Beobachtung und Manipulation des Verhaltens von Thripsen

Der Kalifornische Blütenthrips Frankliniella occidentalis (Pergande) und der Zwiebelthrips, Thrips tabaci Lindeman (Thysanoptera: Thripidae), verursachen Schäden an fast allen Gemüse- und Zierpflanzenkulturen unter Glas. Der Zwiebelthrips kann ferner verschiedene Gemüsekulturen im Freiland schädigen. Forschungsziel des beantragten Projektes ist es, jene Entscheidungsprozesse im Wirtspflanzenwahlverhaltens von F. occidentalis und T. tabaci zu untersuchen, welche durch Applikation von repellenten und/oder deterrenten sekundären Pflanzeninhaltsstoffen auf verschiedene Wirtspflanzen manipuliert werden können. In einem ersten Schritt wird ein Katalog aller Verhaltensmuster und - aktivitäten von F. occidentalis und T. tabaci auf verschiedenen Wirtspflanzen erstellt. Das Verhalten der Thripse auf den Wirtspflanzen wird in einer transparenten Beobachtungskammer auf Video aufgenommen. Basierend auf diesen Aufzeichnungen werden alle Verhaltenselemente kategorisiert und eine spezielle Software zur Auswertung von Verhaltensdaten konfiguriert. Im zweiten Projektteil werden in drei verschiedenen Biotests spezifische Schritte der Wirtspflanzenwahl beider Thripsarten manipuliert. Sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe, deren biologische Aktivität gegen die jeweilige Thripsart in einem Vorprojekt evaluiert wurde, werden auf die Wirtspflanzen appliziert und die Reaktionen der Thripse beobachtet und aufgenommen. In einem Biotest mit kurzer Laufzeit wird geprüft, ob die Pflanzeninhaltsstoffe Einfluß auf die Verweildauer von F. occidentalis und T. tabaci auf ihren Wirtspflanzen haben können. In einem Wahlversuch über eine mittlere Laufzeit wird die Präferenz der Thripse für behandelte oder unbehandelte Pflanzen untersucht. Ein Langzeitversuch über eine 24-stündige Photoperiode zeigt Unterschiede in der Frequenz und/oder der Dauer bestimmter Verhaltensmuster der Thripse auf behandelten oder unbehandelten Pflanzen. Zusätzlich wird der Saugschaden und die Ovipositionsrate auf den Pflanzen ausgewertet. Die computergestützte Analyse der Videoaufzeichnungen erlaubt eine exakte Evaluierung der Wirkung der Pflanzeninhaltsstoffe im Hinblick auf ihren möglichen Einsatz als Pflanzenschutzmittel. Dieses Forschungsprojekt soll dazu beitragen, die Effizienz bestehender biologischer Bekämpfungsmethoden zu erhöhen und/oder neue Bekämpfungsstrategien für den Integrierten Pflanzenschutz zu entwickeln.

Applikation sekundärer Pflanzeninhaltsstoffe mit Signalwirkung auf Kulturpflanzen verändert das Wirtspflanzenwahlverhalten des Kalifornischen Blütenthrips und des Zwiebelthrips. Solche Pflanzenstoffe könnten in zukünftigen biotechnischen Schädlingsbekämpfungsstrategien genutzt werden. Sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe können als chemische Signale wirken, die Beziehungen zwischen Insekt und Pflanze vermitteln. Forschungsziel des Projektes war, jene Verhaltensmuster im Wirtspflanzenwahlverhalten des Kalifornischen Blütenthrips Frankliniella occidentalis und des Zwiebelthrips, Thrips tabaci zu untersuchen, welche durch Applikation von repellenten und/oder deterrenten Pflanzeninhaltsstoffen auf verschiedene Wirtspflanzen manipuliert werden können. Beide Thysanopterenarten sind verbreitete Schädlinge an gärtnerischen bzw. landwirtschaftlichen Kulturpflanzen unter Glas bzw. im Freiland. Die wichtigsten Resultate: Zunächst ermöglichte der erstellte Verhaltenskatalog von F. occidentalis und T. tabaci einen Vergleich der Verhaltensmuster beider Arten auf Gurke, einer gemeinsamen Wirtspflanze: die Unterschiede sind nur minimal. Ein Vergleich der Verhaltensweisen der Thripse auf verschiedenen Wirtspflanzen ergab, dass die Pflanzenart einen starken Einfluss auf Häufigkeit und/oder Dauer von Verhaltensmustern hat. Beide Arten zeigen eine höhere Präferenz für Bohne (F. occidentalis) bzw. Lauch (T. tabaci) als für Gurke. Wir fanden je zwei Pflanzeninhaltsstoffe, die nach Behandlung einer Wirtspflanze das Verhalten der jeweiligen Thripsart veränderte: Carvacrol und Methylsalicylat (F. occidentalis), Eugenol und Linalool (T. tabaci). Beispielsweise reagiert F. occidentalis nach Applikation von Carvacrol mit erhöhter "Rastlosigkeit", d.h. vermehrt explorativem Verhalten, unterbrochen von vielen kurzen Inaktivitätsphasen. In einer Bekämpfungsstrategie kann diese Reaktion dazu genutzt werden, Thripse verstärkt in Kontakt mit Belagsinsektiziden oder Sporen von insektenpathogenen Pilzen zu bringen. Wenn sie die Wahl haben, vermeiden die Thripse den direkten Kontakt mit jedem dieser vier Pflanzeninhaltsstoffe auf einer Pflanzenoberfläche. Darüber hinaus hemmen diese Pflanzenstoffe die Saug- und/oder Vermehrungsaktivität der jeweiligen Thripsart. Allein dadurch werden hohe Befallszahlen und damit wirtschaftlicher Schaden verhindert. Unmittelbar nach Kontakt fliegen mehr Thripse der jeweiligen Art nach kürzerer Aufenthaltsdauer von einer mit Carvacrol oder Eugenol behandelten Pflanze wieder ab. Diese Wirkungen von Pflanzeninhaltsstoffen können in vielfältiger Weise genutzt werden, die Effizienz bestehender biologischer Bekämpfungsmethoden zu erhöhen und/oder neue Bekämpfungsstrategien für den Integrierten Pflanzenschutz zu entwickeln.