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Neue Strategien gegen Wurzelfäule

Der Agrarwissenschaftler Wilken Boie erforscht in seiner Doktorarbeit das Vorkommen von bestimmten Pilzarten in Ackerböden und die Möglichkeiten, das Bodenmikrobiom im Sinne der Pflanzengesundheit zu optimieren.

Wilken Boie
© pur.pur

Durch seine Forschung könnten sich Dünger und Pflanzenschutzmittel auf dem Acker einsparen lassen: Agrarwissenschaftler Wilken Boie.

Das Ziel des Doktoranden am Institut für Phytopathologie der Agrar- und Ernährungswissenschaftlichen Fakultät ist ambitioniert: Wilken Boie will mit seiner Forschung dazu beitragen, dass zukünftig Dünger und Pflanzenschutzmittel auf dem Acker eingespart werden können oder zum Teil sogar überflüssig werden. »Doch noch ist es lange nicht so weit«, erklärt der 25-Jährige, der aus Alveslohe bei Henstedt-Ulzburg stammt und während des Studiums an der CAU in verschiedenen landwirtschaftlichen Betrieben gearbeitet hat. Sein Interesse an der »angewandten Biologie« haben die Eltern geweckt: Seine Mutter ist Berufsschullehrerin für Landwirtschaft, sein Vater beim Bauernverband beschäftigt. Auf Phytopathologie habe er sich spezialisiert, weil ihn die Themen Pflanzenkrankheiten und Pflanzenzucht in den Vorlesungen im Grundstudium besonders begeisterten. »In der Phytopathologie geht es auch um züchterische Fragen, zum Beispiel, wie man es schafft, dass Pflanzen gegen bestimmte Krankheiten resistent sind.« Aber auch die Mikrobiomforschung fasziniere ihn. Die stehe allerdings erst am Anfang.

Als Mikrobiom bezeichnen Fachleute die Gesamtheit aller Mikroorganismen in einem bestimmten Lebensraum, zum Beispiel im Ackerboden. Einige dieser Kleinstlebewesen sind für die Pflanze schädlich, andere schützen sie vor Krankheiten und Schädlingen oder sind für das Wachstum von Bedeutung. »Noch weiß man aber nicht sehr viel über das komplexe Zusammenspiel von Mikroorganismen im Boden und in der Pflanze. Man weiß, dass die Organismen alle miteinander reagieren. Ob es bestimmte Zusammenhänge im Mikrobiom gibt, die der Wurzelfäule entgegenwirken, will ich herausfinden«, sagt Boie, der, wenn er von der »Gesamtheit aller Mikroorganismen« spricht, »Milliarden« meint. Es mache für ihn daher Sinn, sich auf einige Arten zu beschränken.

In seinem Fall sind das die sogenannten Pythium-Pilze, die Pflanzenkrankheiten verursachen. Diese Gattung umfasst mehr als 200 Arten. »Pythium ultimum und Pythium silvaticum, die ich zum Beispiel genauer betrachte, sind in jedem Boden vorhanden.« Sie greifen die Wurzeln an und schädigen Getreidearten genauso wie Zuckerrüben, Mais, Tomaten, Gurken und viele andere Kulturpflanzen. Die durch Phytium verursachte Wurzelfäule führt dazu, dass die Pflanzen Wasser und Nährstoffe schlechter aufnehmen können. Die Pflanze kümmert oder wächst gar nicht, Halme knicken.

»Die Landwirtinnen und Landwirte sehen das Resultat auf ihren Feldern und versuchen, mit Dünger, Pflanzenschutzmitteln oder Bewässerung der Auffälligkeiten Herr zu werden.« Der Mikrobiomforscher Boie geht in seiner Doktorarbeit (Doktorväter: Professor Daguang Cai und Professor Joseph-Alexander Verreet) dem Problem von unten an die Wurzel. »Ich schaue, ob die Art der Böden – also Textur und Feuchtigkeit – Auswirkungen auf den Pilz haben und wie dieser mit anderen Mikroorganismen interagiert. Wenn es da Zusammenhänge gibt – und so scheint es zum jetzigen Zeitpunkt – könnte man durch gezielte Veränderung des Mikrobioms die Pflanzengesundheit fördern.« So weit seine Hypothese, die Boie seit 2019 mit Hilfe von Landwirtinnen und Landwirten aus der EU und der Schweiz überprüft. Drei Jahre lang sammelte er Bodenproben von jeweils 45 unterschiedlichen Standorten sowie umfangreiche Informationen zu Klima, Wetter, Lage, Düngung, üblichen Pflanzenkrankheiten.

»Die nächsten Schritte sind jetzt die Analyse der Proben und die Auswertung«, sagt Boie. Für die Analyse hat er das Erbgut der Mikroorganismen in den Bodenproben entschlüsselt, speziell das Erbgut von Pilzen allgemein, von Pythium-Pilzen und von unterschiedlichen Bakterien. Jetzt folgt die Auswertung der äußerst umfangreichen Datensammlung als Basis für weitere Forschungen. Dafür arbeitet der Agrarwissenschaftler derzeit mit Unterstützung von Kollege Markus Schemmel an einer Computersoftware, deren Algorithmen Zusammenhänge zwischen den Mikroorganismen aufdecken sollen. Unterstützung bei der Auswertung bekommt Boie auch von Fachleuten der Zhejiang-Universität in Hangzhou, China. Bei einem Forschungsaufenthalt, vermutlich im Jahr 2022, wird er dort die komplexen Daten in Kooperation mit den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Instituts für Bioinformatik weiter analysieren. Ein Stipendium der Heinz Wüstenberg Stiftung ermöglicht dem Agrarwissenschaftler die Studienreise.

Autorin: Jennifer Ruske

Heinz Wüstenberg Stiftung

Die Heinz Wüstenberg Stiftung mit Sitz in Börm, Kreis Schleswig-Flensburg, gibt es seit 2005. Errichtet wurde sie von dem Landmaschinenhändler Heinz Wüstenberg (1931–2017). Zweck der gemeinnützigen Stiftung ist die Beschaffung von Mitteln zur Förderung von Bildung und Erziehung, der Jugend- und Altenhilfe, des Sports und der Unterstützung hilfsbedürftiger Personen. Die Stiftung fördert unter anderem Auslandsaufenthalte, Deutschlandstipendien, Teilnahme besonders begabter junger Menschen an Akademien/Workshops/Seminaren. Sie bietet Unterstützung bei der Vorbereitung auf die Meisterprüfung sowie bei der Ausbildung in sportlichen und musischen Bereichen.

Jährlich werden zudem zwei Stipendien an akademische Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Agrar- und Ernährungswissenschaftlichen Fakultät der Kieler Universität für forschungsorientierte Aufenthalte im Ausland vergeben. In diesem Jahr erhielten Christoph Richartz und Wilken Boie je eine Förderung von 2.500 Euro für Forschungsreisen nach Ghana und China. (JR)

www.heinz-wuestenberg-stiftung.de

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