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16.01.2019

Biobasierter Schutz für Algen

Ein deutsch-chinesisches Forscherteam hat ein Pflanzenschutzmittel für Meeresalgen entwickelt. Damit wird die Immunabwehr der Algen gezielt stimuliert.

In China werden China besonders Braunalgen der Art Saccharina japonica in ausgedehnten Meeresfarmen gezüchtet. (im Bild: Algenfarm in Rongcheng).
In China werden besonders Braunalgen der Art Saccharina japonica in ausgedehnten Meeresfarmen gezüchtet. (im Bild: Algenfarm in Rongcheng).
Quelle: 
Florian Weinberger/GEOMAR

Nicht nur Nutzpflanzen auf dem Land sind anfällig für Krankheiten. Auch Meeresalgen sind davor nicht gefeit. Bakterielle Krankheitserreger und parasitische Mikroalgen gefährden immer häufiger den kommerziellen Algenanbau. Verschiedene Aufwuchsorganismen wie Seepocken oder epiphytische Algen siedeln sich an den Oberflächen der Seetange an und mindern so Wachstum und Marktwert der Algen. Ein deutsch-chinesisches Forscherteam hat nun einen biologischen Pflanzenschutz für Meeresalgen entwickelt, der die Algenkolonien vor bestimmten Krankheitserregern schützen soll. Das Vorhaben wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert und vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel koordiniert. An dem Projekt waren auch Unternehmen aus der Algenzucht beteiligt.

Braunalgen vor Krankheiten schützen

Der intensive Anbau von Braunalgen der Art Saccharina japonica vor allem in großen Monokulturen musste durch Krankheiten und Schädlingsbefall immer wieder enorme Verluste hinnehmen. Auch China, der größte Produzent von Lebensmittelalgen, war davon betroffen. GEOMAR-Wissenschaftler haben daher mit Kollegen der Ocean University of China in Qingdao untersucht, ob die gezielte Aktivierung der natürlichen Eigenabwehr von Seetang Krankheiten und Schädlingsbefall verhindern kann. Die Feldversuche fanden jeweils in kommerziell betriebenen Algenfarmen von Projektpartnern in Kiel und im chinesischen Rongcheng statt.

Immunabwehr der Algen gezielt stimulieren

Das Team konzentrierte sich dabei auf die gezielte Stimulation der Immunabwehr der Algen. Diese wurden dafür in Intervallen mit Seewasser behandelt, das ein spezielles und künstlich erzeugtes Saccharid erhielt. Dieses sogenannte Oligoalginat ist nicht giftig und wird bei Befall mit Krankheitserregern von dem betroffenen Algengewebe selbst freigesetzt und von benachbarten gesunden Algenzellen erkannt. Bei diesen wird dadurch innerhalb weniger Minuten eine Abwehrreaktion ausgelöst.

Im Rahmen der Studie konnte das Team diese Immunabwehr gezielt stimulieren. Sie simulierten den Angriff der Krankheitserreger erfolgreich und erzielten dadurch positive Effekte, wie das Forscherteam in der Fachzeitschrift „Journal of Applied Phycology“ berichtet. Im Ergebnis war nicht nur der Verlust von Algenkeimlingen geringer. Auch der Befall erntereifer Saccharina-Algen mit parasitischen Mikroalgen ging deutlich zurück. Zudem reduzierte sich die Dichte der Bakterien auf der Algenoberfläche. Aber es gab auch einen unerwünschten Nebeneffekt: der Befall der Algen mit Seepocken und anderen Aufwuchsorganismen beispielsweise nahm zu. Die Wissenschaftler vermuten, dass die starke Reduktion des Bakterienbewuchses auf der Algenoberfläche die Ursache dafür ist. 

Projektleiter Florian Weinberger vom GEOMAR ist dennoch überzeugt, dass die Methode grundsätzlich geeignet ist, um Meeresalgen vor Krankeitserregern zu schützen. „Wenn es uns eines Tages gelingt, Signalstoffe zu finden, die selektivere Abwehrreaktionen in den Algen auslösen, so dass nicht alle, sondern nur die unerwünschten Mikroorganismen eliminiert werden, kann die Methode noch deutlich hilfreicher sein. Aber schon heute lässt sie es zu, Verluste von Keimlingen zu reduzieren. Bei diesen spielt Aufwuchs nämlich noch keine Rolle.“ 

bb

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