Direkt zum Inhalt | Direkt zur Navigation

Eingang zum Volltext

Lizenz

Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-82268
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/8226/


Rüdiger, Cornelia

Host searching and host selection of Trichogramma cacoeciae : potential and limitations of an egg parasitoid to locate and parasitise eggs from Lobesia botrana and Eupoecilia ambiguella

Wirtssuche und Wirtswahl bei Trichogramma cacoeciae : Potential und Limitierungen eines Eiparasitoiden beim Auffinden und Parasitieren der Eier von Lobesia botrana und Eupoecilia ambiguella

Dokument1.pdf (1.731 KB) (md5sum: c7480fc175dd3658b3ad892a5a06740a)

Kurzfassung in Englisch

Successful reproduction of an egg parasitoid depends on its ability to locate and successful parasitise eggs of its host species. By contrast, in the life history of target pests, there is a strong selective pressure to develop strategies which reduces risks of parasitisation and predation. Purpose of the present study was to figure out potentials and limitations on the egg parasitoid Trichogramma cacoeciae to locate and parasitise eggs of its two host species, the European grapevine moths (EGM), Lobesia botrana and Eupoecilia ambiguella. We investigated how T. cacoeciae locates eggs of its two host species. Therefore, the source of infochemicals and identification of their chemical structures were determined. Additionally, influences of the hosts’ food plant and egg conditions on host location and parasitisation were investigated. Finally, field studies were performed to examine parasitisation rates of natural and artificial induced T. cacoeciae and the impact of the pheromone disruption technique and sulphur on the performance of T. cacoeciae.
In order to gain information about the origin of infochemicals used by T. cacoeciae for host location a series of dual choice experiments with a Y-tube olfactometer were performed. It resulted that neither odours of uninfested plant materials, oviposition induced plant volatiles nor sex-pheromones of EGM attracts the parasitoids. However, volatiles directly emitted from eggs were highly attractive and were found to also attract wasps to grapes with deposited eggs. However, inflorescences were found to have a masking effect preventing T. cacoeciae from locating eggs on them but also eggs in their nearer vicinity when tested in a Y-tube olfactometer. Subsequent flight cage experiments that were performed in order to examine both, host location and parasitisation in the presence and absence of inflorescences could not confirm this result. Overall, from investigations on the infochemicals source, it revealed that naïve T. cacoeciae only use egg emanated volatiles for host location.
In order to identify chemicals involved in host location of T. cacoeciae, GC-MS analyses and Y-tube behavioural assays were performed using egg mass extracts, their nonpolar and polar fraction as well as artificial synthesised blends of identified substances. It resulted that egg mass extracts, polar fractions and aldehydes were attractive to T. cacoeciae wasps. Furthermore, a blend of three short chained aldehydes was sufficient to elicit a positive chemotaxis in the parasitoids. This was the first time when aldehydes were shown to be used for host location of an egg parasitoid over some distance.
Differences in detectability and suitability of eggs of the two EGM species and eggs of different ages were performed via Y-tube olfactometer assays, flight cage experiments and no choice experiments in Petri dishes. From choice experiments in a Y-tube olfactometer it resulted that eggs of both EGM species were successfully localised up to an age of 48 hours. From Petri dish behavioural assays it resulted that T. cacoeciae gained high parasitisation rates for young (24 to 48 hours old) E. ambiguella eggs and young and medium aged (72 to 96 hours old) L. botrana eggs and. Breeding success was highest on medium aged eggs of L. botrana. The flight cage behavioural assays, depicting semi-natural conditions, finally showed that T. cacoeciae located and parasitised significantly more eggs of L. botrana (60 %) compared to eggs of E. ambiguella (40 %). However, parasitisation rates for both species of EGM were satisfying compared to other egg parasitoid species used for biological control.
Field studies on natural parasitisation rates of EGM eggs revealed two species of Trichogramma, T. cacoeciae and T. evanescence, that reach parasitisation rates of less than 2 %. Thereby, the pheromone disruption technique did not affect natural parasitisation rates. Parasitisation rates of artificial induced T. cacoeciae as well were low with a maximum of little more than 4 %. Investigations of a possible impact of sulphur treatment on low parasitisation rates and on damage reduction was examined. It resulted that sulphur treatment did not affect the parasitoids performance.
The gained results were discussed in regard to the potential and limitations of T. cacoeciae to gain access to eggs of L. botrana and E. ambiguella and to successful parasitise them.


