Innovatives Molekül überwindet genetische Mutation bei Pilzen

Sumitomo Chemical hat ein Molekül entdeckt, das resistente Pilze bekämpfen und die G143A-Mutation umgehen kann. Bei dieser Mutation handelt es sich um eine Veränderung im Cytb-Gen, die die Aminosäure Glycin (G) an Position 143 des für die Zellatmung verantwortlichen Cytochroms B durch die Aminosäure Alanin (A) ersetzt. Dies führt zu einer Resistenz gegen Fungizide der Strobilurin-Gruppe und verhindert, dass handelsübliche Fungizide eine zufriedenstellende Wirksamkeit bei der Bekämpfung phytopathogener Pilze erzielen.

Dieser neue Wirkstoff, der in den Laboren des japanischen multinationalen Konzerns kreiert, entwickelt und synthetisiert wurde, kam 2018 erstmals auf den Markt und versprach einen deutlichen Fortschritt bei der Qualität und Effizienz der Behandlung von Pilzerkrankungen.

Seitdem befindet sich der Wirkstoff Methyltetraprol (derzeit in Brasilien in der Zulassungsphase) in mehreren Ländern im Zulassungsprozess und könnte in verschiedenen Formulierungen kommerziell erhältlich sein. In Japan ist das Molekül als Fertigmischung unter dem Markennamen Muketsu DX registriert und wird 2023 auf den Markt kommen. Dort wird es zur Bekämpfung der Blattfleckenkrankheit (Cercospora beticola) in Zuckerrübenkulturen eingesetzt.

In den meisten strategischen Märkten, wie der Europäischen Union und Lateinamerika, wird der Wirkstoff Methyltetraprol unter dem Namen Pavecto bekannt sein. Einige kommerzielle Produkte werden unter dem Markennamen Velera vertrieben. Derzeit wird erwartet, dass das Fungizid innerhalb der nächsten zwei Jahre in Brasilien zugelassen wird. Auch in anderen Ländern, wie beispielsweise Paraguay, ist eine Zulassung geplant.

Die Erfindung von Sumitomo Chemical

Der neue Wirkstoff gehört zur bekannten chemischen Gruppe der Chinon-externen Inhibitoren (QoIs). Sein molekulares Design sorgt jedoch für eine „revitalisierende“ Wirkung, da er eine chemische Struktur namens „Tetrazolinon“ aufweist.

„Als wir mit der Entdeckung von Methyltetraprol begannen, war der Markt für Qualitätssicherungssysteme in einigen Segmenten aufgrund von Resistenzproblemen, die durch die G143A-Mutation verursacht wurden, rückläufig. Deshalb versuchten wir, das verlorene Potenzial früherer Qualitätssicherungssysteme wiederherzustellen“, sagen die Wissenschaftler, die an der Entdeckung mitwirkten.

Die Haupteigenschaft des Moleküls ist seine Fähigkeit, die Wirkung eines Proteins namens „Cytochrom b“ zu hemmen, das in allen Pilzen vorhanden ist und am mitochondrialen Atmungsprozess dieser Mikroorganismen beteiligt ist.

Methyltetraprol bietet somit eine breite Wirkungskraft durch Hemmung der Pilzatmung. Obwohl das Produkt das gleiche Wirkungsspektrum und den gleichen Mechanismus wie einige derzeit auf dem Markt erhältliche QOLs – auch bekannt als Strobilurine – aufweist, besteht der Unterschied darin, dass Methyltetraprol nicht von der G143A-Mutation im Cytochrom-b-Protein betroffen ist.

„Der Hauptvorteil von Methyltetraprol besteht darin, dass dieses neue Fungizid nicht von Pilzpopulationen beeinträchtigt wird, die gegen bestehende Fungizide Resistenzen entwickelt haben, während die guten Eigenschaften bestehender Lebensqualitätsfaktoren erhalten bleiben“, erklären die Wissenschaftler.

Das neue Fungizid bietet ein breites Wirkungsspektrum, hohe Pflanzensicherheit, geringe Toxizität für den Menschen und eine einzigartige Effizienz im Krankheitsmanagement. Darüber hinaus trägt die Erfindung von Sumitomo Chemical zur Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft bei. Obwohl das Molekül in der Umwelt schnell zerfällt, bietet der Wirkstoff hervorragende Ergebnisse bei der Pilzbekämpfung und gewährleistet eine langfristige Anwendung, die Umweltverträglichkeit und Pflanzenschutz gewährleistet.

Sumitomo Chemical geht davon aus, dass das neue Fungizid insbesondere in Anbaugebieten in tropischen Klimaregionen eine relevante Rolle spielen wird, da diese üblicherweise am stärksten von schwer kontrollierbaren Krankheitserregerpopulationen betroffen sind.

„Für Nutzpflanzen, bei denen die Erzeuger aufgrund von Fungizidresistenzen schwere Verluste erleiden, bietet Methyltetraprol eine hervorragende Managementoption. Gute Beispiele hierfür sind die Zielfleckenkrankheit und Spätsommerkrankheiten bei Sojabohnen, Ramularia und Zielfleckenkrankheit bei Baumwolle sowie Blattflecken bei Mais, Weizen und Gerste“, erklären die Wissenschaftler von Sumitomo Chemical.

Vermarktung und Anwendung des Fungizids

Für ein effektiveres und nachhaltigeres Resistenzmanagement empfiehlt sich die Anwendung bewährter landwirtschaftlicher Praktiken, wie beispielsweise der Wechsel von Wirkstoffen und Wirkmechanismen. Dies maximiert die Wirksamkeit von Pestiziden und verlängert die Lebensdauer der marktüblichen Bekämpfungsmethoden, indem die natürliche Selektion fungizidresistenter Krankheitserreger verlangsamt wird. 

Sumitomo Chemical wird das neue Fungizid Methyltetraprole in ausgewählten Fertigmischungen auf den Markt bringen. Darüber hinaus wird das Unternehmen durch Forschung und kontinuierliche Überwachung der Produktanwendung Sprühprogramme gemäß den technischen Richtlinien des Fungicide Resistance Action Committee (FRAC) empfehlen.

Sumitomo Chemical hat eine globale Vereinbarung mit BASF geschlossen. Diese ermöglicht es beiden Unternehmen, den Wirkstoff Methyltetraprol in ihr Portfolio aufzunehmen und die Marke Pavecto zu nutzen. Die Vereinbarung ermöglicht es ihnen zudem, für jedes Unternehmen spezifische Produkte und Formulierungen mit dem neuen Wirkstoff zu entwickeln und zu registrieren.

*Pro Diogo Togni, von Sumitomo Chemical Latam; und Yuichi Matsuzaki, von Sumitomo Chemical Japan