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Maiswurzelbohrer vergiftet Nützling

Landwirtschaft

Warum Nematoden keine Chance beim Maiswurzelbohrer haben

Maiswurzelbohrer

In den USA verursacht der Maiswurzelbohrer jährlich Schäden in Milliardenhöhe. Mittlerweile ist der Westliche Maiswurzelbohrer auch in Europa verbreitet. Das Monitoring zeigt in diesem Jahr, dass wieder mehr Käfer als im Vorjahr gefunden werden.

Ein Mittel gegen den Schädling sind insektenpathogene Fadenwürmer, Nematoden. Warum die aber nicht immer erfolgreich sind, hat ein Forscherteam der Universität Bern und dem Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena entschlüsselt.

Aktion und Gegenaktion

Die Maispflanze sendet bei einem Käferbefall mit (E)-beta-Caryophyllen sogar Botenstoffe für die Nematoden aus und ruft sie auf diese Weise um Hilfe. Nematoden wie Heterorhabditis bacteriophora finden die Käferlarven und dringen in sie ein. Sie parasitieren die Larve und der Maiswuzelbohrer wird vernichtet.

Aber nicht immer. Die Maispflanze produziert auch selbst ein Gegengift. Abwehrtstoffe aus der Gruppe der Benzoxazinoide werden auf Vorrat in der Maiswurzel gespeichert und sind für die Pflanze unschädlich. Wenn Insekten die Pflanze befallen, wird der Stoff so umgebaut, dass er für die meisten Fraßfeinde giftig wird.

Das kann der Maiswurzelbohrer mit einem weiteren Stoff aus der Gruppe der Benzoxazinoide auch. Sein Stoff wirkt allerdings gegen die Nematoden. Gleichzeitig kann er das von der Maispflanze für ihn vorgesehene Gift mit Hilfe eines hinzugefügten Zuckermoleküls unschädlich machen und stattdessen ebenfalls gegen die Nematoden einsetzen. Die sind dann, herbeigeeilt durch den Lockstoff der Maispflanze, gleich einem doppelten Giftcocktail ausgesetzt.  

„Leider konnten die Nematoden Maiswurzelbohrer-Populationen nicht in dem erhofften Ausmaß vermindern, auch wenn zunächst unklar war, warum dies der Fall war. Dank der neuen Studie können wir genau diagnostizieren, warum die Bekämpfung mit Nützlingen nicht funktioniert. Der Schädling ist mit den Abwehrstoffen der Pflanze einfach zu gut geschützt“, fasst Jonathan Gershenzon vom MPI Jena zusammen.

Die Erkenntnis hat auch noch eine zweite Folge. Es macht keinen Sinn, Mais mit mehr Benzaxozinoide gegen den Maiswurzelbohrer zu züchten. Das bewirkt nach neuesten chemischen Erkenntnissen das genaue Gegenteil.

„Unsere Arbeit veranschaulicht, wie ein spezialisierter Schädling, der verheerenden Schaden im Maisanbau anrichtet, die Fähigkeit entwickelt hat, die Hauptabwehrstoffe seiner Wirtspflanze zu missbrauchen, um sich selbst vor seinen natürlichen Feinden im Boden zu schützen. Die Ergebnisse erklären, warum die biologische Bekämpfung des Maiswurzelbohrers wenig Erfolg hatte“, sagt Christelle Robert von der Uni Bern.

Das Team sucht als nächstes das Gen oder Enzym dem Maiswurzelbohrer hilft, das Gift auszuschalten. Würde das stillgelegt, wären die Käfer wieder anfällig für den Nematodenbefall.

Der Maiswurzelbohrer ist im Jahr 2007 erstmals in Deutschland angekommen. Wirksam gegen den Käfer ist das Einhalten einer zweijährigen Fruchtfolge. Allein in Bayern sind in diesem Jahr mehr als 30.000 Hektar befallen. Im Landkreis Passau wurden in diesem Jahr viermal mehr Käfer als 2016 gefangen.

Lesestoff:

Robert, C.:  Sequestration and activation of plant toxins protects the western corn rootworm from enemies at multiple trophic levels. eLife 2017;6:e29307 doi: 10.7554/eLife.29307

Roland Krieg; Foto: Nowlan Freese (MPI für chemische Ökologie)

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