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Mais gegen Schadraupe: vorgewarnt ist besser geschützt

pressemitteilung vom 4. Dezember 2006

Wird Mais von einer pflanzenfressende Raupe befallen, sondert er duftende Moleküle ab, die es den benachbarten Pflanzen erlauben, sich auf einen Angriff des Schädlings vorzubereiten und diesen besser abzuwehren. Dies ist eine der Entdeckungen, die eine Forschergruppe des Nationalen Forschungsschwerpunkts (NCCR) «Überlebenserfolg von Pflanzen» nach Abschluss einer Studie in der internationalen Fachzeitschrift The Plant Journal* publiziert hat.

Wird Mais von der pflanzenfressenden Raupe Spodoptera littoralis befallen, sondert er duftende Substanzen ab, welche die natürlichen Feinde dieses Schadinsekts wie Cotesia marginiventris anlocken. Es handelt sich um eine kleine Wespe, die der verwundeten Pflanze zu Hilfe eilt, indem sie ihre Eier in die herbivore Raupe legt. Diese Strategie ist den Forschern seit mehreren Jahren bekannt. Jetzt allerdings hat ein Team des NCCR «Überlebenserfolg von Pflanzen» eine andere Funktion dieser volatilen Substanzen hervorgehoben.

Unter der Leitung von Ted Turlings, Professor am Labor für evolutive Entomologie an der Universität Neuenburg, haben die Forscher entdeckt, dass diese volatilen Substanzen auch dazu dienen, die Kapazität der Schädlingsabwehr bei den benachbarten gesunden Pflanzen zu erhöhen. Dieses Phänomen wird auf Englisch «airborne priming» genannt. Diese Konditionierung durch volatile Substanzen ermöglicht es der gesunden Pflanze, ihre Abwehrmechanismen gegen diese schädlichen Insekten im Moment, wo sie selber davon befallen wird, schneller zu aktivieren und in wirksamerer Konzentration bereitzustellen. Dass Pflanzen chemische Informationen austauschen, ist hinlänglich bekannt. Hier wird nun aber zum ersten Mal gezeigt,  dass «airborne priming» ein Schutz vor blattfressenden Insekten darstellt.

Jurriaan Ton, Hauptautor der Studie und zurzeit an der Universität in Utrecht (Niederlande) tätig, hat aufgezeigt, dass die chemischen Signale die Pflanze dazu veranlassen, den Ausdruck einer bestimmten Menge von Genen, die im Schädlingsbekämpfungsmechanismus von Pflanzen eine wichtige Funktion einnehmen, steigern. Er konnte beobachten, dass «vorgewarnte» Maispflanzen weniger stark von pflanzenfressenden Raupen befallen wurden als solche, die nicht auf den Angriff vorbereitet waren. Diese vorbeugenden Massnahmen helfen der Pflanze, ihren direkten Abwehrmechanismus zu verstärken. Sie kann in der Folge die toxischen Substanzen, die auf den Stoffwechsel ihrer Frassfeinde einwirken, schneller produzieren.

Ausserdem kann «konditionierter» Mais im Falle eines Befalls durch den Schädling seine aromatischen volatilen Verbindungen schneller absondern. Die Forscher des NCCR «Überlebenserfolg von Pflanzen» beobachteten, dass «konditionierte» Pflanzen, wenn der Cocktail aus den volatilen Verbindungen seine maximale Konzentration erreicht, eine entschieden grössere Anziehungskraft auf die nützlichen Wespen ausüben als «nicht-konditionierte» Pflanzen. Die Vorbereitung durch volatile Substanzen ist also nicht nur eine direkte Abwehrstrategie gegen die Schadinsekten, sondern erhöht auch die Fähigkeit der Pflanze, die natürlichen Feinde der schädlichen Insekten anzulocken.

Diese Entdeckung erweist sich in der Entwicklung neuer Strategien zur Schädlingsbekämpfung als nützlich. Ähnliche Kommunikationsphänomene, die zur Verbesserung der pflanzeneigenen Schädlingsabwehrmechanismen dienen, wurden bei Bohnen, Wüstenbeifuss und wildem Tabak beobachtet.

* Originalartikel:
http://www.blackwell-synergy.com/doi/abs/10.1111/j.1365-313X.2006.02935.x

 

kontakte


Prof. Ted Turlings
Université de Neuchâtel (Suisse)
ted.turlings@unine.ch
Tel +41 32 718 3158


Dr. Jurriaan Ton 
Utrecht University
(The Netherlands)
J.Ton@bio.uu.nl
Tel +31 30 253 6840