Maisschädlinge Abwehrstrategien gegen Maisschädlinge

Ein internationales Wissenschaftlerteam hat transgene Maispflanzen entwickelt, die den Lockstoff (E)-beta-Caryophyllen abgeben. Freilandversuche haben gezeigt, dass dadurch angelockte Fadenwürmer Maisschädlinge effektiv bekämpfen.

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Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Jena – Max-Planck-Wissenschaftler haben zusammen mit Kollegen der Universität Neuchâtel in der Schweiz, der TU München und dem United States Department of Agriculture an der University of Missouri, USA, transgene Maispflanzen getestet, die über ihre Wurzeln den natürlichen Lockstoff (E)-beta-Caryophyllen in den Erdboden abgeben. (E)-beta-Caryophyllen lockt Nematoden an, die Raupen des Maiswurzelbohrers angreifen und töten. In Freisetzungsversuchen waren die Anzahl überlebender Schädlinge und der Schaden an den Wurzeln deutlich reduziert. Durch die Art der natürlichen Verteidigung ist nach Ansicht der Forscher ein umweltschonender Anbau von Mais durch verringerten Einsatz von synthetischen Insektiziden möglich.

Maisschädlinge natürlich bekämpfen

„Viel umweltfreundlicher als der Einsatz von Insektiziden wäre der von natürlichen Fraßfeinden des Käfers“, ist Jörg Degenhardt deshalb überzeugt. Zusammen mit Sergio Rasmann und Ted Turlings von der Universität Neuchâtel in der Schweiz und Jonathan Gershenzon vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena hatte der kürzlich an die Universität Halle berufene Wissenschaftler vor vier Jahren entdeckt, dass angefressene Maiswurzeln Wildarten spezieller Würmer (Nematoden) anlocken, indem sie den Duftstoff (E)-beta-Caryophyllen in den Boden abgeben. Die meisten nordamerikanischen Maissorten konnten trotz Maiswurzelbohrerbefall keine Nematoden mehr anlocken. Im Verlauf konventioneller Maiszüchtung durch den Menschen in diesen Sorten könnte die Fähigkeit zur Abgabe des Nematoden-Lockstoffes verloren gegangen sein.

Generierung transgener Maispflanzen

Zusammen mit Monika Frey von der TU München transformierte Jörg Degenhardt Maispflanzen, die kein (E)-beta-Caryophyllen erzeugen können, mit einem Gen, das ein (E)-beta-Caryophyllen erzeugendes Enzym kodiert. Deren Wurzeln konnten nun kontinuierlich (E)-beta-Caryophyllen in den Erdboden abgeben. Ivan Hiltpold testete daraufhin in Freisetzungsexperimenten zusammen mit Bruce Hibbard von der Universität Missouri und dem United States Department of Agriculture, wie die Pflanzen Maiswurzelbohrerattacken überstehen.

„Die Freilandstudien zeigten, dass (E)-beta-Caryophyllen abgebende transgene Pflanzen die Effektivität der nematodenvermittelten Bekämpfung von Maiswurzelbohrerraupen deutlich erhöhten“, so Hiltpold. In Parzellen mit transgenen Maispflanzen, die (E)-beta-Caryophyllen produzieren konnten, fand er weitaus weniger Wurzelschäden und ein um 60 Prozent vermindertes Auftreten von Diabrotica-Käfern im Vergleich zu Parzellen mit nicht-transgenem Mais. Dieser Wirkungsgrad entspricht der Effizienz der synthetischen, gegen Diabrotica eingesetzten Insektizide.

Originalveröffentlichung: Degenhardt, J. et al.: Restoring a maize root signal that attracts insect-killing nematodes to control a major pest. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Early Edition, 3.-7. August 2009, DOI: 10.1073/pnas.0906365106

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