Dr. Torsten Meiners
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31.12.2019

Unser nicht zielgerichteter Metabolom-Ansatz in Kombination mit Untersuchungen der Fraßaktivität liefert den ersten Nachweis des kausalen Zusammenhangs zwischen abschreckenden sekundären Pflanzenstoffen und der Fraßaktivität von Rapsglanzkäfern. Im Projekt konnten mehrere Kreuzblütler - Akzessionen identifiziert werden, bei denen eine geringere Fraßaktivität des RGK gegenüber dem Standard Raps (Express) beobachtet wurde. Innerhalb der Rapssorten und Resynthesen fanden sich kaum Resistenzen, nur die Sorte Liho wies eine geringere Fraßschädigung im Vergleich zu Express auf. Dagegen fraßen die RGK über drei Saisons hinweg gegenüber dem Standard deutlich weniger auf weiter entfernt verwandten Kreuzblütlern (Sinapis, Eruca, Raphanus, Camelina, Barbarea, Brassica fruticulosa, Crambe, Diplotaxis); innerhalb der Linien von Sinapis und Eruca gab es Unterschiede in der Fraßaktivität. Weibliche RGK wurden weniger stark in ihrer Fraßaktivität durch die angebotene Pflanzensorte/-art beeinflusst als männliche RGK. Die Analyse von Metabolomprofilen grüner Blütenknospen von Genotypen mit geringer und hoher Fraßschädigung durch RGK ergab Hinweise auf mehrere Glucosinolate, Phenylpropanoide, Flavonoide und Triterpenoide als potentielle Anti-Fraßverbindungen. Die im Dual-Choice-Assays getesteten synthetischen Standardverbindungen zeigten eine stark abschreckende Wirkung von einem Glucosinolat und zwei Triterpenoiden. Düfte einzelner Kreuzblütler (e.g., E. sativa) wirken repellent auf die Käfer, während Düfte anderer Brassicaceen genauso attraktiv oder sogar attraktiver als der Standard-Raps waren. Auch physikalischen Faktoren wie die Knospengröße können einen Einfluss auf die Fraßaktivität der Käfer haben. Im Folgeprojekt CHEMOEKOTRANS werden die erlangten Ergebnisse zur chemischen Abwehr der Brassiaceae gegen den RGK als Grundlage für die Züchtung insektenresistenter Ölrapssorten berücksichtigt.

Es sollen Kenntnisse zur Resistenz von Raps gegen den Rapsglanzkäfer erlangt werden, die es ermöglichen, direkte Pflanzenabwehr von Raps auf züchterischem Wege so zu erhöhen, dass der Einsatz von Insektiziden signifikant reduziert und die Selektion der Käfer auf Insektizidresistenz vermindert werden kann. Das Ziel des Vorhabens ist die Identifikation von 1.) Genotypen mit Resistenz gegen den Rapsglanzkäfer mittels Bioassays, 2.) Schlüsselsubstanzen, auf denen die Resistenz beruht, mit biochemischen Methoden, 3.) weiteren Genotypen mittels Screening mit biochemischen Methoden auf die Produktion der Schlüsselsubstanzen und damit einhergehender Resistenz. Schlüsselverbindungen sind flüchtige und nicht-flüchtige Eiablage- und fraßbeeinflussende Verbindungen sowie Verbindungen, die die Mortalität und Entwicklung der Larven beeinflussen. Zu Screenen sind Brassica-Wildarten oder andere Brassicaceaen wie Camelina sativa, mit Brassica kreuzbare Arten wie Sinapis alba, Arabidopsis Akzessionen, Rapslinien, B. oleracea- oder B. rapa-Genotypen für Raps-Resynthesen. Zunächst erfolgt ein Screening der verschiedenen Rapslinien, Brassicaceen-Arten, Arabidopsis Akzessionen auf Resistenzeigenschaften gegenüber M. aeneus mittels A) Eiablage u. Fraßexperimenten mit Weibchen und B) Entwicklungs-Tests mit Eiern und Larven. Danach werden die flüchtigen und nichtflüchtigen Inhaltsstoffe der verschiedenen Rapslinien mittels Gas- oder Flüssigkeitschromatographie getrennt und mittels massenspektrometrischer Methoden identifiziert. Der Nachweis der Wirksamkeit von Verbindungen resistenter Linien erfolgt durch Auftragen von (High Performance Liquid Chromatography) HPLC – Fraktionen und synthetisierten Verbindungen auf Pflanzen und erneutem biologischem Testen. Anschließend sollen weitere Rapsgenotypen mit diesen antixenotischen oder antibiotischen Substanzen mittels chemischer Analysen identifiziert und dann getestet werden.