Wirkstofferhöhung durch Stress?
Wie wird der Wirkstoffgehalt von Arznei- und Gewürzpflanzen erhöht und was hat das mit Nutztieren zu tun? Können gestresste Gewürzpflanzen Antibiotika ersetzen?
Unter der Federführung des Institutes für Pflanzenbiologie der Technischen Universität Braunschweig, dem Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde des JKI und dem Institut für Tierernährung des FLI wollen Wissenschaftler innerhalb von drei Jahren pflanzliche Leistungsförderer aus Gewürz- und Arzneipflanzen entwickeln und testen.
Bis zu ihrem Verbot wurden Antibiotika in der Nutztierhaltung als Leistrungsföderer eingesetzt. Können gestresste Gewürzpflanzen Antibiotika ersetzen? In dem Verbundprojekt werden pflanzliche Leistungsförderer wissenschaftlich untersucht und für die Anwendung in der Tierernährung weiterentwickelt. Thymian, Kapuzinerkresse, Salbei, Mädesüß und Johanneskraut sind nur einige der erfolgversprechenden Pflanzen. Die Wissenschaftler wollen mit ihrer Forschung einen Beitrag zu einer artgerechten Tierproduktion leisten, der sowohl für die konventionelle aber auch für die ökologische Tierhaltung von Bedeutung ist.
Es ist hinlänglich bekannt, dass Gewürzpflanzen, die in mediterranen Gebieten gewachsen sind einen stärkeren Geschmack und ein intensiveres Aroma aufweisen als die gleichen Pflanzen, die in Deutschland angebaut wurden. Analoge Qualitätsunterschiede finden sich auch bei den Heilpflanzen, das heißt der Gehalt an entsprechenden Naturstoffen ist in den Pflanzen, die bei gemäßigt-atlantischem Klima wachsen deutlich geringer als der von Pflanzen, die im Mittelmeerraum kultiviert wurden. Aus pflanzenphysiologisch-biochemischer Sicht lässt sich dieses Phänomen relativ leicht damit erklären, dass die Pflanzen in semiariden Gebieten einem deutlich stärkeren Wasserstress ausgeliefert sind als in den gemäßigten Breiten. Leider existieren nur wenige wissenschaftliche Untersuchungen, die sich dieser Thematik angenommen haben. In fast allen vorliegenden Arbeiten haben die vergleichenden Analysen ergeben, dass der Gehalt an sekundären Inhaltsstoffen bei Wasserstress deutlich höher ist, als bei den optimal kultivierten Vergleichspflanzen.
Es ist unverständlich, dass die aufgeführten pflanzenphysiologisch-biochemischen Zusammenhänge bislang keinen Eingang in den Gewürz- und Heilpflanzen-Anbau gefunden haben und so wenige Daten zu dieser Thematik verfügbar sind. In diesem Projekt sollen die allgemeinen und grundlagenwissenschaftlichen Aspekte dieser Thematik umfassend untersucht und auf ihre Anwendbarkeit im Feld getestet werden. Im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen die Fragen, in welchem Ausmaß sich der Wirkstoffgehalt durch praktikable Modifikationen der Anbaubedingungen wie Wasserversorgung, Nährstoffgehalte, Temperatur sowie Applikation von Induktoren nachhaltig steigern lässt.
Die Pflanzenbiologen und Agrarwissenschaftler der TU Braunschweig und des JKI wollen in dem Projekt die Randbedingungen zur Optimierung der Wirkstoffgehalte in den ausgewählten Arznei- und Gewürzpflanzen erarbeiten. Ziel ist es, die Zusammenhänge von Stress-Metabolismus, Induktion der Sekundärstoffsynthese und Wirkstoff-Akkumulation zu erfassen, und in entsprechende praktikable Verfahren zur Optimierung der Produktqualität für den Gewürz- und Arzneipflanzen-Anbau praktisch umzusetzen.
Zunächst werden die Versuchspflanzen im Gewächshaus unter definierten Bedingungen kultiviert und die qualitätsrelevanten Naturstoffe im Labor analysiert. Im Folgejahr werden entsprechende Feld- und Freilandversuche unter Einsatz gezielter pflanzenbaulicher Maßnahmen durchgeführt, und das Sekundärstoff-Spektrum der Pflanzen erfasst. Anschließend erforschen Wissenschaftler des FLI die Effekte und Wirkungsmechanismen der so erzeugten pflanzlichen Futterzusatzstoffe auf das Wachstum und die Gesundheit von Schweinen.