Refine
Keywords
- nontarget insects (1) (remove)
-
Tritrophische Interaktionen zwischen transgenem, insektenresistentem Bacillus thuringiensis-Mais, dem Herbivoren Chilo partellus (Lepidoptera: Crambidae) und dem Parasitoiden Cotesia flavipes (Hymenoptera: Braconidae)
(2004)
- Die Untersuchung der Wirkung transgener insektenresistenter Pflanzen auf entomophage Insekten ist von Bedeutung, denn Räuber und Parasitoide können eine wichtige Rolle als Gegenspieler von phytophagen Schädlingen spielen. In der vorliegenden Arbeit wurde exemplarisch die wirtsvermittelte Wirkung von transgenem insektenresistentem Bacillus thuringiensis-Mais („B.t.-Mais“) auf den gregären koinobionten larvalen Endoparasitoiden Cotesia flavipes (Hymenoptera: Braconidae) unter Laborbedingungen untersucht. Als Wirt diente Chilo partellus (Lepidoptera: Crambidae). C. partellus ist einer der wirtschaftlich bedeutendsten Schädlinge an Mais und Hirse in Afrika, der mittlerweile in Kenia von C. flavipes wirksam dezimiert wird. B.t.-Mais synthetisiert ein bakterielles Protein mit insektizider Wirkung, das B.t. delta-Endotoxin. Das B.t.-Toxin schädigt das für die Verdauung wichtige Mitteldarmepithel von Insekten, daher wurden die Waldbauerschen Verdaungsparameter von C. partellus nach Aufnahme von B.t.- bzw. Kontrollmais bestimmt. Ferner wurden life history Parameter von C. flavipes ermittelt. Da C. partellus-Larven nach Aufnahme von B.t.-Mais starben, bevor der Parasitoid seine Larvalentwicklung vollenden konnte, wurde mit verdünnten B.t.-Mais-Suspensionen gearbeitet, die auf Blätter von Kontrollmaispflanzen aufgetragen bzw. in Stängelstückchen von Kontrollmaispflanzen injiziert wurden. Jüngere C. partellus-Larven fressen an Blättern, ältere in Stängeln, deswegen wurde mit beiden Pflanzenteilen experimentiert. Nicht parasitierte C. partellus-Larven verschiedener Stadien nahmen in der B.t.-Gruppe weniger Nahrung auf als in der Kontrolle. Die Ursache der verringerten Nahrungsaufnahme lag möglicherweise in einer gegenüber der Kontrolle verlangsamten Darmpassage der Nahrung. Auch das Wachstum war gegenüber der Kontrolle verringert. Dies könnte die Folge der verringerten Nahrungsaufnahme, eines Mangels an Wasser oder eines Mangels an Proteinen sein, denn das B.t.-Toxin kann die Absorption von Aminosäuren blockieren und zu Flüssigkeitsverlust führen. Ferner war der Anteil der verdauten Nahrung, der in Körpermasse umgewandelt wurde, gegenüber der Kontrolle reduziert. Ein Grund dafür könnte in dem gegenüber der Kontrolle erhöhten energetischen Aufwand für die Regeneration des Mitteldarmepithels liegen. Die Wirkungen der B.t.-Mais-Suspension auf die Verdauungsparameter von C. partellus waren bei Gabe von Blatt- und Stängelfutter ähnlich und stimmen mit Literaturdaten überein. Wurden jedoch parasitierte C. partellus-Larven mit Maisblättern gefüttert, konnte kein einziger Parasitoid seine Lavalentwicklung im Wirt vollenden und sich verpuppen. Daher wurden parasitierte C. partellus-Larven im folgenden nur noch mit Stängelstückchen gefüttert. Diese sind möglicherweise aufgrund ihres gegenüber Blättern erhöhten Proteingehaltes für ältere C. partellus-Larvalstadien ernährungsphysiologisch geeigneter als Blätter. Parasitierte C. partellus-Larven nahmen während der ersten 4 Tage des Versuchs in der B.t.-Gruppe weniger Nahrung auf als in der Kontrolle. Ab dem fünften Tag war der Unterschied jedoch nicht mehr signifikant. Dies lag möglicherweise am Schlupf der Parasitoid-L1-Larven im Wirt, denn Parasitoiden können die Nahrungsaufnahme des Wirtes in Abhängigkeit von ihrem Larvalstadium beeinflussen. Verschiedene life history Parameter von C. flavipes waren gegenüber der Kontrolle beeinträchtigt. So konnte der Parasitoid nur in wenigen Wirten seine Entwicklung erfolgreich beenden, wenn der Wirt B.t.-Mais-Suspension aufgenommen hatte. Ferner war das Gewicht von Puppen, Kokons, Kokonspinnseide und adulten Parasitoiden gegenüber der Kontrolle verringert. Das Gewicht von Parasitoidweibchen ist ein Maß für Fitness, denn größere Weibchen haben oft eine längere Lebensdauer und produzieren mehr Eier als kleinere. Nur in der B.t.-Gruppe ergaben sich hochsignifikant negative Korrelationen zwischen der vom Wirt aufgenommenen Nahrungsmenge und der Anzahl an Parasitoid-Kokons pro Wirt. Darüberhinaus war die vom Wirt aufgenommene Nahrungsmenge nur in der B.t.-Gruppe mit der Entwicklungsdauer des Parasitoids positiv korreliert. Wahrscheinlich nahm die Menge des aufgenommenen B.t.-Toxins mit der aufgenommenen Nahrungsmenge zu. Höhere Toxinmengen führten dabei zu einer Erhöhung der Mortalität der Parasitoidlarven im Wirt bzw. verlangsamten die Entwicklung des Parasitoids. Die anhand des tritrophischen Modellsystems der vorliegenden Studie gezeigten Methoden könnten auch auf andere tritrophische Systeme mit verschiedenen Arten von transgenen Pflanzen übertragen werden, die insektizide Proteine synthetisieren. Da diese Proteine auf das Verdauungssystem wirken, wäre eine Bestimmung der Verdauungsparameter bei Herbivoren und Prädatoren sinnvoll. Wie in der vorliegenden Studie angedeutet, kann die Bestimmung der Verdauungsparameter zu einem genaueren Verständnis der Faktoren beitragen, die die Entwicklung des Parasitoids (oder Prädators) bestimmen.
