Effects of Bt transgenes on herbivorous insect-parasitoid interactions

Abstract

Insektenresistente, transgene Kulturpflanzen haben in der Öffentlichkeit eine breite Kontroverse über mögliche negative Effekte auf das Agrarökosystem und die Nahrungsnetze ausgelöst. Besonders mögliche Auswirkungen auf die natürlichen Gegenspieler von Schädlingen wurden diskutiert. Die vorliegende Studie untersuchte die möglichen Effekte der Bacillus thuringiensis-Toxin produzierenden Pflanzen im Hinblick auf Herbivor-Parasitoid-Interaktionen.Es wurden drei verschiedene Bt-Kulturarten (Bt-Mais, Bt-Sommerraps, Bt-Auberginen) auf ihre Wirkungen an fünf unterschiedlichen Herbivor-Parasitoid-Systemen getestet. Potenzielle Effekte der transgenen Bt-Pflanzen wurden auf höherer trophischer Ebene, speziell der der Parasitoide, anhand von Verhaltens- und Parasitierungsexperimenten unter Labor- und Gewächshausbedingungen untersucht. Die tritrophischen Experimente wurden mit herbivoren Nichtzielorganismen und einer gegenüber dem Bt-Toxin anfälligen Herbivorenart sowie deren spezifischen Parasitoide durchgeführt.Die Untersuchungen ergaben keine Verhaltensveränderung bei dem Blattlausparasitoiden Aphidius rhopalosiphi gegenüber einem Bt- oder nicht-Bt-Mais-Herbivor-System. Parasitoidenweibchen wurden nicht in ihrem Wirtssuch- und Parasitierungsverhalten von einer Expression des Bt-Toxins Cry1Ab in Mais beeinflusst.Der Blattlausparasitoid Diaeretiella rapae unterschied nicht zwischen einem Bt- und nicht-Bt-Sommerraps-Herbivor-System. Das Wirtssuch- und Parasitierungsverhalten war nicht signifikant beeinflusst durch Expression des Bt-Toxins Cry1Ac in Sommerraps. Signale, die über das Pflanze-Herbivor-System abgegeben wurden, waren bedeutender für die wirtssuchenden Weibchen als spezifische Duftstoffe der transgenen Sorte. Die Entwicklung der Parasitoiden war nicht beeinflusst durch den Bt-Sommerraps.Es ergaben sich keine negativen Effekte für den Blattlausparasitoiden Aphidius ervi während seiner Entwicklung in Wirten auf Bt-Auberginen. Die Mortalität und Langlebigkeit dieser Parasitoidenart waren nicht beeinflusst durch die Expression des Bt-Toxins Cry3B in Auberginen.Das Parasitierungsverhalten von Encarsia formosa wurde nicht durch Bt-Auberginen im Vergleich zur isogenen Kontrolllinie beeinflusst. Die Bt-Auberginen verursachten keine negativen Effekte im Hinblick auf die Entwicklung der Encarsia.Das Bt-Toxin Cry1Ab in Mais führte bei Helicoverpa armigera-Larven zu einer Mortalität von 79% in den späten Larvenstadien. Die Mortalität der Larven war zu einem großen Teil von der variablen Bt-Toxinexpression und der Nahrungsqualität dieser Pflanzen abhängig. Helicoverpa-Eier, die von einem einzigen überlebenden Falter auf Bt-Mais gewonnen wurden, stellten für den Eiparasitoiden Trichogramma brassicae eine geringe Wirtsqualität dar, die sich in einer geringen Parasitierungsleistung der F1 Trichogramma-Weibchen widerspiegelte.Diese Untersuchung trägt zur einer Bewertung der potenziellen Effekte von Bt-Kulturpflanzen auf höherer trophischer Ebene bei und weist auf Engpässe und Wissenslücken in diesem Forschungsgebiet hin.