Molekulare Arterkennung und Erfassung der Diversität von Engerlingen in der Himalaya Hindukusch-Region

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1 Molekulare Arterkennung und Erfassung der Diversität von Engerlingen in der Himalaya Hindukusch-Region Corinna Wallinger, Daniela Sint, Bettina Thalinger, Johannes Oehm & Michael Traugott Universität Innsbruck, Institut für Ökologie Trophic and Applied Ecology

2 Himalaya Hindukusch Bildquelle:

3 Himalaya Hindukusch Bildquelle: Daniela Sint

4 Himalaya Hindukusch Bildquelle: Daniela Sint

5 Himalaya Hindukusch Bildquelle: Daniela Sint Kartoffel

6 Himalaya Hindukusch Bildquelle: Daniela Sint Kartoffel

7 Das Problem Bildquelle: Bildquelle: Engerlinge im Boden lebende Larven von Blatthornkäfern fressen Wurzeln von Gräsern und Getreide und zerstören damit die Pflanzen völlig verursachen massive Schäden an wichtigen Nahrungsmitteln wie Kartoffeln seit Jahren massiver Befall auf Feldern in Hindukusch Region

8 Das Problem Bildquelle: Bildquelle: Engerlinge im Boden lebende Larven von Blatthornkäfern fressen Wurzeln von Gräsern und Getreide und zerstören damit die Pflanzen völlig verursachen massive Schäden an wichtigen Nahrungsmitteln wie Kartoffeln seit Jahren massiver Befall auf Feldern in Hindukusch Region

9 Lösungsansätze Bildquelle: Bildquelle: Daniela Sint Bildquelle: Bildquelle: Engerlinge Änderung der Anbaumethoden massiver Einsatz von Insektizid Biologische Bekämpfung mittels Pilzen, Nematoden

10 Lösungsansätze Bildquelle: Engerlinge Biologische Bekämpfung mittels Pilzsporen, Nematoden + sind auf Art oder Gruppe von Engerlingen spezialisiert schädigende Einflüsse auf andere Tiere & Menschen unwahrscheinlich Kenntnis der Engerlingarten notwendig

11 Das Problem Rhätisches Grauvieh Bildquelle: Bildquelle: Anomala dimidiata Welche Larve gehört zu welchem Käfer?

12 Das Problem? Bildquellen:

13 Lösungsansätze?

14 Zielsetzung Artbestimmung der Engerlinge der häufigsten Blatthornkäfer Ermessen des Schadensausmaßes Einsatz biologischer Bekämpfung

15 DNA als Werkzeug DNA Barcoding eindeutig einer Art, Gattung, Familie zuordenbarer DNA-Abschnitt für alle Individuen der Zielart identisch IDENTISCH

16 DNA als Werkzeug unbekannter Engerling DNA-Extraktion PCR IDENTISCH Sequenzierung Identifikation anhand von DNA-Barcode + = Mimela bicolor

17 Vorgehensweise 1. Artbestimmung der adulten Blatthornkäfer 2. DNA-Barcoding bei adulten Käfern 3. Aufsammlung von Engerlingen in Bhutan, Nepal & Pakistan 4. DNA-Barcoding bei Engerlingen 5. Zuordnung der Engerlinge durch Abgleich mit den DNA-Barcodes der adulten Käfer

18 Durchführung 1. Artbestimmung der adulten Blatthornkäfer 31 Arten bestimmt (Dr. Schawaller; Stuttgart)

19 Durchführung 1. Artbestimmung der adulten Blatthornkäfer 31 Arten bestimmt (Dr. Schawaller; Stuttgart) 2. DNA Sequenzierung der adulten Käfer 135 DNA-Barcodes einzelner Individuen für 23 identifizierte Gruppen (Art, Gattung) DNA-Barcodes A 40 A 41 Heteronychus lioderes

20 Durchführung 3. Aufsammlung von Engerlingen in Bhutan, Nepal & Pakistan 2012 in 5 Regionen, auf je 5 Feldern pro Land 2233 Larven in Alkohol nach Innsbruck

21 Field-code #_grubs Field-code #_grubs Field-code #_grubs Larvenaufsammlung Nepal #_grubs Bhutan #_grubs Pakistan #_grubs Region1 670 Region1 16 Region1 58 Region2 288 Region2 3 Region2 28 Region3 182 Region3 2 Region3 114 Region4 515 Region4 35 Region4 79 Region5 129 Region5 11 Region5 103 total sum 1784 sum 67 sum

22 Durchführung 3. Aufsammlung von Engerlingen in Bhutan, Nepal & Pakistan 2012 in 5 Regionen, auf je 5 Feldern pro Land 2233 Larven in Alkohol nach Innsbruck 4. DNA Sequenzierung der Engerlinge 2005 DNA-Barcodes einzelner Individuen

23 Durchführung 4. DNA Sequenzierung der Engerlinge

24 Durchführung 5. Zuordnung der Engerlinge durch Abgleich mit den adulten Käfer 2,140 DNA-Barcodes H H Heteronychus lioderes

25 Erste Resultate ca. 15% der Sequenzen von Larven konnte einer bestimmten Käferart zugeordnet werden die übrigen Larven wurden zu Operational Taxonomic Units (OTU) zusammengefasst große Diversität an Larvengruppen (OTUs) bei den Engerlingen häufig dominiert eine Blatthornkäferart pro Feld

26 Ausblick Analyse der Umweltparameter in Zusammenhang mit Verteilung der Larvengruppen: Was für eine Rolle spielen Boden- und Klimaparameter für die Verteilung und Dichten der Engerlinge Was für eine Rolle spielen Fruchtfolge, Komplexität des Landschaft und Art der Bewirtschaftung?

27 Danke Call 2012 Sustainable potato pest management in the Hindu Kush-Himalaya region