Jonathan Osei-Owusu
Pflanzen reagieren auf den Fraß von Pflanzenfressern durch erhöhte Biosynthese und Emission flüchtiger Verbindungen, die als Lockstoffe für natürliche Feinde wie Parasitoide oder Raubtiere wirken und als Mittel zur indirekten Verteidigung gegen Pflanzenfresser dienen. Damit emittierte flüchtige Stoffe als Signal für natürliche Feinde wirksam wirken, müssen die emittierten flüchtigen Stoffe spezifisch für Beute sein und sich vom Geruch intakter Pflanzen unterscheiden lassen. Pflanzen emittieren unterschiedliche Mischungen flüchtiger Stoffe als Reaktion auf unterschiedliche Angriffe von Pflanzenfressern. Die chemische Zusammensetzung der emittierten flüchtigen Stoffe ist variabel, wird aber normalerweise von Isoprenoiden, Lipoxygenase-abgeleiteten flüchtigen Stoffen und Aromaten dominiert. Die Massenspektrometrie ist aufgrund des höheren Empfindlichkeitsgrads, der mit dieser Technik erreicht werden kann, weiterhin die bevorzugte Technik zur Strukturaufklärung. Augenbohnen sind aufgrund ihrer billigen Proteinquelle eine wichtige Nahrungsleguminosen in Afrika. Die Pflanze wird jedoch vom Keimling bis zum Schotenstadium von Insektenschädlingen befallen, was zu Ertragsverlusten von bis zu 80 % führt. Die Erforschung des Einsatzes natürlicher Feinde könnte helfen, die Pflanze zu schützen und den Ertrag zu steigern. Um die von Augenbohnen als Reaktion auf verschiedene Herbivorie-Angriffe produzierten flüchtigen Stoffe zu untersuchen, wurden die Pflanzen mit Aphis craccivora, Myzus persicae und Latio vivida infiziert. Die Reaktionssignale wurden mithilfe eines Gaschromatographen und eines gekoppelten Gaschromatographie-Massenspektrometers (GCMS) analysiert und die chemische Struktur durch Co-Eluierung authentischer Verbindungen mit flüchtigen Pflanzenstoffen bestätigt. Die Pflanze reagierte auf die drei Fütterungsarten unterschiedlich. Die produzierten Verbindungen waren überwiegend Terpenoide, flüchtige Stoffe grüner Blätter (GLV) und eine aromatische Verbindung, Indol. Methoden und Materialien: Die Samen der ghanaischen Augenbohnensorte Padi-tuya wurden von Savanna Agriculture Research, Tamale, Ghana, bezogen. Ein Samen pro Topf (9 × 9 × 10 cm) wurde in einem Gewächshaus bei Rothamsted Research, Großbritannien (27°C:25°C und 16:8 h L:D-Photoperiode, LED-Beleuchtung) im Boden (pH 5,5–6,0; 75 % Torf mittlerer Qualität, 12 % sterilisierter Schluff, 3 % Vermiculit mittlerer Qualität; 10 % 5-mm-Korn ohne Kalk; Korngröße < 2 mm nach Sieben) gezüchtet. Samen von S. cannabina wurden vom International Institute of Tropical Agriculture (IITA) in Benin für experimentelle Zwecke geliefert. Ein Samen pro Topf (20 × 30 cm) wurde in einem mit Hitze sterilisierten Schluffboden bei 36°C:23°C und 12:12 h Photoperiode L:D in einem Gewächshaus an der University of Sciences and Technologies of Kwame Nkrumah (KNUST), Kumasi, Ghana, kultiviert. Die Kolonien von Maruca vitrata wurden bei 26 °C, einer Photoperiode von 12:12 L:D und 76 % relativer Luftfeuchtigkeit auf KNUST gezüchtet. Erwachsene Weibchen, die sich fünf Tage lang gepaart hatten, wurden zum Legen für 48 Stunden in transparente zylindrische Plastikbecher (3 cm Durchmesser × 3,5 