BRAIN Biotech kooperiert mit Syngenta bei biologischem Pflanzenschutz

Biologische Lösungen sollen in der Landwirtschaft eine größere Rolle spielen. Sie können chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel ergänzen, Pflanzen widerstandsfähiger gegen Umweltstress machen oder die Aufnahme von Nährstoffen verbessern. Doch aus einem vielversprechenden Mikroorganismus, der all diese Wunderwirkung auf einer Pflanze entfalten kann wird nicht automatisch ein marktfähiges Produkt. Die Entwicklung verlangt nicht nur ein Verständnis der biologischen Wirkmechanismen, sondern auch robuste Produktionsverfahren, stabile Formulierungen und den Nachweis einer reproduzierbaren Wirkung unter wechselnden Bedingungen. Genau in diesem Feld wollen BRAIN Biotech und Syngenta künftig zusammenarbeiten.

Mikrobiologie trifft Pflanze

Die beiden Unternehmen haben eine strategische Kooperation vereinbart, um biologische Pflanzenwirkstoffe mithilfe synthetischer Biologie zu entwickeln. BRAIN Biotech bringt dafür seine Expertise in der Identifizierung und Optimierung mikrobieller Stämme sowie Zugang zum firmeneigenen BioArchive ein. Die Sammlung umfasst nach Unternehmensangaben Zehntausende unterschiedliche mikrobielle Stämme. Syngenta steuert seine Erfahrung in der Entwicklung und Vermarktung biologischer Lösungen für die Landwirtschaft bei.

Für BRAIN ist die Zusammenarbeit ein weiterer Anwendungsbereich für die industrielle Biotechnologie. Das Unternehmen identifiziert und optimiert Mikroorganismen unter anderem für die Produktion von Enzymen und Biomolekülen. Dieses Know-how lässt sich grundsätzlich auch auf landwirtschaftliche Anwendungen übertragen: Gesucht werden Mikroorganismen oder deren Stoffwechselprodukte, die Pflanzen vor Krankheitserregern schützen, ihre Entwicklung fördern oder ihre Reaktion auf Umweltstress verbessern können.

„Wir sehen diese Zusammenarbeit als hervorragende Möglichkeit, unser umfangreiches Instrumentarium im Bereich der industriellen Biotechnologie mit der Größe und den praxisnahen Erkenntnissen von Syngenta zu verbinden“, sagt Martin Langer, Executive Vice President bei BRAIN Biotech. Syngenta wolle gemeinsam mit BRAIN „die Grenzen der Wissenschaft im Bereich der biologischen Pflanzenschutzmittel erweitern“, erklärt Jérôme Cassayre, Leiter der biologischen Forschung bei Syngenta.

Mehr als biologische Pflanzenschutzmittel

Der Begriff Biologicals umfasst in der Landwirtschaft unterschiedliche Produktklassen. Syngenta unterscheidet dabei drei wesentliche Bereiche: Biologische Pflanzenschutzmittel (Biocontrols) richten sich gegen Schädlinge und Krankheitserreger. Biostimulanzien sollen dagegen die natürlichen Prozesse in der Pflanze oder ihrer unmittelbaren Umgebung beeinflussen. Sie können beispielsweise das Wurzelwachstum fördern, die Nährstoffaufnahme verbessern oder die Widerstandsfähigkeit gegen Trockenheit und Temperaturschwankungen erhöhen. Eine dritte Gruppe zielt auf eine effizientere Nutzung von Nährstoffen wie Stickstoff, Phosphor und Kalium ab.

Die Wirkstoffe können aus sehr unterschiedlichen Quellen stammen: lebende Bakterien und Pilze, Pflanzen- und Algenextrakte, mikrobielle Stoffwechselprodukte, Proteine oder andere biologische Moleküle. Entsprechend unterschiedlich sind auch die Anforderungen an ihre Entwicklung. Ein Mikroorganismus, der einen Schaderreger direkt bekämpft, muss andere Eigenschaften mitbringen als ein Bakterium, das die Nährstoffversorgung einer Pflanze verbessert.

