Nematicidal, Phytotoxic and Brine Shrimp Lethality Activity of Some Allium Species and Their Bioactive Sulfur Compounds

Das stetige Wachstum der Erdbevölkerung bedingt auch immer weiter zunehmende Anforderungen an die Versorgung von Mensch und Tier mit Nahrungsmitteln. Die Landwirtschaft trägt hierbei die Hauptrolle. Wie bei humanen Parasiten oder anderen Pathogenen gibt es auch bei Nutzpflanzen verschiedenste Schädlinge und Krankheiten, die großen Einfluss auf die Ernte haben. Ein Beispiel hierfür sind Nematoden; dabei handelt es sich um mikroskopisch kleine Würmer, die als Parasiten verschiedenste Nutzpflanzen befallen können. Wurzelgallennematoden werde zu den am schwierigsten zu behandelnden Nematoden gezählt; sie dringen in die Wurzeln der Wirtspflanze ein, nutzen die dort vorhandenen Nährstoffe und vermehren sich. Bis dato existieren mehrere Methoden, um Nematoden-Befall zu behandeln; jedoch ist keine dieser Methoden ideal, da sie entweder teuer oder eine stark toxische Wirkung auf Mensch und Umwelt haben. Viele chemische Substanzen, die theoretisch zur Behandlung eines Nematodenbefalls geeignet sind, sind umweltgefährdend und haben eine ungenügende Sicherheit. Eine dieser Chemikalien ist Brommethan, welches als Schädlingsbekämpfungsmittel aufgrund seiner neurotoxischen, reproduktionsschädigenden und umweltgefährdenden Eigenschaften 2005 verboten wurde. Als Alternative bieten sich Naturstoffe an. Spezies der Gattung Allium werden in der Volksmedizin seit dem Altertum verwendet. Von den mehr als 750 Spezies der Gattung, die es weltweit gibt, wurden nur die wenigsten auf nematozide Eigenschaften untersucht. In dieser Arbeit wurden von einigen ausgewählten Spezies Extrakte der Zwiebel und der Blüte hinsichtlich ihrer nematoziden Wirkungen erforscht. Die Allium-Proben wurden in Zentralasien und dem Mittleren Osten wild gesammelt, oder kamen aus der Sammlung des IPK-Gatersleben in Deutschland. Die Zwiebeln und Blüten wurden mittels Ethylacetat extrahiert. Eine Kultur von Nematoden (Meloidogyne incognita) wurde durch Infektion von Tomatenpflanzen (Solanum lycopersicum) erhalten. Die Ethylacetatextrakte wurden hinsichtlich ihrer Aktivität gegen Meloidogyne incognita, als typische Wurzelgallennematode, getestet. Die Extrakte mit der stärksten nematoziden Wirkung wurden daraufhin auf ihre Phytotoxizität sowie ihrer Toxizität gegenüber Artemia salina L. getestet. Es wurden die Wirkstoffe der vier Extrakte untersucht die den stärksten nematoziden Effekt erzielten. Dafür wurden die einzelnen Extrakte fraktioniert und jede dieser Fraktionen auf Aktivität geprüft. Die in diesem Prozess für die nematozide Aktivität verantwortlichen Verbindungen wurden mittels Massenspektrometrie und NMR-Spektroskopie im Vergleich zu Literaturangaben bestimmt. Es zeigte sich, dass in A. ampeloprasum Allicin die wirksamste Verbindung darstellt. In A. stipitatum wurden zwei Verbindungen mit nematozider Eigenschaft gefunden; dabei handelt es sich um 2-(Methyldithio)pyridin-N-oxid und [(Methylthiomethyl)dithio]pyridin-N-oxid.