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Schwerpunktprogramm (SPP) 1144: Vom Mantel zum Ozean: Energie-, Stoff- und Lebenszyklen an Spreizungsachsen, Geobiologische Interaktionen zwischen Hydrothermalfluiden und symbiotischen Primärproduzenten an Spreizungsachsen

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.

Endokrine Signale in der Kastendetermination bei einer ursprünglichen Termite, Mastotermes Dar Winiensis

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.

Die Steuerung physiologischer Anpassungen von Blattläusen an veränderte ökologische Bedingungen durch endokrine Signale

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.

Wirkung von Juvenilhormonen auf Blattlaeuse und Wanzen

Erforschung unbekannter Zusammenhaenge; Moeglichkeiten fuer neue Wege in der Schaedlingsbekaempfung.

Neuropeptide in der Insektenfortpflanzung: Biochemie, Molekularbiologie und Wirkungsmechanismen

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.

Zur Unterbindung der Fortpflanzungstaetigkeit der schwarzen Bohnenlaus durch Anwendung von Juvenilhormon-Analoga

In Laborversuchen wurden Angehoerige der ungefluegelten Sommergenerationen der schwarzen Bohnenlaus, Aphis fabae, in den Altersstadien LI - LIV der Einwirkung eines Juvenilhormon-Analogons ausgesetzt. Bei den behandelten Larven, vor allem der Stadien LII und LIII traten nach einer Kontaktzeit von wenigstens zwei Tagen Riesenlarven auf. Diese zeichneten sich vor allem durch die geringe Groesse (Juvenilzustand) der Geburtsoeffnung aus, wodurch das Absetzen von Junglarven unterbunden wurde.

Zur Entwicklungsbeeinflussung von Zikaden durch Anwendung von Juvenilhormon-Analoga

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.

Moeglichkeiten zur Bekaempfung der weissen Fliege Trialeurodes vaporariorum mit Juvenilhormonanalogen und Chemosterilantien

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).

Freilandversuche zur Minderung der Populationsstaerke schaedlicher Blattlaus-Arten mittels Anwendung von Juvenilhormon-Analoga

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.

Insektenhormon-Analoga als nicht-neurotoxische Insektizide fuer den Einsatz in Holzschutzmitteln

Die im Holzschutz bislang eingesetzten Insektizide sind durchweg Neurotoxine mit einem entsprechend breiten Spektrum an potenziellen Nebenwirkungen. Um diese toxikologischen und ökotoxikologischen Nachteile der in Holzschutzmitteln eingesetzten Insektizide zu vermeiden, bietet sich nur der Schritt hin zu wirklich selektiven Wirkstoffen, die möglichst keinen Angriffspunkt in Nicht-Zielorganismen haben. Derart hochselektive Wirkstoffe finden sich in der Insektizidgruppe der Insektenhormon-Analoga, mit denen nicht mehr direkt in irgendwelche Stoffwechselprozesse eingegriffen wird - wie mit den Neurotoxinen und Häutungshemmern -, sondern die hormonelle Regelkreise fehlsteuern, die nur bei Insekten vorkommen. Damit müsste der höchste Sicherheitsabstand zwischen Ziel- und Nicht-Zielorganismen bei in-sektizidhaltigen Produkten erreichbar sein, der derzeit möglich ist. In der ersten Projektphase erfolgt ein Wirkstoffscreening gemäß der EMPA-SOP1228 und der REM-MERS Sandwich-Methode; in dieser Phase erfolgt weiterhin eine Validierung der eingesetzten Prüfmethoden, eine Methodenentwicklung zum Aktivitätsmonitoring von Termiten und der Aufbau analytischer Nachweismethoden für die Insektenhormone. Die zweite Projektphase befasst sich mit der Überarbeitung und Anpassung der Prüfmethoden an die wirkstofftypischen Wirkmechanismen, der Entwicklung geeigneter Holzschutzmittelformulierungen zur Einarbeitung der Insektenhormone, dem Aufbau analytischer Nachweismethoden für die Insektenhormone in Holzschutzmittelformulierungen und ersten Versuchen zum Aktivitätsmonitoring von Termiten. Im dritten Arbeitsschritt soll das Leistungsspektrum der In-sektenhormone in Standardformulierungen unter Verwendung praxisnaher, Wirkstofftyp-angepasster Prüfmethoden aufgezeigt, erste Ergebnisse zu den Repellent-Eigenschaften dieser Wirkstoffgruppe bei der Verwendung als Termiten-Ködergifte erarbeitet und die Analysenmethoden zum Nachweis dieser Insektizide im Holz aufgebaut werden.

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