04/02/2013 - Fortschritte in Richtung einer nachhaltigeren Schädlingsbekämpfung

Menéame

Forscher der Polytechnische Universität Madrid (UPM) in Zusammenarbeit mit der Universität Gent (Belgien) haben biologische und molekulare Techniken kombiniert, um die Wirkungen von Insektiziden Insekten mit dem Ziel, keine nachteiligen Auswirkungen auf Organismen zu haben, die für die Kultur von Nutzen sind.

Diese Studie wird dazu beitragen, die Entwicklung integrierter Pflanzenschutztechniken zu verbessern, da die Kombination biologischer Prüfungen mit molekularen Techniken unter anderem die Entwicklung chemischer Behandlungen ermöglicht, die unerwünschte ökotoxikologische Wirkungen minimieren und dadurch die Umwelt besser schützen.

Konkret die Forscher der Technische Hochschule für Agronomische Ingenieure in Zusammenarbeit mit der Universität Gent, haben sie die Sequenz des Rezeptors des Hormons aus dem Stumpf von mehreren Insekten (sowohl schädlich als auch vorteilhaft) bestimmt, um zu versuchen, die Wirkungen von Insektiziden zu verstehen, die durch Nachahmung dieses Hormons wirken. Dazu haben sie biologische Prüfungen und molekulare Techniken kombiniert. Ähnliche Untersuchungen tragen zu einem effizienteren und effizienteren Design von Insektizidmolekülen bei, die die Schädlinge unter Achtung der Hilfstierhaltung in den Kulturen bekämpfen, so dass diese Behandlungsmethoden in die im Rahmen des integrierten Pflanzenschutzes zulässigen Verfahren einbezogen werden können.

Die Techniken des integrierten Pflanzenschutzes versuchen, die Probleme der verschiedenen Schädlinge, Krankheiten und Unkraut so umweltfreundlich wie möglich zu lösen. Bei der chemischen Behandlung sollte sichergestellt werden, dass die verwendeten Produkte die in den Kulturen gefundenen positiven Organismen (z. B. Insekten, die sich auf andere Insekten oder Bestäubungsmittel ernähren oder entwickeln) nicht beeinträchtigen. Daher ist es notwendig, nicht nur die Wirksamkeit von Pflanzenschutzmitteln bei der Kontrolle der von ihnen bestimmten Organismen zu untersuchen, sondern auch die ökotoxikologischen Auswirkungen dieser Organismen auf andere Organismen, die sich in den Kulturen befinden können.

Die auf dem Markt vorhandenen Insektizide sind sehr unterschiedlich. Obwohl ihre Handlungsformen auf Insekten unterschiedlich sind und sich im Laufe der Zeit diversifizieren, sind zwei große Gruppen besonders hervorzuheben: diejenigen, die auf das Nervensystem der Insekten wirken, und diejenigen, die sich auf die Entwicklung oder Regulierung von Hormonen und Verhalten auswirken. Zu dieser Gruppe gehören einige Insektizide, die das Hormon, das den Prozess des Stumpfes der Insekten auslöst, als Ecdisteroiden, vermimeten. Diese Verbindungen zeichnen sich dadurch aus, dass sie sehr spezifisch gegen sehr konkrete, aber für den Rest harmlose taxonomischen Gruppen sind. Die Forscher der UPM in Zusammenarbeit mit den Forschern der UPM Fakultät für Biowissenschaften von der Universität Gent haben die Auswirkungen untersucht, die verschiedene Ecdisteroide auf verschiedene Insekten haben: die Fliege des Olivenbaums, Bactrocera oleae (Rossi), Hauptplage des mediterranen Olivenbaums, und zwei natürliche Feinde, der Hymenopter Psyttalia concolor (Szépligetti), einer der Parasitoiden der Olivenfliege, und der Raubputzer Orius laevigatus (Fieber), die in Gewächshäusern in hohem Maße für die biologische Kontrolle eingesetzt wird.

Die Studie wurde aus zwei Blickwinkeln betrachtet: biologische und molekulare. Die biologischen Tests wurden im Labor durchgeführt, indem Insekten auf mit den Produkten behandelte Oberflächen ausgesetzt oder geschluckt wurden. Auf diese Weise konnte festgestellt werden, ob die analysierten Verbindungen toxisch waren oder nicht, welcher Weg der wirksamste Eingang in den Körper des Insekts ist und seine Toxizität quantifiziert wird. Der molekulare Teil bestand aus der Sequenzierung des Ekdison-Rezeptors (Stummehormon) dieser drei Insekten. Sobald die Aminosäurensequenz des Proteins mithilfe verschiedener Software verfügbar ist, wird ein dreidimensionales theoretisches Modell des Proteins entwickelt. Da die dreidimensionale Sequenz des Insektizids bekannt ist, wird überprüft, ob diese Moleküle passt in der dreidimensionalen Konfiguration des Ekdisonempfängers. Bei anfälligen Insekten werden die Insektizidmoleküle an das Empfängerprotein gebunden, indem sie Ekdison ersetzen und somit die normale Entwicklung dieser Substanzen beeinträchtigen.

Dank dieser molekularen Techniken kann nach der Sequenzierung des Proteins eines Insekts ein screening von den Molekülen, die auf ihn wirken werden. Auf diese Weise können Versuche mit lebenden Insekten vermieden werden, die sich als strapazierfähiger und kostspieliger erweisen. Wird festgestellt, dass ein Insektizid eine bestimmte Wirkung (weniger als das gewünschte) ausübt, so kann die Sequenz des empfangenden Proteins als Grundlage für die Entwicklung neuer Insektizidmoleküle dienen, die dem, was die Wirkung verursacht hat, ähnlich sind. In einigen Fällen kann es jedoch auch verschiedene unbekannte Mechanismen zur Entfernung der chemischen Verbindung geben, obwohl die Bindung von Insektizid-Empfänger-Molekular wirksam ist, bevor das Ziel erreicht wird, was die Durchführung der ersten Laboruntersuchungen erforderlich macht. Bei den untersuchten Insekten wurde festgestellt, dass bei natürlichen Feinden Psyttalia concolor y Orius laevigatusDie Ecdisteroide wurden in den Laboruntersuchungen als harmlos eingestuft, wobei überprüft wurde, dass diese Moleküle nicht an den Ecdisonrezeptor gebunden waren. Für die Ölfliege, die einzige Verbindung, die eine gewisse Sterblichkeit verursacht, zeigte eine bessere Verbindung.

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BENGOCHEA, P.; CHRISTIAENS, O.; AMOR, F; VIÑUELA, E.; ROUGE, P.; MEDINA, P; SMAGGHE, G. 2012. “Insect growth regulators as potencial insecticides to control olive fruit fly (Bactrocera oleae Rossi): insect toxicity bioassays and molecular docking approach”. Pest Management Science DOI 10.1002/ps.3350

AMOR, F. CHRISTIAENS, O., BENGOCHEA, P., MEDINA, P., ROUGÉ, P., VIÑUELA, E., SMAGGHE, G. 2012. “Selectivity of diacylhydrazine insecticides to the predatory bug Orius laevigatus: In vivo and modeling/docking experiments”. Pest Management Science DOI 10.1002/ps.3353

BENGOCHEA, P.; CHRISTIAENS, O.; AMOR, F; VIÑUELA, E.; ROUGE, P.; MEDINA, P; SMAGGHE, G. 2012. “Ecdysteroid receptor docking suggests that dibenzoylhydrazine-based insecticides are devoid to any deleterious effect on the parasitic wasp Psyttalia concolor (Hym. Braconidae)”. Pest Management Science 68(7): 976-985

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