cm Höhe) überführt und in einer 10 %igen Honiglösung auf einem Stück Filterpapier gelagert. Die Becher mit den Eiern wurden dann in einem großen Plastikbehälter mit gekeimten Augenbohnenkörnern als Futtersubstrat für die frisch geschlüpften Larven inkubiert.die bis zur Verpuppung alle drei Tage durch neue Körner ersetzt wurden. Die Nymphen wurden nach 15 Tagen von der Nahrung entfernt und unter ähnlichen Bedingungen in einen Netzkäfig gesetzt. M. vitrata-Larven im fünften Stadium wurden zum Rothamsted Research Center in Großbritannien transportiert, wo sie in offene Petrischalen mit künstlicher Nahrung gegeben wurden, die von Jackai und Raulston (1988) hergestellt und vom IITA in Nigeria geliefert wurde [400 g Augenbohnenmehl, 127,2 g Weizenkeime, 44,4 g Wesson-Salzmischung, 25 g Ascorbinsäure, 3,9 g Aureomycin, 60 g Zucker, 3,6 g Methyl-p-hydroxybenzoat, 6,8 g Sorbinsäure, 2 l Wasser, 22 ml Kaliumhydroxid (4 M wässrige Lösung), 29,6 ml Cholinchlorid (15 %), 50 ml Essigsäure (25 %), 26 ml Formaldehyd (10 %), 30 ml Vitaminsuspension und 59,2 g Agar] und in einem Netzkäfig bei 25 °C gelagert wurden: 22 °C und 12: 12 h L: Photoperiode D. Die schlüpfenden erwachsenen Tiere wurden mit einer 10%igen Zuckerlösung gefüttert. Nach fünf Tagen wurden die begatteten Weibchen zum Legen zwei Tage lang in Zweiergruppen in durchsichtigen Plastikbechern isoliert. Die Becher mit Eiern wurden unter künstliche Larvennahrung gestellt. Eine Kolonie endoparasitoider Larven des Typs Apanteles taragamae wurde durch Entnahme von Kokons aus einer am IITA in Benin gepflegten Grundkultur geschaffen. Nachfolgende Kolonien wurden erzeugt, indem die Raupen von M. vitrata im ersten Stadium (zwei Tage alt) 24 h lang der Parasitierung durch 3 Tage alte A. taragamae-Weibchen ausgesetzt wurden. Die parasitierten Raupen wurden bis zur Verpuppung auf keimenden Augenbohnenkörnern aufgezogen. A-Kokons. Taragamae wurden nach sieben Tagen Parasitismus von der Keimungsnahrung genommen und zum Schlüpfen in einen Netzkäfig gesetzt. Die schlüpfenden erwachsenen Tiere wurden im Käfig mit einer Lösung aus gestreiftem Honig gefüttert. Kokons des Ei des Parasit Phanerotoma syleptae wurden ebenfalls vom IITA, Benin, bezogen. Die schlüpfenden erwachsenen Tiere wurden innerhalb der Wände des Zuchtkäfigs mit einer Lösung aus gestreiftem Honig gefüttert. Damit die verpaarten Wespen ihre Wirte parasitieren können, wurden 2 Tage alten verpaarten weiblichen P. syleptae Eier von M. vitrata in kleinen zylindrischen Bechern (3 cm Durchmesser x 3,5 cm Höhe) angeboten. Sammlung von flüchtigen Bestandteilen der Augenbohne aus Blüten Zwei Augenbohnenblüten wurden in einem Glasbehälter (100 mm Innendurchmesser x 60 mm Höhe) eingeschlossen, der an halbrunden Aluminiumplatten rund um den Stamm der Pflanze befestigt war, und die Lufteinschlüsse dauerten 24 Stunden. Für das Befallsexperiment wurden zwei M. vitrata-Larven nachts vorsichtig auf zwei Augenbohnenblüten gesetzt. Die Larven hatten dann 30 Minuten Zeit, sich einzunisten, bevor sie die Blüten 24 Stunden lang einschlossen.8 g Sorbinsäure, 2 l Wasser, 22 ml Kaliumhydroxid (4 M wässrige Lösung), 29,6 ml Cholinchlorid (15 %), 50 ml Essigsäure (25 %), 26 ml Formaldehyd (10 %), 30 ml Vitaminsuspension und 59,2 g Agar] und in einem Netzkäfig bei 25 °C: 22 °C und 12:12 h L: Photoperiode D gelagert. Die schlüpfenden erwachsenen Tiere wurden mit einer 10 %igen Zuckerlösung gefüttert. Nach fünf Tagen wurden die verpaarten Weibchen zum Legen zwei Tage lang in Zweiergruppen in durchsichtigen Plastikbechern isoliert. Die Becher mit Eiern wurden unter künstliche Larvennahrung gestellt. Eine Kolonie endoparasitoider Larven des Typs Apanteles taragamae wurde durch Entnahme von Kokons aus einem am IITA in Benin gepflegten Grundbestand angelegt. Nachfolgende Kolonien wurden erzeugt, indem Raupen von M. vitrata im ersten Stadium (zwei Tage alt) 24 Stunden lang der Parasitierung durch drei Tage alte A. taragamae-Weibchen ausgesetzt wurden. Die parasitierten Raupen wurden bis zur Verpuppung auf keimenden Augenbohnenkörnern aufgezogen. Kokons. Taragamae wurden nach sieben Tagen Parasitismus aus der Keimnahrung genommen und zum Schlüpfen in einen Netzkäfig gesetzt. Die schlüpfenden erwachsenen Tiere wurden im Käfig mit einer Lösung aus gestreiftem Honig gefüttert. Kokons des parasitoiden Eies Phanerotoma syleptae wurden ebenfalls vom IITA, Benin, bezogen. Die schlüpfenden erwachsenen Tiere wurden innerhalb der Wände des Zuchtkäfigs mit einer Lösung aus gestreiftem Honig gefüttert. Damit die verpaarten Wespen ihre Wirte parasitieren können, wurden 2 Tage alten verpaarten Weibchen von P. syleptae Eier von M. vitrata in kleinen zylindrischen Bechern (3 cm Durchmesser x 3,5 cm Höhe) angeboten. Sammlung flüchtiger Bestandteile von Augenbohnen aus Blüten Zwei Augenbohnenblüten wurden in einem Glasbehälter (100 mm Innendurchmesser × 60 mm Höhe) eingeschlossen, der an halbrunden Aluminiumplatten um den Stamm der Pflanze befestigt war, und die Lufteinschlüsse dauerten 24 Stunden. Für das Befallsexperiment wurden zwei M. vitrata-Larven nachts vorsichtig auf zwei Augenbohnenblüten gesetzt. Die Larven hatten dann 30 Minuten Zeit, sich niederzulassen, bevor sie die Blüten 24 Stunden lang einschlossen.8 g Sorbinsäure, 2 l Wasser, 22 ml Kaliumhydroxid (4 M wässrige Lösung), 29,6 ml Cholinchlorid (15 %), 50 ml Essigsäure (25 %), 26 ml Formaldehyd (10 %), 30 ml Vitaminsuspension und 59,2 g Agar] und in einem Netzkäfig bei 25 °C: 22 °C und 12:12 h L: Photoperiode D gelagert. Die schlüpfenden erwachsenen Tiere wurden mit einer 10 %igen Zuckerlösung gefüttert. Nach fünf Tagen wurden die verpaarten Weibchen zum Legen zwei Tage lang in Zweiergruppen in durchsichtigen Plastikbechern isoliert. Die Becher mit Eiern wurden unter künstliche Larvennahrung gestellt. Eine Kolonie endoparasitoider Larven des Typs Apanteles taragamae wurde durch Entnahme von Kokons aus einem am IITA in Benin gepflegten Grundbestand angelegt. Nachfolgende Kolonien wurden erzeugt, indem Raupen von M. vitrata im ersten Stadium (zwei Tage alt) 24 Stunden lang der Parasitierung durch drei Tage alte A. taragamae-Weibchen ausgesetzt wurden. Die parasitierten Raupen wurden bis zur Verpuppung auf keimenden Augenbohnenkörnern aufgezogen. Kokons. Taragamae wurden nach sieben Tagen Parasitismus aus der Keimnahrung genommen und zum Schlüpfen in