Zusammenfassung
Pflanzen werden von einer Vielzahl an Insekten und pathogenen Pilzen befallen. Dabei kann es zu direkten aber auch indirekten, d.h. durch die Pflanze
vermittelten Interaktionen kommen, da sowohl Pathogen- als auch Insektenbefall Abwehrreaktionen in der Pflanze induzieren können. Vorhergehender Befall
der einen Art könnte sich somit auf nachfolgenden Befall der anderen Art auswirken.
Die vorliegende Arbeit widmete sich modellhaft solchen Interaktionen zwischen Pflanze, herbivorem Insekt und phytopathogenem Pilz am Beispiel der
Wirtspflanze Chinakohl (Brassica rapa ssp. pekinensis), dem auf Kreuzblütler spezialisierten Blattkäfer Phaedon cochleariae (Coleoptera: Chrysomelidae)
und dem Blattnekrosen erzeugenden Pilz Alternaria brassicae (Fungi imperfecti: Deuteromycetes). Die Interaktionen zwischen Herbivor und Pilz wurden
sowohl lokal (beide Antagonisten auf dem selben Blatt) als auch systemisch (Antagonisten auf verschiedenen Blättern) untersucht.
Die Untersuchungen zeigten, dass der phytopathogene Pilz einen negativen Einfluss auf das Wachstum und die Wirtswahl des Herbivors ausübte. Dieser
Effekt war jedoch nicht systemisch sondern beschränkte sich auf das pilzbefallene Blatt. Larven, die auf A. brassicae-befallenen Blättern gehalten worden
waren erwiesen sich zudem als signifikant anfälliger gegenüber dem insektenpathogenen Pilz Metarhizium anisopliae. Umgekehrt hatte Insektenfraß keine
messbaren Auswirkungen auf das Pilzwachstum.
Die ökologischen Studien wurden durch physiologische Messungen ergänzt, welche die Mechanismen der pflanzlichen Antwort auf Pilzbefall und Herbivorie
näher beleuchten sollten. Faktoren des Primärstoffwechsels (Wasser, Saccharose, C/N-Verhältnis, Proteine) und potentiell verteidigungsrelevante
Sekundärmetabolite (Glucosinolate, Peroxidase, Anthocyane) wurden erfasst. Die vergleichenden Untersuchungen legten nahe, dass neben noch unbekannten
Faktoren, die erhöhte Peroxidase-Aktivität in pilzbefallenen Blättern verantwortlich gemacht werden könnte für die negativen Effekte des Pilzbefalls auf die
Käferentwicklung.
Neben den Interaktionen zwischen Chinakohl, A. brassicae und P. cochleariae wurden auch die zweiteiligen Pflanze-Herbivor Beziehungen näher
beleuchtet. Es wurde untersucht, a) ob der Befall der Pflanze durch die Larven von P. cochleariae zur induzierten Resistenz gegenüber späteren Befall durch
den Blattkäfer (Adulte und Larven) führen würde und b) ob Faktoren, die der Larve entstammen (Wehrsekret, Kot, Regurgitat), direkt oder indirekt (durch
die Induktion von Resistenzreaktionen in der Pflanze) Einfluss auf das Fraß- und Eiablageverhalten des Käfers nehmen könnten. Die Experimente zeigten,
dass konspezifischer Befall keine Auswirkungen auf die Blattkäferlarven hatte. Adulte Tiere, hingegen, mieden die beschädigten Chinakohlblätter. Weder
das auf der Blattoberfläche nachgewiesene Wehrsekret, noch der Kot oder das Regurgitat der Larven konnten für dieses Verhalten verantwortlich gemacht
werden. Dies erlaubt die Schlussfolgerung, dass die durch Herbivorenfraß induzierten physiologischen Veränderungen in der Pflanze das
Wirtswahlverhalten der Käferweibchen beeinflussten.
Das letzte Kapitel der vorliegenden Dissertation gibt einen Überblick über die Fortschritte auf dem Gebiet der Pflanze-Pilz-Herbivor Interaktionen.
Besondere Berücksichtigung finden dabei die räumlichen und zeitlichen Aspekte sowie die Verbindung von ökologischen und physiologischen
Untersuchungen. |
