Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ökologisch verträgliche Schädlingsbekämpfung

27.04.2015

Biologen wollen Hormonsystem von Schadinsekten stören

Insekten und durch sie übertragene Krankheiten verursachen in der Landwirtschaft rund 40% aller Ernteeinbußen. Der weltweit steigende Bedarf an Nahrungsmitteln erfordert deshalb immer effektivere Methoden der Schädlingsbekämpfung; bis 2017 werden die Kosten für Insektizide auf rund 65 Milliarden US-Dollar ansteigen.

Gleichzeitig gibt es einen dringenden Bedarf an ökologisch verträglicheren Insektiziden, die Schadinsekten ins Visier nehmen, andere Lebewesen aber verschonen. Ein internationales Konsortium von Forschern, zu denen auch die Arbeitsgruppe von Professor Dr. Reinhard Predel vom Institut für Zoologie gehört, will neue ökologisch verträglichere Insektizide entwickeln, die gezielt gegen schädliche Insektenarten eingesetzt werden können.

Horizont 2020, das EU-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation, stellt in diesem Zusammenhang 7 Millionen Euro für das Projekt nEUROSTRESSPEP zur Verfügung. Die Forscher möchten artspezifische Entwicklungen im Hormonsystem erkennen, um dieses System gezielt mit künstlich hergestellten hormonähnlichen Substanzen beeinflussen zu können.

Für diesen Ansatz wurde die strukturell variabelste Gruppe von Hormonen, die Neuropeptide, ausgewählt. Das Projekt startet im Juni und ist auf vier Jahre angesetzt.

„Wir haben hier im Kölner Biozentrum hervorragende Bedingungen für Strukturaufklärungen und benötigen nur einzelne Insekten, um die bis zu 100 Neuropeptide einer Art aufzuklären, erklärt Reinhard Predel seine Beteiligung am Projekt. „Diese Forschungsfragen fallen genau in unser Tätigkeitsgebiet.“ Die untersuchten Schädlinge umfassen u.a. Motten, Heuschrecken, Blattläuse, Fliegen und Käfer. Sie schädigen die Ernte durch Fraß oder die Verbreitung von Viren.

Traditionell verwendete Insektizide wirken als Gifte unspezifisch auf verschiedenste Insektenarten und auch Spinnen. Trotz der chemischen Bekämpfung überleben gewöhnlich einige Exemplare der Schädlinge und oft bilden sich Resistenzen. Die natürlichen Feinde der Schadinsekten aber trifft es zuweilen schlimmer, denn es gibt sie in viel geringerer Zahl.

Die Folge: In der nächsten Generation kommt es dann schon deshalb wieder zu einer Massenvermehrung der Schädlinge, weil sie nicht mehr bejagt werden. „Unser Ziel ist, den Organismus der Schadinsekten in seiner Fitness herabzusetzen“, sagt Predel. „Das verhindert eine Massenvermehrung.“ Andere Insekten würden nicht betroffen, erklärt er: „Das betrifft dann nur die Tiere, auf die man es abgesehen hat. Das Gleichgewicht zwischen Räuber und potentiellem Schädling bleibt stabil und auch für uns nützliche Insekten wie Honigbienen sind nicht betroffen.“

Um künstliche Neuropeptide nachzubauen, müssen die Wissenschaftler die natürlichen Vorbilder finden, so Predel: „Wir untersuchen, ob es bei diesen Insekten spezialisierte Systeme gibt, die nur für diese Tiere typisch sind. Kurz: Wir nutzen die Spezifika der Tierarten als Angriffsstellen.“ Dafür bieten sich die Neuropeptide besonders an. Bei ihnen gibt es von Tierart zu Tierart oft unterschiedliche und damit artspezifische Sequenzen.

Wenn diese Neuropeptid-Systeme ausgemacht worden sind, sollen strukturähnliche Botenstoffe künstlich generiert und so stabilisiert werden, dass sie von den Insekten nicht mehr schnell abgebaut werden können. „Wenn diese künstlichen Hormone nicht abgebaut werden, dann ergibt sich eine Destabilisierung im Organismus. Wasserhaushalt, Fortpflanzung und Futteraufnahme werden gestört“, erklärt der Wissenschaftler.

Die Kölner Neurobiologen stehen dabei ganz am Anfang der Arbeitskette des internationalen Konsortiums. „Wir checken Spezifika im Hormonsystem der Schädlinge und gleichen die Daten mit dem von Nutzinsekten wie zum Beispiel Honigbienen ab, um sicher zu gehen, dass diese Substanzen da nicht vorkommen.“ Die Erkenntnisse werden dann an die anderen Gruppen weitergegeben, welche die Funktion der ermittelten Hormone im Detail untersuchen, strukturähnliche Substanzen synthetisieren, Applikationsmöglichkeiten testen und Möglichkeiten der kommerziellen Nutzung prüfen.

Zum Schluss kommen die Tiere noch einmal nach Köln. „Wir überprüfen dann noch einmal, ob sich nach Applikation der künstlichen Hormone erkennbare Veränderungen im natürlichen Hormonsystem der Schadinsekten nachweisen lassen. Andere Arten sollten diese Veränderungen dann nicht zeigen.“

An nEUROSTRESSPEP, das von der Universität Glasgow koordiniert wird, nehmen 12 Partner aus Wissenschaft, Politik und Industrie teil: Katholieke Universiteit Leuven, Universitat Gent, The Agricultural Research Organisation of Israel, Stockholms Universitiet, Universität zu Köln, University of Leeds, The Scottish Government, Forestry Commission Research Agency, University of Cape Town, Bruker Daltonik GmbH, Pirbright Institute LBG, Oxitec Limited und Knowledge Transfer Network Limited.

Kontakt: Professor Reinhard Predel
Universität zu Köln
Zoologisches Institut
Neurobiologie/Tierphysiologie
Tel.: 0221/470-5817
E-Mail: reinhard.predel@uni-koeln.de

Gabriele Rutzen | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-koeln.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Agritechnica: Silber für neue Technologie zur Blütenausdünnung im Obstbau
16.10.2017 | Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE)

nachricht Getreide, das der Dürre trotzt
19.09.2017 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Aufräumen? Nicht ohne Helfer

19.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Biotinte für den Druck gewebeähnlicher Strukturen

19.10.2017 | Materialwissenschaften

Forscher studieren molekulare Konversion auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden

19.10.2017 | Physik Astronomie