Know-how aus Kalifornien

Die Chemikerin Daniela Eisenstecken vom Versuchszentrum Laimburg hat im Jahr 2018 sieben Monate lang an einem der fortschrittlichsten Zentren für Metabolomik, dem West Coast Metabolomic Center der University of California, Davis in den USA geforscht.

Ihre dort erworbenen Kenntnisse werden nun für die Südtiroler Landwirtschaft eingesetzt, etwa zur Bekämpfung der Kirschessigfliege.

Daniela Eisenstecken, die als Chemikerin im Labor für Aromen und Metaboliten des Versuchszentrums Laimburg arbeitet, einen siebenmonatigen Forschungsaufenthalt am West Coast Metabolomic Center an der University of California, Davis (UC Davis). In diesem Forschungslabor werden Spitzentechnologien auf dem Gebiet der Metabolomik entwickelt. Bei der Metabolomik handelt es sich um eine wissenschaftliche Disziplin, welche die Produkte des Stoffwechsels in Organismen – die sogenannten „Metaboliten“ – untersucht.

Diese Metaboliten können mithilfe hochauflösender Massenspektrometrie analysiert werden, einer Methode zur Identifizierung einzelner Moleküle anhand ihrer Masse. „Die Analyse von Metaboliten mit Massenspektrometern ist eine der genauesten Analysetechniken, die der Wissenschaft zur Verfügung steht, um verschiedenen Fragestellungen bezüglich Lebensmittelqualität und Pflanzengesundheit auf den Grund zu gehen, da sie imstande ist, auch geringste Mengen an chemischen Substanzen zu messen“, erklärt Laimburg-Direktor Michael Oberhuber, der den Forschungsaufenthalt von Daniela Eisenstecken unterstützt hat. Auf der Grundlage der so gewonnenen Daten haben die Forscher an der UC Davis eine Datenbank aufgebaut, die aktuell Informationen über mehr als 3.000 Moleküle (wie Polyphenole, Lipide, Steroide usw.) enthält, die in Naturstoffen wie Agrarprodukte, Pflanzenteile, Mikroorganismen, Tieren etc. vorkommen.

Neues Know-how für die heimische Landwirtschaft nutzen

Während ihres Aufenthalts in Kalifornien hat Daniela Eisenstecken zum Aufbau dieser Metaboliten-Datenbank beigetragen und die Moleküle, die in verschiedenen Lebensmitteln wie Salat, Blaubeeren, Kirschen, Kaffee, Schokolade, Sojabohnen, Trauben, Wein usw. vorkommen, analysiert. „Während meines Forschungsaufenthalts konnte ich neue innovative Methoden zur Identifizierung von Inhaltsstoffen in Lebensmitteln und Pflanzen kennen lernen sowie Erfahrungen in der Entwicklung von Datenbanken zur Erfassung von Metaboliten sammeln“, erzählt Eisenstecken.

Dieses Know-how soll nun auch Südtirol zugutekommen: „Die neuen Kenntnisse, die unsere Mitarbeiterin erworben hat, werden wir nun bei unseren Untersuchungen zur Klärung vielfältiger Fragestellungen einsetzen, etwa bei der Analyse heimischer Agrarprodukte oder aber auch bei der Entwicklung innovativer Strategien zur Schädlingsbekämpfung“, erklärt der Leiter des Labors für Aromen und Metaboliten des Versuchszentrums Laimburg, Peter Robatscher. Nach ihrer Rückkehr nach Südtirol hat Eisenstecken bereits eine Reihe von Workshops organisiert, um das in Kalifornien erworbene Wissen weiterzugeben und damit auch die Kollegen auf den neuesten Stand zu bringen.

Das Labor für Aromen und Metaboliten des Versuchszentrums Laimburg

Das Labor für Aromen und Metaboliten des Versuchszentrums Laimburg ist seit Juli 2018 am NOI Techpark in Bozen Süd angesiedelt. Unter der Leitung von Peter Robatscher forschen dort derzeit zehn Experten, darunter die Chemikerin Daniela Eisenstecken. Im Labor werden natürlich vorkommende Inhaltsstoffe in landwirtschaftlichen Produkten (Äpfel, Apfelsaft, Trauben, Weine, Käse, Milch) sowie in Bestandteilen von Pflanzen (Blätter, Wurzeln, Holz) identifiziert und quantifiziert. Das Labor verfügt über modernste Laborinstrumente wie hochauflösende Massenspektrometer und ist damit auf dem neuesten Stand der Technik. Die Untersuchungen des Labors finden meist innerhalb von Drittmittelprojekten statt, aber auch in Zusammenarbeit mit anderen Arbeitsgruppen des Versuchszentrums oder mit nationalen oder internationalen Partnern.

Daniela Eisenstecken: Expertin für Metaboliten

Nach dem Studium der Chemie an der Universität Innsbruck kam Daniela Eisenstecken im Jahr 2011 an das Versuchszentrum Laimburg. Im Jahr 2014 promovierte Eisenstecken ebenfalls an der Universität Innsbruck in Analytischer Chemie; die Forschungen zu ihrer Doktorarbeit führte sie am Versuchszentrum Laimburg durch.

Im Labor für Aromen und Metaboliten des Versuchszentrums Laimburg analysiert sie Inhaltsstoffe in landwirtschaftlichen Produkten, insbesondere in Milch, Käse und Äpfeln. Eisenstecken arbeitete bereits an zahlreichen Drittmittelprojekten wie OriginAlp (Interreg IV Italien – Österreich) oder DROMYTAL (Europäischer Fonds für regionale Entwicklung 2014–2020) mit und befasst sich insbesondere mit Metabolomik, Chemometrie, statistischer Analyse und zerstörungsfreien Methoden.

Das Projekt DROMYTAL

2016 startete das Versuchszentrum Laimburg in Zusammenarbeit mit der Freien Universität Bozen das Forschungsprojekt DROMYTAL. Ziel des Projekts ist es eine innovative Bekämpfungsmethode gegen die Kirschessigfliege Drosophila suzukiizu entwickeln. Zu diesem Zweck entwickeln die Forscher des Versuchszentrums Laimburg eine Köderfalle, die auf einer sog. „Attract-and-Kill-Strategie“ beruht: Dazu entwickeln sie einen Hefelockstoff, dem ein geeignetes Insektizid zugesetzt wird, und als Formulierung den Schädling auf gezielten Flächen anlockt und tötet. Entomologen und Chemiker des Versuchszentrums Laimburg ergründen nun zusammen mit Mikrobiologen der Freien Universität Bozen, welche in den Hefen enthaltenen Moleküle für die Kirschessigfliege am attraktivsten sind. Die von Daniela Eisenstecken in den USA erworbenen Kenntnisse haben sich bereits als wertvoll für dieses Projekt erwiesen, da die betreffenden Moleküle mit den neuen Methoden besonders genau untersucht und identifiziert werden können und dadurch auch wirksamere Köderfallen entwickelt werden können.

In Südtirol hat die aus Südostasien stammende invasive Drosophila suzukiiseit 2011 erhebliche Schäden in der Landwirtschaft verursacht. Besonders betroffen sind das Beeren- und Steinobst sowie Trauben der lokalen Rebsorte Vernatsch. Das Projekt DROMYTAL wird vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE 2014–2020, „Investitionen in Wachstum und Beschäftigung“) finanziert.