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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Resistenz-Tricks der Blattläuse |
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| | | Die Getreideblattlaus ist ein wichtiger Pflanzenschädling und kann unter Umständen Resistenzen gegen Insektizide erwerben. Amerikanische Insektenforscher haben nun die molekularen Ursachen der Resistenz aufgeklärt. Die Schädlinge schützen sich durch die so genannte Überexpression eines Gens. Im besten Fall könnte diese Erkenntnis zu einer Reduktion der eingesetzten Insektizide führen. |
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Resistenzen werden gewöhnlich durch eine Mutation erworben, die eine Strukturänderung in jenem Molekül hervorruft, das von Insektiziden außer Kraft gesetzt werden soll.
Kun Yan Zhu und Jian-Rong Gao von der Kansas City State University konnten nun für die Getreideblattlaus nachweisen, dass Resistenzen auch durch eine genetische "Gewichtsverlagerung" ermöglicht werden können.
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Zhu und Gao präsentieren ihre Forschungsergebnisse am Kongress der American Chemical Society (ACS) in Orlando, Florida. |
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 ACS Meeting in Orlando |
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Verbreiteter Schädling |
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Die Getreideblattlaus (Schizaphis graminum) ist ein verbreiteter Schädling an Hirse, Weizen und anderen Getreidesorten. Zur Verhinderung von Epidemien werden mitunter spezielle Insektizide, so genannte Organophsophate, eingesetzt.
Insekten werden häufig gegen Schädlingsbekämpfungsmittel resistent, was auch für die Getreideblattlaus nachgewiesen wurde.
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Blattläuse
Blattläuse sind nur zwei bis vier Millimeter große geflügelte oder ungeflügelte Insekten mit einem Saugrüssel und gehören zur Unterordnung der Pflanzensauger, die ca. 2.500 Arten in zehn Familien beinhaltet. In Mitteleuropa gibt es etwa 850 Arten. Zu den natürlichen Feinden der Blattläuse gehören Marienkäfer, Florfliegen sowie einige Schlupf- und Grabwespen. |
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Mehr zur Getreideblattlaus |
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Molekulare Ursachen der Resistenz |
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Zhu und Gao gingen der Frage nach, wie eine Resistenz auf molekularem Niveau zustande kommt. Da Organophosphate das Enzym Acetylcholin-Esterase (AChE) hemmen, hatten die Forscher erwartet, dass die resistenten Läuse ein mutiertes AChE-Gen auweisen müssten.
Dies war vor allem deswegen nahe liegend, da resistente Getreideblattläuse eine bis zu 13-fach geringere Empfindlichkeit an dem betreffenden Enzym aufweisen können.
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Organophosphate
Organophosphate sind Phosphor-hältige organische Verbindungen, die das Enzym Acetylcholin-Esterase (AChE) hemmen. Die im Pflanzenschutz eingesetzten Organophsphate hemmen AChE irreversibel, was im Nervensystem des bekämpften Organismus zu einer Anhäufung des Transmitters Acetycholin führt. Dies bewirkt wiederum an bestimmten Synapsen Dauererregungen, die letztlich zum Tod führen.
Andere AChE-Hemmer werden als Therapeutika gegen Demenz oder die Alzheimer-Krankheit eingesetzt. |
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Mehr zu Organophosphaten |
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Genetische Aktivitätsverschiebung |
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Zhu und Gao verglichen daher die AChE-Gene von normalen und resistenten Läusen und stellten fest, dass diese völlig ident waren. Allerdings fanden sie, dass die resistenten Exemplare AChE mit einer viel höheren Rate produzierten. Der hinter dieser Anpassung stehende genetische Trick wird im Fachjargon als "Überexpression" eines Gens bezeichnet.
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Zukünftige Versuche |
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Im konkreten Fall hatten die Läuse so große Mengen des Enzyms AChE hergestellt, dass nur ein Teil davon durch das Insektizid gehemmt werden konnte.
Die nächsten Analysen der amerikanischen Forscher werden im Freiland stattfinden und den Vergleich von verschiedenen Getreidefeldern umfassen. Im positiven Fall könnten diese Ergebnisse zur Reduktion von Insektiziden führen.
Weiß man nämlich von vorneherein aufgrund genetischer Analysen, dass resistente Individuen im betreffenden Feld vorhanden sind, kann man sofort auf alternative Bekämpfungsmethoden ausweichen.
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01.01.2010 |
