Wenn ein Krankheitsbefall auf einem Feld für das bloße Auge sichtbar wird, hat sich die Infektion oft schon verbreitet und Schäden angerichtet. Zudem wird allein aus dem Symptom nicht immer deutlich, um welchen Erreger es sich handelt und welche Therapie somit die effektivste ist. Das kalifornische Diagnostik-Unternehmen Ontera Inc. und die BASF wollen deshalb schneller sein: Sie haben eine Forschungskooperation vereinbart, um ein tragbares System zur Frühdiagnose von Pflanzenkrankheiten zu entwickeln. Die handliche und robuste Plattform soll anhand einer Pflanzenprobe innerhalb von 20 Minuten molekulare Informationen auf dem Feld in Laborqualität auswerten und verständlich präsentieren. Finanzielle Details der Kooperation teilten die Unternehmen nicht mit.

Neben DNA und RNA auch Proteine erfassen

„Innovative Diagnosetechnologie, um Gefahren für Ernte und Qualität frühzeitig zu erkennen, ist für eine moderne, nachhaltige Landwirtschaft unerlässlich“, betont Jürgen Huff, Senior Vice President für Forschung und Entwicklung im BASF-Unternehmensbereich Agricultural Solutions. Die Technologie von Ontera ermöglicht die Verwendung von Silikon-Nanoporen mit einem Durchmesser von bis zu 35 Nanometern, die im Wafer-Maßstab als Chips günstig hergestellt werden können.

Diese größeren Nanoporen ermöglichen es, neben DNA auch Proteine und andere Moleküle zu erkennen und zu quantifizieren. Die Plattform liefert dann eine quantitative Analyse von Pflanzeneigenschaften, Krankheitserregern und Resistenzen in wenigen Minuten. So ließen sich zeitaufwändige Laborverfahren vermeiden, die eine saisonale, gezielte Anwendung von Pflanzenschutzmitteln erschweren, erläutert die BASF auf Anfrage von bioökonomie.de. Da das Nanoporensignal rein elektronisch ist, sei die von Ontera angebotene Lösung einfach und vor Ort einsetzbar. Auf Basis der Plattform sollen sich Krankheiten bei einer Vielzahl von Pflanzen identifizieren lassen - und das innerhalb von Minuten vor Ort im Feld.

Diagnose erlaubt optimierten Pflanzenschutz

Ein besonderer Diagnosefokus liegt auf Pilzinfektionen: Pilzkrankheiten entwickeln ständig Resistenzen gegenüber chemischen Pflanzenschutzmitteln. Durch die frühzeitige Identifizierung von Krankheiten und Resistenzmutationen ermöglicht das Gerät Landwirten, die wirksamsten Pflanzenschutzprodukte auszuwählen. Dies führe nicht nur zu einem gezielten, nachhaltigen Pflanzenschutz, sondern ermögliche es den Landwirten Kosten zu reduzieren und Erträge zu steigern, verspricht die BASF. Aktuell befinde sich die Kooperation in der Erforschungsphase und Feldversuche seien geplant. Langfristiges Ziel sei es, „unsere Lösung einem breiteren Anwenderkreis in der Landwirtschaft zur Verfügung stellen zu können“.

„Indem wir innovatives Denken auf die Herausforderungen der realen Landwirtschaft anwenden, können wir den Zugang zu qualitativ hochwertigen Lebensmitteln auf umweltfreundliche, gesunde Weise verbessern und gleichzeitig die Produktivität und die Vorhersehbarkeit der Ernten erhöhen“, sagte die Ontera-Vorstandsvorsitzende Murielle Thinard-McLane. Ontera hat seinen Sitz in Santa Cruz. Das Unternehmen mit mehr als 80 Mitarbeitern hat 2017 auch mit Bayer eine Allianz zum Thema Pflanzenerreger-Diagnostik geschlossen.

bl