Würmer gegen Maiswurzelbohrer

Mais ruft Nematoden zur Hilfe

Der Maiswurzelbohrer Diabrotica virgifera ist einer der gefürchtetsten Maisschädlinge und kann 100 Prozent der Ernte vernichten. Die Larven des Käfers (s. Foto) fressen die Wurzelhaare und bohren sich mit verheerenden Folgen in die Wurzel. Der Mais nimmt weniger Wasser und Nährstoffe auf, die Halme bleiben mickrig und letztlich knickt die Pflanze um.
In Europa gilt der Maiswurzelbohrer noch als Quarantäneschädling und wo er auftaucht werden Schutzzonen angelegt. Kürzlich kündete Baden-Württemberg die Verlängerung des Maiswurzelbohrermonitorings an. Das Bundesland, in dem fehlerhaft hergestelltes Clothianidin im Kampf gegen den Käfer Tausende Bienenvölker dahinraffte.

Verloren gegangenes Merkmal
Maispflanzen geben über ihre Wurzeln den natürlichen Lockstoff (E)-beta-Caryophyllen (EßC) in den Erdboden ab. Damit lockt die Pflanze Nematoden, kleine Fadenwürmer, an die sich auf die Raupen des Maiswurzelbohrers stürzen und töten. Dieses EßC-Merkmal ist in traditionellen Maissorten, auch den europäischen vorhanden, in den meisten amerikanischen Sorten durch die konventionelle Züchtungsarbeit aber verloren gegangen.
Jetzt haben Max-Planck-Wissenschaftler zusammen mit Kollegen der Universität Neuchâtel, der Technischen Universität München und dem United States Department of Agriculture Missouri mit transgenen Pflanzen den natürlichen Lockstoff getestet: In Freisetzungsversuchen war die Anzahl der überlebenden Schädlinge und der verursachte Schaden deutlich verringert.

Lösungsbeitrag Zucht
Jonathan Gershenzon vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena hatte bereits vor vier Jahren herausgefunden, dass angefressene Maiswurzeln von „wildem Mais“ mit dem Duftstoff (E)-beta-Caryophyllen Nematoden anlocken, die dann die Käferraupen bekämpfen. Die meisten nordamerikanischen Sorten, die von den Bauern verwendet werden, haben diese Eigenschaften nicht mehr.
Einerseits könnte die Eigenschaft über die konventionelle Züchtung wieder in den Wirtschaftsmais zurückgeholt werden, andererseits funktioniert das auch über die Gentechnik. Diese ist nach Ansicht der Wissenschaftler schneller und verhindere den Verlust wichtiger Ertragsmerkmale.
Mit transgenem Mais, der ohne wirtschaftlichen Wert lediglich dem „proof of principle“ diente, zeigten die Wissenschaftler, dass sich bei ihren Maispflanzen weitaus weniger Wurzelschäden auftraten und die Diabrotica-Population um 60 Prozent verringert war. Dieser Wirkungsgrad entspricht der Effizienz synthetischer Insektizide gegen den Käfer, so die Studie. Jörg Degenhardt von der TU München: „Die Nutzung dieser indirekten Verteidigung ist eine attraktive Strategie, um die Resistenz von Pflanzen gegenüber pflanzenfressenden Insekten zu erhöhen und so weniger Pestizide ausbringen zu müssen.“
In Kombination mit traditionellen Fruchtfolgen, bei denen abwechselnd Mais und Weizen angebaut werden, könnten drohende Maiswurzelbohrerplagen verhindert oder zumindest begrenzt werden.

Lesestoff:
Jörg Degenhardt, Ivan Hiltpold, Tobias G. Köllner, Monika Frey, Alfons Gierl, Jonathan Gershenzon, Bruce E. Hibbard, Mark R. Ellersieck and Ted C. J. Turlings: 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

roRo; Foto: Matthias Held und Sergio Rasmann, Universität Neuchâtel