Syngenta beschäftigt sich bereits seit Jahren mit diesen Produktklassen. In einem eigenen Überblick zur Entwicklung von Biologicals beschreibt das Unternehmen die Suche nach geeigneten Kandidaten als mehrstufigen Prozess. Bei mikrobiellen Ansätzen können zunächst Tausende lebende Zellen oder Extrakte untersucht werden, von denen am Ende nur wenige als aussichtsreiche Kandidaten übrig bleiben. Genomik und Metabolomik helfen dabei, die Auswahl zu beschleunigen und die biologischen Eigenschaften besser zu verstehen.

Auch die Entwicklung von Biostimulanzien ist komplex. Anders als bei einem klassischen Pflanzenschutzmittel mit einem definierten chemischen Wirkstoff können natürliche Extrakte aus zahlreichen Komponenten bestehen. Entscheidend ist dann nicht nur, welche Substanzen enthalten sind, sondern auch, in welchem Verhältnis sie kombiniert werden und welche pflanzenphysiologischen Prozesse sie beeinflussen. Die Produktentwicklung ist damit eine komplexe Abfolge aus der Auswahl geeigneter Ausgangssubstanzen, molekularen und pflanzenphysiologischen Untersuchungen sowie anschließender Formulierungs- und Feldentwicklung.

Vom Labor aufs Feld: Die eigentliche Herausforderung

Die Identifizierung eines vielversprechenden Stammes ist nur der Anfang. Ein biologischer Wirkstoff muss sich in ausreichender Menge und gleichbleibender Qualität produzieren lassen. Bei lebenden Mikroorganismen ist das eine besondere Herausforderung: Fermentationsbedingungen, Nährstoffversorgung und Prozessführung müssen so kontrolliert werden, dass die gewünschten Eigenschaften des Stammes auch im industriellen Maßstab erhalten bleiben. Denn Mikroorganismen haben auch mal „schlechte“ Tage, ändern ihren Stoffwechsel nach den vorherrschenden Umweltbedingungen und liefern nicht 24/7 konstant wie eine Maschine ab.

Hinzu kommt die Formulierung als Präparat, als Zugabe für die landwirtschaftliche Anwendung. Mikroorganismen reagieren empfindlich auf Temperatur, Feuchtigkeit und Lagerbedingungen. Sie müssen in einem Produkt stabil bleiben, sich mit anderen Mitteln vertragen und nach der Ausbringung noch ausreichend aktiv sein. Syngenta macht in der eigenen Unternehmenskommunikation auf die geringere Stabilität biologischer Produkte gegenüber konventioneller Chemie aufmerksam. Die Formulierung muss daher Haltbarkeit, Schutz vor Kontamination und die Verträglichkeit mit den übrigen Inhaltsstoffen sicherstellen.

Noch schwieriger kann der Nachweis der Wirkung im Feld sein. Ein Mikroorganismus, der im Labor oder Gewächshaus gute Ergebnisse liefert, muss unter unterschiedlichen Bodenbedingungen, Klimaverhältnissen und Anbausystemen nicht zwangsläufig ebenso gut funktionieren. Die Wirkung kann davon abhängen, ob sich ein Bakterium an den Wurzeln ansiedeln kann, wie es mit der vorhandenen Bodenmikrobiologie interagiert oder ob die Witterung seine Aktivität beeinträchtigt. Die Europäische Kommission weist selbst darauf hin, dass mikrobielle Pflanzenschutzmittel unter optimalen Bedingungen ähnlich wirksam sein können wie chemische Mittel, bei ungünstigeren Bedingungen aber weniger zuverlässig funktionieren können.

Hier könnte die Kombination der Kompetenzen beider Partner ansetzen: BRAIN kann die Suche nach geeigneten Stämmen und deren gezielte Optimierung unterstützen, während Syngenta über Erfahrung in der Produktentwicklung, Formulierung und Prüfung unter landwirtschaftlichen Anwendungsbedingungen verfügt. Die Kooperation verbindet damit die frühe biologische Forschung mit den Anforderungen an ein Produkt, das Landwirte später tatsächlich einsetzen können.

