Verteidigungsstrategien der Pflanze und mögliche Störungen durch Pflanzenschutzmaßnahmen

Transkript

1 Verteidigungsstrategien der Pflanze und mögliche Störungen durch Pflanzenschutzmaßnahmen Dr. Petra Christiansen-Weniger Firma BorbyControl Spezialberatung Nützlingseinsatz

2 Verteidigungsstrategien der Pflanze Langsam entsteht für uns ein Bild von inkompatiblen Wirt - Parasit - Beziehungen, die auf ad-hoc Reaktionen der Pflanze beruhen und eine ausgefeilte Verteidigungsstrategie der Pflanze offenbaren. Es sind ihre eigenen Hormone, die uns einen Hinweis auf eine Kommunikation von Pflanze zu Pflanze oder von Pflanze zu Schädling und Nützling geben.

3 Phytohormone alt Auxine Gibberelline Cytokinine Abscisinsäure neu Brassinosteroide Salicylsäure Jasmonate Pollenbildung Abwehr Ethylen

4 Die Pflanze wehrt sich gegen Angriffe: 1. Jasmonate sind in fast allen Pflanzenarten, in Algen und Pilzen nachgewiesen worden. 2. Die Konzentration in der Pflanze ist gering, steigt aber eine Stunde nach einer Verletzung stark an. 3. In der Jasmonat-Signalkette einer Abwehrreaktion wirkt es nicht direkt, sondern aktiviert verschiedene Gene, je nach Ursache des Angriffs. 4. Die aktivierten Gene produzieren Abwehrstoffe. 5. Die Abwehrreationen sind äußerst vielfältig: Gift, Hemmstoffe, Lockstoffe.

5 Entstehung molekularer Signalketten bei einem Angriff auf die Pflanze

6 Herbivorenabwehr im Blatt Einige Pflanzen produzieren Gifte Die meisten anderen Pflanzen produzieren Proteaseinhibitoren Der Anstieg von Jasmonat aktiviert Proteaseinhibitor-Gene. Damit steigt die Menge an Proteaseinhibitoren. Proteaseinhibitoren beeinträchtigen die Verdauung von Schädlingen und reduziert so die Nachkommenschaft.

7 Wie reagiert der Schädling auf die Abwehr? Der Schädling kann giftige Pflanzen besiedeln und das Pflanzengift in seinem Körper für ihn ungefählich einlagern. Keinen Nützling muss er dann fürchten. Das trifft nur für Spezialisten zu.

8 Tabak Wildform Tabak mit Jasmonat - Störung Emgoasca leafhoppers attack wild tobacco plants in a jasmonate-dependent manner and identify jasmonate mutants in natural populations. M.Kallenbach et al. (2012). Proc. Nat. Acad. Sciences USA. DOI: /pnas

9 Der Schädling gibt Stoffe an die Pflanze ab, die die Jasmonatkette und damit die Pflanzenabwehr stören. oder noch besser: Er lebt in Symbiose mit Pathogenen, die die Fähigkeit zur Unterbrechung der Jasmonatkette bereits haben.

10 Verschiedene Insekten haben Strategien komplexer tritrophischer (Insekt Erreger Pflanze) Interaktionen entwickelt, um die Jasmonat gesteuerte Abwehr des Wirtes zu umgehen. Kemal Kazan, and Rebecca Lyons( 2014). Plant Cell 26:

11 Der Ruf nach dem Nützling Die Pflanze sendet molekulare Botschaften an die Umgebung ab

12 Was nimmt der Nützling wahr? Die Abgabe flüchtiger Substanzen wie der Jasmonsäure ist für die Wirtsfindung der Nützlinge entscheidend. Ihr werden folgende Eigenschaften und Inhalte zugeschrieben: 1. Anlocken von Nützlingen über weite Entfernungen 2. Die Mixtur der flüchtigen Substanzen sagt etwas über die Schädlingsart aus 3. Informationen über die Schädlingsdichte auf der Pflanze

13 Abwehr oder Wachstum die Pflanze muss sich zwischen beiden entscheiden die Verteidigungsfähigkeit der Pflanze wird negativ beeinflußt durch: Lichtmangel (UV-B fördert wichtige JA-Antworten) Nahrungsmangel Platzmangel Züchtung (männlich sterile Pflanzen sind dieses u.u. aufgrund einer Unfähigkeit, Jasmonate zu bilden) Krankheitsbefall Pestizide

14 Spinnmilbenbefall auf Neonicotinoid behandelten Kulturen Szczepaniec, A., M.J.Raupp, R.D.Parker, D.Kerns & M.D.Eubanks (2013). Neonicotinoid insecticides alter induced defenses and increase susceptibility to spider mites in distantly related crop plants. PLOS8(5): e62620

15 Signalketten der Abwehr im Kontext anderer Phytohormone Carlos L. Ballaré (2011), Jasmonate-induced defenses: a tale of intelligence, collaborators and rascals. Trends in Plant Science Vol 16, Issue 5, Pages

16 Fazit Die Pflanze hat hochentwickelte Möglichkeiten der Selbst- und Fremdverteidigung. Für den Schädling ist es eine Herausforderung, diese Verteidigungsstrategien zu umgehen. Für uns ist es eine Herausforderung, der Pflanze ihre Verteidigungsstrategien nicht zu nehmen!

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