Pflanzenschutzmittel-Innovation: Neuer Insektizid-Wirkstoff "Spiropidion"
Spiropidion ist eine innovative neue Technologie, die zum Schutz vor zahlreichen sehr schädlichen und schwer kontrollierbaren Saugschädlingen wie z.B. Schildläuse, Blattläuse, Weisse Fliegen und Milben in vielen Kulturen wie Obst, Gemüse, Baumwolle und Soja zum Einsatz kommen kann. Spiropidion ist ungefährlich für Bestäuber und Nutzinsekten und bietet damit Landwirten ein wichtiges neues Instrument zur integrierten Schädlingsbekämpfung.
Die Syngenta Gruppe gab im Juni 2020 bekannt, bis zum Jahr 2025 2 Mrd. US-Dollar in Innovationen für eine nachhaltige Landwirtschaft zu investieren. Produkte auf der Basis von Spiropidion stehen voll und ganz im Einklang mit diesem Engagement.
Die weltweit erste Zulassung eines fertigen Produkts mit dem neuartigen Wirkstoff Spiropidion erfolgte im September 2020 in Guatemala. In den nächsten sechs Jahren soll die Vermarktung in mehr als 60 Ländern weltweit angestrebt werden; für die EU wird der Zulassungsantrag für den Zeitraum 2022 bis 2023 erwartet.
Anke Buchholz, die als Wissenschaftlerin bei Syngenta im Forschungszentrum für Pflanzenschutz in Stein (AG) arbeitet und an der Entwicklung des neuen Wirkstoffes massgeblich beteiligt war, wurde vom Verband CropLife als «Female #FoodHero» ausgezeichnet.
Ein Interview mit Anke Buchholz zum neuen Insektizid-Wirkstoff Spiropidion
Was beinhaltet Deine Arbeit im Forschungsbereich zur Schädlingsbekämpfung?
Als Biologin in der Pflanzenschutzforschung bei Syngenta arbeite ich in multidisziplinären Projektteams an der Identifizierung und Entwicklung neuer Lösungen zur Insektenbekämpfung. In dieser Funktion bin ich verantwortlich für die Optimierung und Auswahl vielversprechender Moleküle - oder deren Formulierungen - mit dem Ziel, ein innovatives Produkt zur Schädlingsbekämpfung auf den Markt zu bringen. Alle neuen Pflanzenschutzlösungen müssen auch unsere selbst definierten hohen Ziele bezüglich ökologischer Nachhaltigkeit und agronomischer Leistung erfüllen.
Seit wann forschst Du an dem Wirkstoff Spiropidion?
Ich bin seit Beginn der Arbeiten an dem Wirkstoff Spiropidion im Jahr 2005 als Teil des Projektteams massgeblich an dessen Entwicklung beteiligt gewesen. Damals knüpfte man an Untersuchungen aus den 1960er Jahren an, bei denen die Synthese eines Moleküls aus der chemischen Gruppe der Prodine (als Schmerzmittel erforscht) gelang, die als Basis für weitere Entwicklungen dienen sollte. Im Jahr 2005 begannen dann Forschungsarbeiten bei Syngenta, um die Eignung dieser Moleküle für den Pflanzenschutz zu untersuchen. Durch Kombination mit einem weiteren chemischen Baustein mit bekannter Wirkung gegen Insekten und Milben entwickelten wir erste neuartige Wirkstoffe, die auch in Feldversuchen vielversprechende Wirksamkeit aufwiesen. Doch hier begann erst die eigentliche Arbeit, denn es waren weitere chemische Veränderungen notwendig, um die gewünschten Eigenschaften in zahlreichen Optimierungs-Zyklen zu verbessern, bis schliesslich der neue Wirkstoff mit dem Namen «Spiropidion» identifiziert werden konnte.
Die lange Zeit vom Beginn der gezielten Forschungsarbeiten für Spiropidion im Jahr 2005 bis zur Markteinführung 2020 zeigt, wie zeitaufwändig und kostspielig die Entwicklung neuer Pflanzenschutz-Wirkstoffe ist. Im Durschschnitt verstreichen mehr als 10 Jahre, wobei Kosten von mehr als 280 Mio. US$ entstehen, von denen knapp 1/3 für die Produktsicherheit und die Erfüllung der immer strenger werdenden Zulassunganforderungen anfallen.
Auf welchem Wirkmechanismus basiert Spiropidion und worin liegt die Innovation?
Der Wirkstoff gehört zu den wenigen Insektiziden, die Nutzpflanzen von innen heraus schützen und so spezifisch den Angriff von saugenden Schädlingen abwehren. Die Substanz muss nach der Behandlung zunächst über die Blattoberfläche oder die Wurzeln in die Pflanze aufgenommen werden und wird dann durch eine biochemische Veränderung aktiviert. Zudem ermöglichen besondere Eigenschaften von Spiropidion eine weitere Verteilung in der gesamten Pflanze. Das durch Saugaktivität aufgenommene Spiropidion blockiert den Fettsäure-Stoffwechsel und verhindert damit die Weiterentwicklung der Schädlinge.
Diese spezielle Wirkungsweise unterscheidet Spiropidion von den meisten anderen verfügbaren Pflanzenschutzmitteln. Eine Vielzahl verschiedener Wirkmechanismen ist notwendig, um die Entwicklung resistenter Schädlinge zu verhindern. Somit ist der neue Wirkstoff eine willkommene Ergänzung im Werkzeugkasten des Pflanzenschutzes.
Ist der neue Wirkstoff schädlich für Nicht-Ziel-Organismen?
Spiropidion reichert sich in den Leitbündeln der Pflanzen an, die für den Wasser- und Stofftransport verantwortlich sind. Somit schützt es speziell gegen saugende Schädlinge, die mit ihren Saugrüsseln in die Pflanze einstechen, um an den Pflanzensaft zu gelangen. In den übrigen Pflanzengeweben findet diese Anreicherung nicht statt. Dadurch werden Nützlinge und Bestäuber, die in Kontakt mit behandelten Pflanzen kommen, geschont. Auch für den gemeinsamen Einsatz von Nutzinsekten, z. B. im intergierten Pflanzenbau in Gewächshäusern, ist Spiropidion daher gut geeignet. Zudem wird Spiropidion im Boden und in Gewässern rasch abgebaut und verfügt über ein günstiges Umwelt-Profil.
Hier finden Sie die wissenschaftliche Publikation zur Entdeckung von Spiropidion:
Michel Muehlebach, Anke Buchholz et al. 2020, Spiro N‐methoxy piperidine ring containing aryldiones for the control of sucking insects and mites: discovery of spiropidion, Pest Manag. Sci. (online Januar 2020, https://doi.org/10.1002/ps.5743)
