43. Gartenbauwissenschaftliche Tagung - (DGG) und des

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Phytomedizin
Variabilität aliphatischer Glucosinolate in Arabidopsis thaliana-Ökotypen
und deren Einfluss auf die Wirtspflanzenresistenz auf folivore Insekten
F. Rohr, I. Mewis, T. Mucha-Pelzer und Ch. Ulrichs
Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät, Fachgebiet Urbaner Gartenbau,
Humboldt Universität zu Berlin, Lentzeallee 55/57, 14159 Berlin
franziska.rohr@freenet.de, inga@entomology.de
Glucosinolate (GS), auch Senfölglycoside genannt, sind charakteristische sekundäre Pflanzenabwehrstoffe
der Brassicaceae, die aus Aminosäuren synthetisiert werden. Chemisch gesehen
sind dieses β-D-Thioglucoside mit einer variablen Seitenkette, wobei aliphatische, aromatische
und Indolyl- GS unterschieden werden. Alle GS-enthaltenden Pflanzen besitzen
gleichzeitig ein Enzym, die Myrosinase, die räumlich getrennt von den GS vorliegt. Erst bei
Verwundung des Pflanzengewebes kommen die GS mit der Myrosinase in Berührung und
werden zu einer Vielzahl von biologisch aktiven Abwehrstoffen hydrolisiert, wie z. B. Isothiocyanate,
Thiocyanate, Nitrile, Epithionitrile und Oxazolidin-2-Thione. Diese können antikanzerogene,
antioxidative, antimikrobielle, antinematozide bzw. goitrogene Eigen-schaften
aufweisen. Darüber hinaus hat das GS-/Myrosinase-System eine wichtige Funktion innerhalb
des Verteidigungsmechanismus gegenüber generalistischen Insekten. Zum anderen dienen
diese Stoffe als Fraß- oder Ovipositions-Stimulatoren für adaptierte Spezialisten.
Gegenstand der vorliegenden Untersuchung war der Einfluss eines unterschiedlichen aliphatischen
GS-Profils auf die Wirtspflanzenresistenz von Arabidopsis thaliana gegenüber zwei
unterschiedlich spezialisierten phytophagen Insekten. Hierbei untersuchten wir die Wirtspflanzeneignung
als auch die spezifische Pflanzenreaktion auf die verschiedenen nahrungsspezialisierten
folivoren Insekten. Für die Versuche wurden 20 verschiedene A. thaliana-
Ökotypen verwendet, welche nach HPLC-Analyse je nach Haupt-GS in drei Klassen unterteilt
wurden: 1) Methylsulfinyl-, 2) 3-Hydroxypropyl- und 3) Allyl-GS (Sinigrin). Als herbivore
Insektenarten verwendeten wir den generalistischen Schädling Spodoptera exigua und den
spezialisierten Kohlschädling Pieris brassicae.
Die Biotests zum Fraßverhalten erfolgten an ca. 30 Tage alten Pflanzen, wobei sich zeigte,
dass die verschiedenen A. thaliana-Ökotypen für die verwendeten Insektenarten eine unterschiedliche
Wirtspflanzeneignung aufwiesen. Dabei stellte sich heraus, dass 3-
Hydroxypropyl-GS produzierende Ökotypen signifikant weniger resistent gegenüber dem
Generalisten als auch dem Spezialisten waren als Methylsulfinyl-GS enthaltende Ökotypen.
BHGL – Tagungsband 24/2006