Erforschung von CRISPR-Cas9-verstärkten Pilzen: Eine neue Ära der Schädlingsbekämpfung?

Forscher der Embrapa haben CRISPR-Cas9 eingesetzt, um den Pilz Beauveria bassiana tödlicher für Schädlinge zu machen und so die Einwirkzeit und den Bedarf an Pestiziden zu verringern. Diese Innovation könnte die biologische Schädlingsbekämpfung in der Landwirtschaft verändern.

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Entomopathogener Pilz Beauveria bassiana, der ein Insekt infiziert.

Die Bekämpfung von Schädlingen in der Landwirtschaft ist seit jeher eine Herausforderung für die weltweite Lebensmittelproduktion. Jahrzehntelang haben chemische Pestizide den Anbau beherrscht, aber ihre Auswirkungen auf die Umwelt und das Auftreten resistenter Insekten gefährden die Nachhaltigkeit der Landwirtschaft.

Ein neuer Ansatz verspricht nun, dieses Szenario zu revolutionieren: der Einsatz der Gentechnik, um natürliche Pilze in noch wirksamere biologische Bekämpfungsmittel zu verwandeln.

Forscher der Embrapa haben eine innovative Methode entwickelt, bei der die CRISPR-Cas9-Technologie eingesetzt wird , um die Fähigkeit des Pilzes Beauveria bassiana zur Vernichtung von Schädlingen zu verbessern . Mit dieser Technik können bestimmte Gene des Pilzes so verändert werden, dass er für die Zielinsekten tödlicher wird, wodurch die Zeit, die zum Abtöten der Schädlinge benötigt wird, verkürzt und der Einsatz effizienter wird. Aber wie funktioniert das und welche Auswirkungen hat diese Innovation?

Wie kann ein Pilz ein Verbündeter in der Landwirtschaft sein?

Beauveria bassiana ist ein entomopathogener Pilz, d. h. er infiziert und tötet Insekten auf natürliche Weise . Seine Verwendung in der biologischen Schädlingsbekämpfung ist bereits bekannt, denn er dringt in den Körper des Insekts ein, vermehrt sich im Inneren und tötet es schließlich. Dieser Prozess kann jedoch zeitaufwendig sein und erfordert hohe Dosen des Pilzes, um wirksam zu sein, was seine Anwendung in großem Maßstab einschränkt.

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Beauveria bassiana ist ein entomopathogener Pilz, der in den Körper des Insekts eindringt, sich vermehrt und Toxine freisetzt, die zum natürlichen Tod des Schädlings führen.

Durch Gen-Editing mittels CRISPR-Cas9 konnten die Wissenschaftler ein Gen deaktivieren, das die Produktion von Oosporein, einer für die Virulenz des Pilzes wesentlichen Verbindung, steuert. Infolgedessen begann der Pilz, diese Verbindung in viel größeren Mengen zu produzieren, wodurch er aggressiver und tödlicher für landwirtschaftliche Schädlinge wurde. Das Ergebnis? Eine schnellere und effizientere biologische Schädlingsbekämpfung, die mit synthetischen Pestiziden konkurrieren kann, ohne sich negativ auf die Umwelt auszuwirken.

Die Vorteile dieser Innovation für den Bereich

Diese "neue" Version von Beauveria bassiana bringt den Landwirten und der Umwelt mehrere Vorteile:

  • Weniger Anwendungen: Da der modifizierte Pilz schneller wirkt, sind weniger Anwendungen zur Bekämpfung des Schädlings erforderlich.
  • Geringerer Einsatz von chemischen Pestiziden: Dies bedeutet eine geringere Verunreinigung von Boden und Wasser sowie eine geringere Gefährdung von Bestäubern, wie z. B. Bienen.
  • Größere Nachhaltigkeit: Verbesserte biologische Schädlingsbekämpfung steht im Einklang mit nachhaltigeren landwirtschaftlichen Praktiken und kann im ökologischen Landbau eingesetzt werden.
  • Geringere Schädlingsresistenz: Im Gegensatz zu chemischen Pestiziden, die die Entstehung resistenter Insekten begünstigen, wirken Pilze dynamischer und machen es den Schädlingen schwer, sich anzupassen.

Die Auswirkungen dieser Technologie in Brasilien

Brasilien als einer der größten Agrarproduzenten der Welt kann von dieser Innovation in hohem Maße profitieren. Der Einsatz von Bioinsektiziden ist in dem Land bereits Realität, vor allem im Soja- und Kaffeeanbau, aber er steht vor Herausforderungen in Bezug auf Effizienz und Kosten. Mit diesem neuen Ansatz können Bioinsektizide zugänglicher und wettbewerbsfähiger werden, was ihre Akzeptanz bei den Erzeugern weiter fördern wird.

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In der brasilianischen Landwirtschaft wird die biologische Schädlingsbekämpfung bereits bei Kulturen wie Sojabohnen und Kaffee eingesetzt. Mit den durch CRISPR-Cas9 verbesserten Pilzen kann diese Lösung effizienter und für die Erzeuger zugänglicher werden.

Außerdem verfügt Brasilien über eine große Artenvielfalt an Pilzen und anderen Mikroorganismen, die für die biologische Schädlingsbekämpfung genutzt werden können. Mit Investitionen in die Forschung ist es möglich, Stämme zu entwickeln, die noch besser an die klimatischen Bedingungen des Landes angepasst sind, was die nachhaltige Landwirtschaft stärkt und die Abhängigkeit von importierten Chemikalien verringert.

Die Gentechnik eröffnet vielversprechende Wege für die Zukunft des landwirtschaftlichen Schutzes. Durch den intelligenten Einsatz dieser Technologien können wir eine sicherere, effizientere und umweltfreundlichere Lebensmittelproduktion gewährleisten. Die Revolution in der biologischen Schädlingsbekämpfung hat bereits begonnen, und Brasilien hat alles, was es braucht, um ein Protagonist in dieser neuen Ära der Landwirtschaft zu sein!

Quellenhinweis:

CRISPR-Cas9-mediated enhancement of Beauveria bassiana virulence with overproduction of oosporein. 21 November 2024. Mascarin GM, Shrestha S, de Carvalho Barros Cortes MV, Ramirez JL, Dunlap CA, Coleman JJ.