einen Netzkäfig gesetzt. Die schlüpfenden erwachsenen Tiere wurden im Käfig mit einer Lösung aus gestreiftem Honig gefüttert. Kokons des parasitoiden Eies Phanerotoma syleptae wurden ebenfalls vom IITA, Benin, bezogen. Die schlüpfenden erwachsenen Tiere wurden innerhalb der Wände des Zuchtkäfigs mit einer Lösung aus gestreiftem Honig gefüttert. Damit die verpaarten Wespen ihre Wirte parasitieren können, wurden 2 Tage alten verpaarten Weibchen von P. syleptae Eier von M. vitrata in kleinen zylindrischen Bechern (3 cm Durchmesser x 3,5 cm Höhe) angeboten. Sammlung flüchtiger Bestandteile von Augenbohnen aus Blüten Zwei Augenbohnenblüten wurden in einem Glasbehälter (100 mm Innendurchmesser × 60 mm Höhe) eingeschlossen, der an halbrunden Aluminiumplatten um den Stamm der Pflanze befestigt war, und die Lufteinschlüsse dauerten 24 Stunden. Für das Befallsexperiment wurden zwei M. vitrata-Larven nachts vorsichtig auf zwei Augenbohnenblüten gesetzt. Die Larven hatten dann 30 Minuten Zeit, sich niederzulassen, bevor sie die Blüten 24 Stunden lang einschlossen.Den schlüpfenden erwachsenen Tieren wurde im Käfig eine Lösung aus gestreiftem Honig gefüttert. Kokons der Eier des Parasiten Phanerotoma syleptae wurden ebenfalls vom IITA, Benin, bezogen. Den schlüpfenden erwachsenen Tieren wurde innerhalb der Wände des Zuchtkäfigs eine Lösung aus gestreiftem Honig gefüttert. Damit die Wespen ihre Wirte parasitieren können, wurden 2 Tage alten verpaarten weiblichen P. syleptae Eier von M. vitrata in kleinen zylindrischen Bechern (3 cm Durchmesser x 3,5 cm Höhe) angeboten. Sammlung von flüchtigen Bestandteilen der Augenbohne aus Blüten Zwei Augenbohnenblüten wurden in einem Glasbehälter (100 mm Innendurchmesser x 60 mm Höhe) eingeschlossen, der an halbrunden Aluminiumplatten rund um den Stamm der Pflanze befestigt war, und die Lufteinschlüsse dauerten 24 Stunden. Für das Befallsexperiment wurden zwei M. vitrata-Larven nachts vorsichtig auf zwei Augenbohnenblüten gesetzt. Die Larven hatten dann 30 Minuten Zeit, sich einzunisten, bevor sie sich 24 Stunden lang in den Blüten aufhielten.Den schlüpfenden erwachsenen Tieren wurde im Käfig eine Lösung aus gestreiftem Honig gefüttert. Kokons der Eier des Parasiten Phanerotoma syleptae wurden ebenfalls vom IITA, Benin, bezogen. Den schlüpfenden erwachsenen Tieren wurde innerhalb der Wände des Zuchtkäfigs eine Lösung aus gestreiftem Honig gefüttert. Damit die Wespen ihre Wirte parasitieren können, wurden 2 Tage alten verpaarten weiblichen P. syleptae Eier von M. vitrata in kleinen zylindrischen Bechern (3 cm Durchmesser x 3,5 cm Höhe) angeboten. Sammlung von flüchtigen Bestandteilen der Augenbohne aus Blüten Zwei Augenbohnenblüten wurden in einem Glasbehälter (100 mm Innendurchmesser x 60 mm Höhe) eingeschlossen, der an halbrunden Aluminiumplatten rund um den Stamm der Pflanze befestigt war, und die Lufteinschlüsse dauerten 24 Stunden. Für das Befallsexperiment wurden zwei M. vitrata-Larven nachts vorsichtig auf zwei Augenbohnenblüten gesetzt. Die Larven hatten dann 30 Minuten Zeit, sich einzunisten, bevor sie sich 24 Stunden lang in den Blüten aufhielten.
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