den Bedarf an chemischen Pestiziden verringern, deren Herstellung und Anwendung zudem energieintensiv ist. Jüngste Studien legen nahe, dass Mikronährstoffe wie Zn und Cu eine entscheidende Rolle bei den pflanzlichen Abwehrmechanismen spielen. So hat die Zugabe von zusätzlichem Zn zu Paprikapflanzen dazu beigetragen, dass diese gegen einen weit verbreiteten Schadpilz, Botrytis cinerea, geschützt waren, indem die Zn-bindenden Proteine an der Infektionsstelle erhöht wurden. Das Forschungsprojekt zielt darauf ab, zu verstehen, wie diese Mikronährstoffe die pflanzliche Immunität verbessern. Wir werden die Auswirkungen erhöhter, aber nicht toxischer Mengen von Zn und Cu auf Paprikapflanzen und auf ihr Verhalten nach Infektionen untersuchen. Wir wollen erforschen, welche Proteine und Stoffwechselprodukte am Abwehrprozess beteiligt sind und wie sie zusammenwirken, um die Pflanzen zu schützen. Eine interessante Frage wird sein, ob wir die molekularen Abwehrmechanismen mit der Rolle von Zn- und Cu-haltigen Proteinen und Metaboliten in Verbindung bringen können und wie sich die Abwehrreaktionen zwischen Zn- und Cu- Behandlungen unterscheiden. Zu diesem Zweck werden wir fortschrittliche Techniken der Pflanzenphysiologie, Biochemie und Molekularbiologie einsetzen. Dazu gehören die Messung physiologischer Parameter, die Bildgebung, die Analyse von Proteinen und Stoffwechselprodukten sowie die Untersuchung der Genexpression. Wir hoffen, die Mechanismen der Mikronährstoff-induzierten Pflanzenresistenz aufzudecken. Dieses Wissen könnte zu neuen, nachhaltigen Wegen zum Schutz von Nutzpflanzen und zur Verbesserung der Ernährungssicherheit führen.