Pflanzeneigene Metabolite, sog. VOCs (eng. volatile organic compounds) sollen als non-invasive Marker der Resistenzphänotypisierung, sowie als Werkzeuge zur Modulation von Pflanzen-Pathogen-Interaktionen getestet werden.

Ziel ist die Korrelation von VOC-Emission zu dem Resistenzpotential der Pflanze, um zu zeigen, dass sich VOCs als potentielle Alternativen des chemischen Pflanzenschutzes eignen.

Die Gerste dient dabei als Modellorganismus, ob sich verschieden stark ausgeprägte Anfälligkeiten gegenüber Echtem Mehltau oder Fusarien durch VOC Muster zeigen lassen.

Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass Senderpflanzen, die mit Mehltau infiziert oder mechanisch verwundet wurden, unterschiedliche Signalkaskaden in einer Empfängerpflanze aktivieren. Eine mögliche Erklärung dafür liegt in den spezifischen Emissionsmustern der Gerstenpflanzen, die anhand von Dufststoffsammel-Experimenten nun analysiert werden.

Im Rahmen einer Resistenz-Chemotypisierung wurden verschiedene Mehltau-resistente Sorten untersucht. Dabei konnten 13 Kandidaten-VOCs identifiziert werden, die durch Pathogenbefall induziert wurden. Zudem ließen sich anhand einer Hauptkomponentenanalyse Muster der VOC-Emission den verschiedenen Resistenzlevels zuordnen. Dies dient als erster Hinweis darauf, dass sich non-invasive Duftstoffe als Resistenzmarker eignen könnte und somit für zukünftige Züchtungsprogramme herangezogen werden könnten.

Aus dieser Auswahl stressinduzierbarer VOCs wurden einzelne Metabolite in Versuchen zur Resistenzinduktion angewandt. In Receivertests mit anschließendem Pathogenassay konnte eine Modulation der Anfälligkeit gegenüber Echtem Mehltau beobachtet werden. Dazu wurde ein spezielles dynamisches Luftsystem gebaut, um unter möglichst realen Bedingungen das Verhalten der Empfängerpflanzen zu studieren.

Weiterhin steht hier nun im Fokus, welche zugrundeliegenden Mechanismen für diesen "Priming-Effekt" verantwortlich sind. Pflanzeneigenen Duftstoffe könnten eine innovative und nachhaltige Option im Pflanzenschutz darstellen, um den Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitteln langfristig zu reduzieren.