8. Mai 2020


Wie Pilze Weizen ärgern

Weizen ist eine der bedeutendsten Kulturpflanzen weltweit und bildet den Rohstoff für zahlreiche Grundnahrungsmittel. Als das am zweithäufigsten angebaute Getreide kommt der Weizen allein in Deutschland auf einen Ertrag von etwa 20-25 Millionen Tonnen jährlich. Im nordwestlichen Europa ist der Anbau allerdings mit dem schädlichen Pilz Zymoseptoria tritici konfrontiert, der die Weizenblätter befällt und so gravierende Ernteeinbußen von bis zu 50 Prozent verursachen kann. Der Schutz des Getreides vor diesem Pilz ist für rund 70 Prozent der in Deutschland eingesetzten Menge an Pflanzenschutzmitteln verantwortlich – und stellt also eine zentrale Herausforderung für die Ernährungssicherheit dar. Forschende arbeiten einerseits an der Züchtung resistenter Arten und andererseits an neuartigen und nachhaltigen Pflanzenschutzstrategien, um den Pilz in Schach zu halten.

© Dr. Janine Haueisen
Fluoreszenzmikroskopische Aufnahme von Pilzhyphen, die eine Spaltöffnung des Weizenblatts in der frühen Phase einer Infektion durchwachsen.

An der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) erforscht die Arbeitsgruppe Umweltgenomik um Professorin Eva Stukenbrock unter anderem die molekularen Interaktionen von Pflanze und Pilz und die daraus hervorgehenden gegenseitigen evolutionären Anpassungen. In diesem Zusammenhang hat das Kieler Forschungsteam nun eine unter anderem vom Canadian Institute for Advanced Research (CIFAR) und dem CAU-Sonderforschungsbereich (SFB) 1182 „Entstehen und Funktionieren von Metaorganismen“ unterstützte Studie veröffentlicht, die den Mechanismus einer Pilzinfektion beim Weizen insbesondere hinsichtlich der Auswirkungen auf das pflanzliche Immunsystem untersucht. Die Forschenden konnten zeigen, dass der Pilz den pflanzlichen Stoffwechsel beeinflusst, die Zusammensetzung des Weizenmikrobioms verändert und eine räumliche begrenzte Infektion mit Z. tritici eine systemische Unterdrückung des pflanzlichen Immunsystems bewirkt, die dem Schädling die weitere Ansiedlung erleichtert. Ihre Arbeit veröffentlichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler heute in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications.

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Botanische Vielfalt im Wald nimmt ab

Mehr Stickstoff im Boden – häufige Pflanzenarten profitieren

Während in europäischen Wäldern wenig verbreitete Arten verschwinden, kommen weit verbreitete und stickstoffliebende, teils exotische Arten hinzu. / Foto: Martin Adámek / Czech Academy of Sciences

In Europas gemäßigten Wäldern werden wenig verbreitete Pflanzenarten von jenen Arten verdrängt, die stärker verbreitet sind. Ein internationales Forscherteam unter Leitung des Deutschen Zentrums für Integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) hat nun herausgefunden, dass diese Entwicklung mit einer erhöhten Stickstoffverfügbarkeit zusammenhängt. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie im Fachmagazin „Nature Ecology & Evolution“.

Die Zahl der Tier- und Pflanzenarten nimmt ab – zumindest global betrachtet. Dem gegenüber stehen teils gegenläufige Entwicklungen in einzelnen lokalen Ökosystemen: Hier wird mitunter sogar eine Zunahme des Artenreichtums (Zahl der Arten) beobachtet. Doch wie lässt sich dieser vermeintliche Widerspruch erklären – und welche Ursachen liegen ihm zugrunde? 

Über 1000 Pflanzenarten in Europa untersucht

Ein internationales Team von Wissenschaftlern ist genau diesen Fragen nachgegangen. Anhand der Daten von insgesamt 68 verschiedenen Standorten in gemäßigten Wäldern Europas – darunter auch Waldstandorte in Thüringen, Brandenburg und Bayern – untersuchten sie, wie sich die Artenvielfalt krautiger Pflanzen im Laufe der vergangenen Jahrzehnte verändert hat. Dafür mussten die Forscher Bestandszahlen zu 1162 verschiedenen Pflanzenarten auswerten. Der Datensatz wurde von einem internationalen Netzwerk von Waldökologen, genannt forestREplot, zusammengetragen. „Dieses Netzwerk birgt den Vorteil, dass bei Unklarheiten die Experten für die jeweiligen Standorte direkt gefragt werden können. Es unterscheidet sich somit von vielen anderen großen Datenbanken“, erklärt Erstautor Ingmar Staude, der als Doktorand bei iDiv und der MLU forscht.

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Mehr verwerten, weniger wegschmeißen

Mehr als bisher angenommen: 
Eine Million Tonnen Lebensmittel landen jährlich im Müll

Laut neuesten Schätzungen landen in Österreich pro Jahr rund eine Million Tonnen genießbarer Lebensmittel im Müll – das ist weit mehr als bisher angenommen. Knapp die Hälfte der Verschwendung entsteht mit 521.000 Tonnen direkt zu Hause, wie eine aktuelle Studie des Instituts für Abfallwirtschaft der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU) in Zusammenarbeit mit der Umweltschutzorganisation WWF Österreich zeigt.

Photo by Daria Shevtsova on Pexels.com

„Bis zu 133 Kilogramm an genussfähigen Lebensmitteln und damit zwischen 250 und 800 Euro landen jährlich pro Haushalt im Müll. Dabei werden erstmals neben dem Restmüll auch Schätzungen anderer Entsorgungswege, wie Biomüll, Kompost, Kanal und Verfütterung an Tiere mit einbezogen“, so Gudrun Obersteiner vom Institut für Abfallwirtschaft an der BOKU. Noch genussfähiges Brot und Gebäck (28%) sowie Obst und Gemüse (27%) landen besonders häufig im Mist; an zweiter und dritter Stelle landen Milchprodukte und Eier (12%) und Fleisch und Fisch (11%). „Haushalte sind in Österreich ähnlich wie in Deutschland für rund 50% aller Lebensmittelabfälle verantwortlich. An der BOKU versucht man seit Jahren zu analysieren, warum Menschen Lebensmittel wegwerfen und was die größten Hinderungsgründe sind, Lebensmittel rechtzeitig zu essen oder zu verwerten.“

Verschwendung belastet Klima & Umwelt
In Österreich werden etwa 20% des persönlichen CO2-Fußabdruckes durch die Produktion und Konsum von Lebensmitteln verursacht. Rund 16% der ernährungsbedingten Treibhausgasemissionen werden unnötig ausgestoßen, weil die Lebensmittel nie gegessen werden. Zusätzlich werden kostbare Ressourcen wie Wasser und Energie verbraucht und Lebensräume von Tieren und Pflanzen zerstört. Die Reduktion der vermeidbaren Lebensmittelabfälle würde hingegen den viel zu hohen Flächenverbrauch reduzieren und neue Chancen für die Umwelt schaffen. 

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