Spray schützt Pflanzen vor Bakterien und Dürre
Forscher der University of California San Diego liefern Beitrag zur globalen Ernährungssicherheit
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Luis Palomino: Pflanze wird mit schützendem Polymer besprüht (Foto: David Baillot, ucsd.edu) |
San Diego (pte002/13.01.2026/06:05)
Mit einer Schutzhülle, die wie ein Haarfestiger versprüht wird, wollen Forscher der University of California San Diego Nutzpflanzen vor bakteriellen Infektionen schützen und sie widerstandsfähiger gegenüber Wassermangel in Dürren machen. Das Polymermaterial, das sie Polynorbornen nennen, ist für Gase durchlässig. Dies ist wichtig, damit die Pflanzen weiter normal atmen und wachsen. Das könnte die globale Ernährungssicherheit stärken, weil so Umweltbelastungen reduziert werden.
Elektrisch geladene Moleküle
Bakterielle Infektionen sind eine wachsende Bedrohung für die Landwirtschaft, da sie zu zerstörerischen Pflanzenkrankheiten wie Verwelken, Fäule und Krebs zählen. Steigende Temperaturen ermöglichen es Krankheitserregern zudem, sich in neue Regionen auszubreiten. Infolgedessen sind Nutzpflanzen zunehmend einer Vielzahl von Infektionen ausgesetzt, die zu teilweise katastrophalen Ernteausfällen führen.
Das neue Spray haben Forscher aus den Laboren von Jon Pokorski und Nicole Steinmetz entwickelt. Es besteht im Wesentlichen aus einem speziell entwickelten synthetischen Polymer, dessen Struktur positiv geladene chemische Gruppen enthält. Diese zerstören die Zellmembranen von Bakterien, sodass diese absterben, ehe sie in die Pflanze eindringen können.
Wasser statt giftiger Lösungsmittel
"Normalerweise werden Polymere mithilfe von organischen Lösungsmitteln verflüssigt, die für Pflanzen giftig sind. Unser Polymer lässt sich mithilfe von Wasser auflösen und damit sprühbar machen", sagt Doktorand Luis Palomino. So behandelten sie zunächst die Blätter von Nicotiana benthamiana. Das ist eine in Australien heimische Tabakvariante. Die Blätter waren so gegen eine Infektion mit Agrobacterium geschützt. Diese Pflanzenkrankheit infiziert den Wirt mit fremdem Erbmaterial.
Das Spray lässt sich mit den in der Landwirtschaft üblichen Techniken zum Versprühen von Pflanzschutzmitteln ausbringen. "Selbst wenn wir nur einen kleinen Teil der Pflanze besprühen, wird sie gegen bakterielle Infektionen immun. Das ist ein wirklich tolles Ergebnis", unterstreicht Postdoktorand Patrick Opdensteinen.
Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass dies auf eine systemische Stressreaktion zurückzuführen ist. Die behandelten Blätter emittieren kurzzeitig vermehrt Wasserstoffperoxid als Reaktion auf den zunehmenden Stress. Dieses kurze Stresssignal wirke dann wie eine Impfung und löse eine anhaltende Abwehrreaktion in der gesamten Pflanze aus.
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