Gesteigerter Wirkstoffgehalt bei Arzneipflanzen durch Trockenstress

Es ist lange bekannt, dass Gewürz- und Arzneipflanzen, die unter mediterranen Bedingungen angebaut werden, deutlich aromatischer sind und eine höhere Konzentration an wirksamen Sekundärstoffen enthalten als die gleichen Pflanzen, die in gemäßigten Breiten kultiviert werden.

Kapuzinerkresse

Feldstudien wurden auch an Kapuzinerkresse durchgeführt © MarliesSchwarzin / Pixelio

Bis dato fehlte jedoch eine wissenschaftliche Erklärung für dieses Phänomen. Aufgrund der Arbeiten zum Sekundärstoffwechsel wurde gefolgert, dass der einsetzende Trockenstress in ariden Gebieten einen maßgeblichen Anteil an der erhöhten Biosynthese von Naturstoffen hat. Ein Ziel dieses Projekts war es, diese Hypothese zu verifizieren und die entsprechenden Erkenntnisse für die Erarbeitung optimierter Kultivierungsbedingungen zu nutzen, um so die Gehalte an relevanten Naturstoffen in Gewürz- und Arzneipflanzen und damit deren Qualität effektiv steigern zu können.

Einsatz der Ergebnisse

Die erzielten Ergebnisse belegen anschaulich, dass der gezielte Einsatz von Trockenstress beim Anbau von Arznei- und Gewürzpflanzen tatsächlich zu einer Qualitätssteigerung führt. Allerdings müssen aufgrund der zum Teil sehr unterschiedlichen Reaktionen der verschiedenen Pflanzenarten die jeweils optimalen Kulturbedingungen im Einzelnen experimentell ermittelt werden. Inwieweit diese Erkenntnisse zukünftig bei der Planung und Kulturführung der entsprechenden Arznei- und Gewürzpflanzen umgesetzt werden, wird sich in den nächsten Jahren zeigen. Als direktes praxisrelevantes Projektergebnis ist anzuführen, dass die Forschungsarbeiten zu einer dauerhaften und soliden Kooperation der beteiligten mittelständischen Partner, DRELUSO Pharmazeutika auf deutscher Seite und FRIDAL auf ägyptischer Seite, geführt haben.

Mehrwert der internationalen Zusammenarbeit

Die erfolgreiche Zusammenarbeit in diesem Projekt war die Grundlage für weitere ägyptisch-deutsche Kooperationen (AGERI; NRC; Kafrelsheikh University). Zurzeit wird auf Basis dieser Kontakte ein EU-Projekt (Horizon 2020 – Food Security, Sustainable Agriculture) ausgearbeitet, das sich grundsätzlich mit der Frage beschäftigen wird, inwieweit ein optimiertes Wassermanagement zur Qualitätssteigerung von Arznei- und Gewürzpflanzen in ariden Gebieten auch zur Reduktion des Wasserverbrauchs beitragen kann.

Besondere Ergebnisse und Erfolge der Maßnahme

Zur Klärung der Projektfrage wurden sowohl Untersuchungen im Gewächshaus als auch Feldstudien mit Petersilie, Salbei und Kapuzinerkresse durchgeführt. Durch Verringerung der Wasserzufuhr oder durch Begasung mit dem Phytohormon Methyljasmonat (MJ) wurden die Pflanzen einem moderaten Stress ausgesetzt. Die Sekundärstoffgehalte wurde quantifiziert und mit denen der Kontrollpflanzen verglichen. Die Konzentration an Sekundärstoffen war in der Regel in den gestressten Pflanzen deutlich erhöht, doch aufgrund der verminderten Biomasse war die Gesamtmenge an Naturstoffen meist reduziert. Vor allem bei der Petersilie führte die Applikation von MJ zu einer deutlichen Qualitätssteigerung. Insgesamt bestätigen die erzielten Ergebnisse die zugrunde liegende Hypothese; allerdings zeigte sich auch sehr deutlich, dass – aufgrund der großen Unterschiede in den Ansprüchen der einzelnen Spezies – für jede Art jeweils explizit untersucht werden muss, welche Maßnahme bzw. welche Stresssituation den größten Effekt aufweist.

DLR Projektträger | Europäische und Internationale Zusammenarbeit
Susanne Ruppert-Elias
+49 228 3821 1487

TU Braunschweig, Institut für Pflanzenbiologie
Prof. Dr. Dirk Selmar
+49 531 391-5893

National Research Center (NRC), Ägypten