In den letzten 2 Jahren des SPP 1144 werden wir unsere Untersuchungen an endosymbiontischen Bakterien in Evertebraten, einer der wichtigsten Gruppen von Primärproduzenten an Hydrothermalquellen des Mittelatlantischen Rückens (MAR), abschließen. In enger Zusammenarbeit mit Geologen und Geochemikern soll der Einfluss von unterschiedlichen geologischen Strukturen und Gradienten in Ventfluiden auf symbiontische Diversität, Biomasse und Aktivität aufgeklärt werden. Diese Forschung wird zu einer der Kernfragen des SPP 1144 beitragen: Welche Wechselwirkungen bestehen zwischen hydrothermalen und biologischen Prozessen? Eine weitere Kernfrage des SPP 1144 ist: Wie beeinflussen Achsenmorphologie und Meeresströmungen die Verbreitung von Ventorganismen entlang der Rückenachse? Biogeographische Analysen der Symbionten von Muscheln und Garnelen sollen zeigen, ob geologische und hydrologische Barrieren zwischen den nördlichen und südlichen Hydrothermalquellen zu einer räumlichen Isolierung von symbiotischen Bakterien führen. Die Ergebnisse dieser Forschung liefern einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Kopplung geologischer und biologischer Prozesse an gemäßigt spreizenden Rückenachsen.
Ziel des Projektes ist die Aufklärung der stoffwechsel- und hormonphysiologischen Grundlagen der Morpheninduktion bei Blattläusen als Anpassung an sich ändernde Umweltbedingungen. Im Mittelpunkt stehen dabei Untersuchungen zur hormonellen Regulation dieser Anpassungsmechanismen (z.B. die Induktion geflügelter Morphen). Hier dürfte das bisher noch nicht untersuchte Zusammenspiel von Juvenilhormonen, Ecdysteroiden und Neuropeptiden aus der Familie der adipokinetischen Hormone eine bedeutende Rolle spielen.
Isolierung von Insektenneuropeptiden, die an der Kontrolle der Juvenilhormon- und Ecdysteroidbiosynthese beteiligt sind, mittels klassischer Methoden der Chromatographie und auf molekularbiologischem Wege über die Charakterisierung von pre-pro-Hormonen. Die Experimente werden durch immuncytochemische Untersuchungen zur Lokalisation der Peptide und durch Experimente zu ihrer pleiotropen Wirkung ergänzt. Die Identifizierung der kodierenden DNA- Sequenzen stellt eine wichtige Voraussetzung für die Nutzung von Hormonen in neuen Methoden des Pflanzenschutzes dar.
a) Verschiedene schaedliche Blattlaus-Arten, z.B. Aphis fabae und Myzus persicae, sind aufgrund ihrer Insektizid-Resistenz zeit- und stellenweise nur schwer oder unzureichend bekaempfbar. Es soll ermittelt werden, wie weit Insekten-Wachstumsregler anstelle herkoemmlicher Insektizide wirksam eingesetzt werden koennen. b) Versuche werden durchgefuehrt in Fruehbeetkaesten und in Kleinparzellen auf dem Versuchsfeld Dahlem. c) Freilandversuche und deren Auswertung bis 12.1979.
Die endoparasitische Schlupfwespe ist ein wichtiger biologischer Gegenspieler des Schwammspinners, dessen Raupen weltweit zu den bedeutendsten Schädlingen der Eichenwälder gehören. Unsere bisherigen Untersuchungen über hormonelle Wechselwirkungen zwischen der Schwammspinnerraupe (Lymantria dispar) als Wirt und den Schlupfwespenlarven (Glyptapanteles liparidis) zeigten, dass eine Parasitierung zu einer Erhöhung des für die Entwicklung der Insekten entscheidenden Juvenilhormongehalts wie auch zu einem Wechsel des dominierenden Juvenilhormon-Typs in der Wirtsraupe führt. Durch den hohen Juvenilhormontiter, der v.a. kurz vor dem Ausbohren der Parasitenlarven aus ihrem Wirt auftritt, wird die Wirtsraupe in ihrer Entwicklung arretiert, so dass bei ihr eine weitere, energetisch aufwändige Häutung verhindert bzw. ihre Verpuppung unterdrückt wird. Die Erhöhung des Juvenilhormonspiegels im Blut der Wirtsraupe kann zum Teil durch eine parasitäre Hemmung des Hormon abbauenden spezifischen Enzyms, der Juvenilhormonesterase, erklärt werden. Unklar ist, wieso es durch die Parasitierung zu einer drastischen Veränderung der Juvenilhormontypen im Wirt kommt. In dem beantragten Projekt soll die Rolle der Parasitoidenlarven und ihrer assoziierten Faktoren (Venomsekret, symbiontische Polydnaviren, Teratocyten) bei der Synthese und beim Abbau der unterschiedlichen Juvenilhormontypen in den Zielorganen des Wirtstieres geklärt werden. Anhand von Implantations- und Inkubationsversuchen mit Parasitenlarven soll der Nachweis erbracht werden, ob diese grundsätzlich in der Lage sind, eigenes Juvenilhormon in den Wirt abzugeben. Darüber hinaus soll ihr Einfluss auf die Aktivität der Juvenilhormon produzierenden Drüse (Corpora allata) des Wirtes untersucht werden. Völlig unbekannt ist, auf welchem Weg Juvenilhormon im Gewebe der Insekten abgebaut wird. Durch den Vergleich der Aktivität der verschiedenen Juvenilhormon spaltenden Hydrolasen in Integument, Fettkörper und Mitteldarm der Wirtsraupe kann einerseits ein Beitrag zur Klärung dieser Frage geleistet, andererseits der parasitäre Effekt auf den Degradationsmechanismus festgestellt werden. Mit dieser Studie könnten somit wesentliche Wissenslücken über die komplexen hormonellen Wechselwirkungen zwischen Insekt und Insektenparasitoid geschlossen und grundlegende Erkenntnisse über den Abbau des Juvenilhormons im Insektengewebe gewonnen werden.
