Wichtige "Biowaffe" gegen Apfelschädling mutierte

21. Oktober 2014, 10:05
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Veränderungen am Genom machen Apfelwicklergranulovirus (CpGV) unwirksam - Neue resistenzbrechende Viren entwickelt

Braunschweig - Im biologischen Pflanzenschutz werden natürlich vorkommende Insektenviren zur Bekämpfung verschiedener Schadinsekten eingesetzt. Die Mittel gelten als sicher und umweltfreundlich, so auch die weltweit wichtigste "Biowaffe" gegen den Apfelwickler: das Apfelwicklergranulovirus (CpGV). Das Virus tötet junge Larven des Schadschmetterlings gezielt ab, bevor sich diese in den Apfel einbohren können. Seit 2005 häuften sich in Europa jedoch Fälle, in denen das kommerzielle Produkt mit dem Virusstamm CpGV-M nicht mehr wirkte. Wie die Resistenz entstand, blieb zunächst unklar.

Nun fanden deutsche Wissenschafter hereaus, dass nicht der Apfelwickler sich verändert hat, sondern das Virus selbst: Vergleichende genetische Analysen zeigten, dass bei dem teilweise unwirksam gewordenen Virustamm CpGV-M im Gen pe38 eine genetische Variation vorliegt. Demnach liegt im Virus selbst die Ursache dafür, dass die Insekten eine Resistenz gegen das bewährte Biomittel entwickeln konnten. Die Forscher um Johannes Jehle am Julius Kühn-Institut (JKI) und am Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum (DLR) Rheinpfalz fanden mittlerweile neue Virus-Stämme, die auch gegen resistent gewordene Apfelwickler wirken. Einige dieser resistenzbrechenden Viren werden mittlerweile ebenfalls erfolgreich im Obstbau eingesetzt.

Vermehrte Resistenzen

Seit 2005 wurden in Europa in rund 40 Apfelplantagen Apfelwicklerlarven dokumentiert, die gegen das Apfelwickler-Granulovirus, kurz CpGV genannt, resistent geworden waren. Die Apfelwickler zeigten eine bis zu 100.000-fache geringere Empfindlichkeit. Dies war der erste Fall einer Resistenz von Insekten gegenüber einem biologischen Pflanzenschutzmittel, das auf Viren basiert.

"Nachdem wir die Genome mehrerer CpGV-Stämme, die gegen resistente Apfelwickler wirksam sind, mit dem Genom des unwirksamen Virusstamms CpGV-M verglichen hatten, erhärtete sich der Verdacht, dass die Resistenz der Apfelwicklerlarven mit dem Gen pe38 des Virus in Verbindung steht. Das Gen pe38 spielt für den Verlauf einer Infektion eine wichtige Rolle", erläutert Jehle.

Zusätzliche Nukleotide machen Virus unwirksam

Die Forscher fanden, dass im Gen pe38 des unwirksam gewordenen Virusstammes (CpGV-M) 24 zusätzliche Nukleotide eingebaut sind, die in den wirksamen Viren nicht vorkommen. Der endgültige Nachweis, dass diese Veränderung im Gen pe38 mitverantwortlich für die Virusresistenz der Apfelwickler ist, gelang den Forschern folgendermaßen: Wurde das Gen pe38 komplett aus dem Genom des unwirksamen Virus CpGV-M entfernt, konnten selbst empfindliche Apfelwicklerlarven nicht mehr infiziert werden. Das Gen pe38 ist demnach für den Infektionsprozess essentiell. Reparierten die Wissenschafter das Genom von CpGV-M mit pe38 aus einem wirksamen Virusstamm, wurden alle Apfelwickler – auch resistente – erfolgreich infiziert.

Das Team um Jehle konnte somit eindeutig nachweisen, dass das virale Gen pe38 für die Infektion der Larven mit CpGV verantwortlich ist. Sie gehen weiter davon aus, dass in den zusätzlichen 24 Nukleotiden bei CpGV-M der Schlüssel liegt, warum die Apfelwicklerlarven resistent werden konnten. Allerdings ist noch unklar, welche Anpassungen auf genetischer Ebene in den resistenten Insekten erfolgt sind.

"Die Praxis ist über unsere Ergebnisse sicher erfreut. Die Resistenz der Apfelwickler richtet sich zum einen nur gegen den Virusstamm CpGV-M. Und mit dem entwickelten Genmarker pe38 können wir weitere wirksame Viren rasch und sicher aufspüren. Zum anderen konnte mit der Anwendung neuer CpGV-Stämme verhindert werden, dass sich die Resistenz ausbreitet. So bleibt vor allem dem ökologischen Apfelanbau ein wichtiges biologisches Mittel gegen den Apfelwickler erhalten", so Jehle. (red, derStandard.at, 21.10.2014)

  • Rasterelektronische Aufnahme der Apfelwickler-Granuloviren. Die Keime werden von den Larven gefressen und töten  diese innerhalb weniger Tage.
    foto: katia richert-pöggeler (julius- kühn-institut)

    Rasterelektronische Aufnahme der Apfelwickler-Granuloviren. Die Keime werden von den Larven gefressen und töten diese innerhalb weniger Tage.

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