Chitosan-Oligosaccharide als Pflanzenschutzmittel
Wie Menschen besitzen auch Pflanzen eine Art von Immunsystem. Chitosan-Oligosaccharide haben die Fähigkeit, die Pflanzenresistenz gegen Schädlinge und Krankheiten durch Aktivierung des pflanzlichen Immunsystems zu verbessern. Die Wirksamkeit ist dabei abhängig vom genauen Aufbau der Chitosan Oligomere wie Forscher aus Münster in einer Studie herausgefunden haben.
Das Acetylierungsmuster definiert die Priming Aktivität von Chitosan Tetrameren
The Pattern of Acetylation Defines the Priming Activity of Chitosan Tetramers. Basa S., M. Nampally, T. Honorato, S. N. Das, A. R. Podile, N. E. El Gueddari & B. M. Moerschbacher Journal of the American Chemical Society (in press) 2020. https://doi.org/10.1021/jacs.9b11466
Chitosan ist ein lineares Polysaccharid, bestehend aus β-1,4-verknüpften D-Glucosaminen und N-Acetyl-D-Glucosamin. Der Polymerisierungs-, Acetylierungsgrad und die Anordnung von Acetylgruppen kann die biologische Aktivität von Chitosanen beeinflussen. Die Forscher stellten Chitosan Oligomere mit definierten Verteilungen an Acetylgruppen, unter Verwendung von Chitosanhydrolasen mit unterschiedlichen Substrat- und Spaltungsspezifitäten, sowie monoacetylierte Tetramere her. Die Enzyme sind auch in Chitosan-haltigen Pilzen bei der Biosynthese von Chitosan beteiligt. Die hergestellten kurzen Chitosan-Ketten wurden hinsichtlich ihrer Bioaktivität in Reiszellen getestet.
Ergebnisse
- Abhängigkeit der Bioaktivität von der Position der Acetylgruppe
- Tetramere mit Acetlygruppe an der ersten Zuckereinheit wirkte stark immunstimulierend
- Andere Tetramere waren deutlich weniger aktiv oder inaktiv
Schlussfolgerung: Die Studie zeigt, dass das Immunsystem von Pflanzen durch Chitosan mit einem spezifischen Acetlyierungsmuster stimuliert werden kann. Die Erkenntnisse der Studie könnten genutzt werden, um ein Immunstimulans für Pflanzen zu entwickeln und so den Einsatz von chemischen Pestiziden in der Landwirtschaft zu verringern.
Quellen:
https://idw-online.de/de/news730477
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b11466#
