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News: Mit Bakterien gegen Insektenplagen

Wissenschaftler haben ein weiteres Bakterium entdeckt, das mit ähnliche insektenbekämpfende Eigenschaften hat, wie weitverbreitete Bacillus thuringensis. Das Bakterium Photorhabdus luminescens enthält ein Toxin, das sich gegen eine Vielzahl von Insekten als wirkungsvoll erwiesen hat. Es verspricht eine starke, sichere und umweltfreundliche Waffe im Kampf gegen Insektenplagen zu werden.
In der Welt der biologischen Schädlingsbekämpfung ist bisher Bacillus thuringensis der „König unter den Insektiziden“. Als ein Bakterium mit breiten Einsatzmöglichkeiten gegen Insekten wirkt es als eine Hauptstütze der Schädlingsbekämpfung für Förster, Farmer, Gärtner und Hausbesitzer, die eine sichere, natürliche Methode suchen. Es ist das einzige Bakterium, das zu einer weitverbreiteten kommerziellen Anwendung gelangte. Daher besaß es bisher eine Monopolstellung bei der Insektenbekämpfung, die mehrere hundert Millionen Dollar wert ist.

In konzentrierten Dosen kann sein Toxin als Spray eingesetzt oder direkt an Insekten verfüttert werden. Die größte Anwendungsmöglichkeit liegt allerdings in der Übertragung der toxinerzeugenden Gene der Bakterien auf Getreidepflanzen. Wissenschaftler haben bereits die Gene, die für die insektenbekämpfenden Eigenschaften von Bacillus thuringensis verantwortlich sind, auf wichtige Getreidepflanzen übertragen.Im nächsten Jahr wird allein im Mittleren Westen der USA transgener Mais auf ca. 12000 bis 20000 km2 angebaut.

Nach Ansicht von Richard french-Constant, Professor für Toxikologie an der University of Wisconsin-Madison, ist „dieser Einsatz transgenen Getreides [...] vielleicht das größte künstliche Experiment über die natürliche Selektion in Insektenpopulationen seit Einführung synthetischer Insektizide vor einem halben Jahrhundert.“

Der Anreiz, Getreidepflanzen eigene Insektizide mitzugeben ist groß. Amerikanische Farmer geben mittlerweile mehr als 575 Millionen Dollar jährlich für chemische Pestizide aus, nur um eine Getreidesorte, nämlich Mais, zu schützen.

Der nächste bereits vorbereitete Schritt ist, diese Gene auf zugängliche Getreidepflanzen zu übertragen. Bevor ein Produkt tatsächlich auf den Acker kommt, werden nach Ansicht der Forscher allerdings noch drei bis fünf Jahr ins Land gehen.

Nun hofft ein Team von Wissenschaftlern aus zwei Labors der University of Wisconsin-Madison, die mit Wissenschaftlern von DowElanco in Indianapolis zusammenarbeiten, ein neu entdecktes Bakterium mit ähnlichen insektenbekämpfenden Eigenschaften einsetzen zu können. Das Bakterium, Photorhabdus luminescens, enthält ein Toxin, das sich gegen eine breite Palette von Insekten – von Kakerlaken bis zu Baumwollkapselkäfern – als wirkungsvoll erwiesen hat. Es verspricht eine starke, sichere und umweltfreundliche Waffe im Kampf gegen Insektenplagen zu werden.

„Es ist ein gefräßiger Krankheitserreger. Eine bakterielle Zelle kann ein Insekt töten“, sagt Jerald Ensign, Professor für Bakteriologie an der University of Wisconsin-Madison. Photorhabdus ist ein weitverbreitetes Bakterium, das als Symbiont im Inneren von in der Erde hausenden Spulwürmern, sogenannten Nematoden (oder Fadenwürmern), lebt, die in Insekten eindringen. Sobald sich die Nematoden in einem Wirtsinsekt befinden, werden die Bakterien freigesetzt, töten das Insekt und sorgen für eine Reproduktion der Bakterien und Nematoden. Dabei wird das Insekt als Nahrung für die Nematoden genutzt. Die Photorhabdus-Bakterien hinterlassen sogar eine deutliche Spur: Von den Bakterien zurückgelassene Leichen leuchten im Dunkeln, da die Mikroorganismen zusätzlich zu einem starken Insektizid lumineszierende Proteine erzeugen.

Diese neuen Ergebnisse der Gruppe aus Wisconsin wurde am 17. Dezember auf der Jahrestagung der Entomological Society of America vorgestellt. Untersuchungen haben inzwischen eine große Anzahl gegen Insekten wirksamer Photorhabdus-Stämme ergeben. Die Entdeckung einer neuen Familie insektentötender Bakterien ist um so wichtiger, als in den vergangenen Jahren einige Insekten bereits eine Resistenz gegen das Bacillus thuringensis-Toxin entwickelt haben. Jeder der Photorhabdus-Stämme produziert eine eigene Form des Toxins.

„Es ist wichtig, Ersatzstoffe für das Bacillus thuringensis-Toxin zu besitzen, bevor die eingeschränkte Bandbreite zu vielen Mißernten in Nordamerika führt“, sagt french-Constant. „Wenn diese nicht existieren, ist das eine offene Einladung an die natürliche Selektion, Resistenzen bei den Insekten zu erzeugen, und wir werden die Kontrolle verlieren.“

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