Zwei Produktklassen, zwei regulatorische Wege

Eine weitere Hürde ist die Regulierung. Für biologische Pflanzenschutzmittel gilt in der EU grundsätzlich die Pflanzenschutzmittelverordnung 1107/2009. Dabei wird zunächst der Wirkstoff auf EU-Ebene bewertet und genehmigt. Anschließend müssen die einzelnen Produkte mit diesem Wirkstoff in den Mitgliedstaaten zugelassen werden. Untersucht werden unter anderem mögliche Auswirkungen auf Menschen, Tiere und Nichtzielorganismen sowie die Wirksamkeit. Für Mikroorganismen wurden die Datenanforderungen zwar 2022 angepasst, um ihre besonderen biologischen Eigenschaften besser zu berücksichtigen. Die Zulassung bleibt dennoch anspruchsvoll.

Wie langwierig der Weg sein kann, zeigt eine Entschließung des Europäischen Parlaments vom November 2025, die im April 2026 im Amtsblatt veröffentlicht wurde. Darin wird für biologische Bekämpfungsmittel je nach Produktklassifizierung eine Zeitspanne von bis zu zehn oder 15 Jahren zwischen Antragstellung und Markteinführung genannt. Die Kosten für die Zulassung eines Wirkstoffs einschließlich Datengenerierung, Gebühren und nationaler Produktzulassungen schätzt das Parlament auf 1,5 bis 4 Mio. Euro. Als Probleme werden unter anderem fehlende Fachkenntnisse und Kapazitäten bei den zuständigen Behörden sowie Datenanforderungen genannt, die nicht immer ausreichend auf die Besonderheiten biologischer Wirkstoffe zugeschnitten seien.

Für Biostimulanzien gilt dagegen ein anderer Rahmen. Sie fallen unter die EU-Düngeprodukteverordnung 2019/1009. Ein Pflanzen-Biostimulans soll die Ernährungsvorgänge der Pflanze unabhängig vom eigentlichen Nährstoffgehalt stimulieren und beispielsweise die Effizienz der Nährstoffnutzung, die Toleranz gegenüber abiotischem Stress oder bestimmte Qualitätsmerkmale verbessern. Für Produkte, die als EU-Düngeprodukt mit CE-Kennzeichnung vermarktet werden, gelten entsprechende Anforderungen an Zusammensetzung, Sicherheit und Funktion. Das ist nicht mit einer Pflanzenschutzmittelzulassung gleichzusetzen, sondern gilt als der leichtere Weg.

Die Abgrenzung ist auch für die Entwicklung entscheidend: Ein Mikroorganismus kann je nach beabsichtigter Funktion und Produktversprechen unter unterschiedliche regulatorische Anforderungen fallen. Soll er einen Krankheitserreger bekämpfen, bewegt sich das Produkt im Pflanzenschutzrecht. Soll er dagegen die Nährstoffaufnahme oder Stresstoleranz der Pflanze verbessern, kann es sich um ein Biostimulans handeln. Die konkrete Einordnung hängt von der beanspruchten Funktion ab.

Strategischer Zugang zu biologischer Vielfalt

Für BRAIN Biotech ist die Kooperation mit Syngenta damit eine Gelegenheit, die eigene Expertise in der mikrobiellen Entwicklung in einem weiteren industriellen Anwendungsfeld einzusetzen. Das BioArchive bietet dafür eine breite Ausgangsbasis. Die Sammlung allein ist allerdings noch kein Wettbewerbsvorteil, der sich automatisch in neue Produkte übersetzt. Entscheidend wird sein, wie schnell sich daraus Stämme mit klar definierten Eigenschaften identifizieren, optimieren und in robuste Produktions- und Formulierungsprozesse überführen lassen.

Syngenta wiederum erhält Zugang zu einer zusätzlichen Quelle mikrobieller Vielfalt und zu BRAINs Methoden der Stammentwicklung. Das ist strategisch interessant, weil die Entwicklung biologischer Lösungen nicht nur eine Frage der Wirkstoffsuche ist, sondern zunehmend auch der gezielten Verbesserung von Leistungsfähigkeit, Stabilität und Reproduzierbarkeit.

Ähnlich wie im Fußball gilt in der Landwirtschaft ganz besonders: Wichtig ist auf dem Platz. Dort auf dem Acker oder dem großen Gewächshaus wird sich entscheiden, ob neue mikrobiologische Produkte eine Verbesserung bringen.