Die Metamorphose und die Reproduktion von Insekten werden von Juvenilhormonen (JH) reguliert, ein Gruppe nahverwandter Verbindungen. Defekte in der JH-Synthese oder Behandlungen von Insekten mit JH-ähnlichen Verbindungen bewirken letale Entwicklungsstörungen oder Sterilität. Es wird vermutet, dass bestimmte Effekte von Parasitoiden auf die Entwicklung des Wirtes durch Veränderungen des JH-Titers verursacht werden. Solche Messungen sind aufgrund der geringen Konzentrationen des Wirkstoffes äußerst kostspielig und häufig nicht zuverlässig. In dem Projekt soll eine neue Methode zur Quantifizierung der JH Verbindungen entwickelt sowie der Einfluss zweier Parasitoidenarten auf der JH-Titer der Raupen von Lymantria dispar untersucht werden.
Termiten sind eng verwandt mit Schaben; sie stellen eine Schwestergruppe zu der am stärksten abgeleiteten, holzfressenden Schabengattung Cryptocercus dar. Zu den ursprünglichsten Termiten zählt die im tropischen Norden Australiens vorkommende bodenlebende M. darwiniensis. Die Steuerung der Kastendetermination erfolgt bei sozialen Insekten über Hormone (z. B. Juvenilhormone), aber auch durch Umweltfaktoren und Pheromone. In der Dissertation soll die Rolle von Juvenilhormonen bei der Kastendetermination von M. darwiniensis untersucht werden. Dabei kommen hormonphysiologische (z. B. Radiotracermethoden, HPLC/MS) wie molekularbiologische Methoden (PCR, Klonierung, in situ Hybridisierung, Northern Blot) zum Einsatz.
a) Es werden spezifische, umweltfreundliche Methoden gesucht, die die Entwicklung der Zikaden, die z.T. als Virusuebertraeger dienen, zu hemmen. b) Durch Kontaktbehandlung der einzelnen Larvenstadien wird der Einfluss auf die Entwicklung und ev. Verhinderung der Imaginalhaeutung untersucht. Verschiedene Konzentrationen und Zeiten der Exposition werden geprueft. c) Die fruehen Stadien sind ziemlich unempfindlich, reagieren mit Melaninbildung. Bei spaeteren unvollstaendige Haeutung zu Adulten, Fertilitaetshemmung. Ende ca. Herbst 77.
a) Die weisse Fliege gehoert zu den hartnaeckigsten und schwer zu bekaempenden Gewaechsschaedlingen. Durch ihre Entwicklungsart ist ihr schwer beizukommen. Es soll ein Weg gefunden werden, der ohne Schaedigung der Wirtspflanze den Schaedling vernichtet. b) Nachdem eine geeignete Versuchspflanze fuer eine Dauer- und Versuchszucht gefunden ist, sollen verschiedene neuere biotechnische Verfahren auf ihre Wirksamkeit gegenueber Trialeurodes geprueft und geeignete Anwendungsmethoden entwickelt werden. C) 1976 Aufbau geeigneter Dauerzucht, 1977 bis 1980 Pruefung verschiedener Stoffe (Juvenilhormonanaloga, Chemosterilantien u. Ev. A.) und Verfahren (Kontakt, systemisch).
a) Es soll geprueft werden, wie weit die Bekaempfung von schaedlichen Blattlaeusen in Feld- und Gewaechshauskulturen durch Anwendung von Insekten-Wachstumsreglern moeglich ist. Besonderer Bedacht wird auf die evt. geringere Empfindlichkeit Insektizid-resistenter Staemme gelegt. b) An Laborstaemmen verschiedener Insektizid-Empfindlichkeit von Aphis fabae, Myzus persicae u.a. wird durch Kontaktbehandlung die Auswirkung auf Mortalitaet und Reduktion der Fortpflanzungsfaehigkeit geprueft. Es wird ermittelt, ob JHA in Zusammenhang mit einem entwickelten Fang- und Sterilisiergeraet auch als sterilisierende Agenzien genutzt werden koennen. c) Laborversuche bis 12.1978, Freilanduntersuchungen bis 12.1980.
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