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Qualtitätsforschung


Pflanzenbauliche Kulturmaßnahmen zielen in erster Linie darauf ab, Ertrag und Produktqualität zu optimieren. Die traditionellen Qualitätskriterien für pflanzliche Nahrungsmittel werden zunehmend durch Aspekte erweitert, die zum einen die ökologische Produktion einschließen und damit auch Pflanzenschutzmaßnahmen umfassen. Im Zusammenhang mit dem ernährungsphysiologischen Wert wird außerdem ein hoher Gehalt an bioaktiven Inhaltsstoffen gefordert.

Das Fachgebiet Obstbau untersucht in mehreren Forschungsprojekten die physiologische Bedeutung der bioaktiven Flavonoide, ihre Rolle als Resistenzfaktoren und die Beeinflussung ihrer Biosynthese durch Umweltbedingungen und pflanzenbauliche Maßnahmen.

Schwerpunktmäßig werden die Experimente am Apfel durchgeführt, dessen bioaktiven Sekundärstoffe in die Gruppe der Polyphenole bzw. Flavonoide einzuordnen sind. Aus früheren Untersuchungen des Instituts ist bekannt, dass die Resistenz von Apfelblättern und Früchten gegenüber dem Apfelschorf (Venturia inaequalis) mit deren Flavonoid-Gehalt korreliert. Nach Infektionen reagiert das betroffene Pflanzengewebe mit einer dramatischen Akkumulation dieser Inhaltsstoffe. Die Geschwindigkeit dieser  Abwehrmaßnahme bestimmt die Effizienz der Resistenzreaktion.

Da die Bildung der bioaktiven Stoffe jedoch vergleichsweise energieaufwendig ist, steht ihre Biosynthese in Konkurrenz zum gesamten Metabolismus. Diese Situation drückt sich beispielsweise dadurch aus, dass in Blättern besonders stark wachsender Bäume weniger Polyphenole angereichert werden als in schwächer wachsenden der gleichen Sorte (Abb.1).

Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 607 (Wachstum und Parasitenabwehr) wird die Effizienz der Ressourcen-Nutzung von Apfelbäumen unter dem Einfluss unterschiedlicher Stickstoffversorgung im Hinblick auf die Pathogenabwehr untersucht. Bekanntermaßen führt eine luxuriöse N-Versorgung von Apfelbäumen zu starkem Sprosswachstum sowie zu optimalem Fruchtertrag. Gleichzeitig mit dem gesteigerten Wachstum wird aber der Polyphenolgehalt verringert. Die wiederholt bestätigte Beeinträchtigung der Sekundärstoffbiosynthese durch die N-Versorgung von Apfelbäumen erreicht im Zusammenhang mit  der Resistenz gegenüber Venturia inaequalis eine besondere Dimension: nämlich eine erhöhte Schorfanfälligkeit (Abb. 2). Diese äußert sich in einer Verstärkung der Krankheitssymptome der luxuriös versorgten Bäume.

Aufgrund umfangreicher Versuche kann postuliert werden, dass der Apfelbaum die Strategie verfolgt, ein gegebenenfalls erhöhtes N-Angebot zu nutzen und in Sprosswachstum umzusetzen. In Kauf genommen wird die Schwächung des Sekundärstoffwechsels und damit erhöhte Anfälligkeit gegenüber Apfelschorf. Die Priorität liegt offenbar bei der Investition für das Wachstum.

An diesem Beispiel wird deutlich, dass die Bildung bioaktiver Substanzen durch pflanzenbauliche Maßnahmen nachhaltig beeinflusst werden kann, was gleichermaßen für die Pflanzengesundheit und die Nahrungsqualität von immenser Bedeutung ist.

Prof. Dr. D. Treutter, Fachgebiet Obstbau