Kurzfassung in Deutsch

Die erfolgreiche Reproduktion eines Eiparasitoiden hängt von dessen Fähigkeit einen geeigneten Wirt zu finden und zu parasitieren ab. Hingegen ist es für die Fortpflanzung des Wirtes wichtig, dass seine Nachkommen nicht von einem Fressfeind oder Parasiten gefunden werden. Die vorliegende Arbeit soll am Beispiel von Trichogramma cacoeciae aufzeigen, welches Potential ein Eiparasitoid bei der Auffindung und Parasitierung seiner Wirte hat und wodurch sein Erfolg limitiert sein kann. Dazu wurde die Fähigkeit von T. cacoeciae untersucht Eier der beiden Traubenwicklerarten Lobesia botrana und Eupoecilia ambiguella zu finden.
In der Literatur wird darauf hingewiesen, dass Signale, die zur Wirtsfindung genutzt werden nur selten vom Wirt selbst stammen. Daher wurde zunächst der Ursprung der chemischen Signale die T. cacoeciae zur Wirtsfindung nutzt ermittelt. Ebenso wurde der Einfluss der Wirtspflanze auf die Wirtsfindung von T. cacoeciae aufgeklärt. Da auch das Eialter, sowie die Wirtsart für die Auffindbarkeit und Parasitierbarkeit relevant sein können, wurden auch dieser Aspekte untersucht. Mit Hilfe chemischer Analysen wurde außerdem ermittelt, welche Stoffe anlockend auf T. cacoeciae wirken und somit wichtiger Bestandteil der Wirtsfindung sind. Abschließend wurde in Freilanduntersuchungen festgestellt, in welchem Umfang sich die Parasitierungsleistung von natürlichen und induzierten Populationen unterscheidet, sowie welchen Einfluss das Pheromon-Verwirrverfahren und der Einsatz von Schwefel auf die Parasitoide haben.
Um den Ursprung der chemischen Signale die T. cacoeciae zur Wirtsfindung nutzt zu ermitteln wurde eine Reihe von Y-Rohr Versuchen durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass keinerlei Pflanzenvolatile oder die Sex-Pheromone der Wirte anziehend auf naive Parasitoide wirken. Die Parasitoide wurden nur direkt von den Eiern ihrer beiden Wirte angelockt. Dabei reagierte T. cacoeciae sowohl positiv auf Eier, die auf Plastikfolie abgelegt waren, als auch auf Eier auf Trauben. Befanden sich die Eier jedoch auf den Blütenständen der Wirtspflanze (Gescheine), konnten die Parasitoide die Eier nicht mehr lokalisieren. Dies galt nicht nur für Eier die direkt auf den Gescheinen abgelegt waren, sondern ebenso für Eier die als Gegenprobe im Y-Rohr präsentiert wurden. In anschließend durchgeführten Flugkäfigversuchen konnte der maskierende Effekt jedoch nicht bestätigt werden. Mögliche Gründe dafür werden in der Arbeit diskutiert.
Die chemischen Analysen mittels GC-MS zusammen mit weiteren Y-Rohr Versuchen ergaben, dass ein Gemisch aus drei Aldehyden zur Anlockung von T. cacoeciae führen. Diese wurden in der polaren Fraktion von Eiextrakten gefunden, die selbst ebenfalls anlockend auf die Parasitoide wirken. Durch einen Vergleich der Analysen von Eiern, die mit Schuppen der Wirte bedeckt sind, und Schuppen ohne Eier konnte gezeigt werden, dass die attraktiven Aldehyde direkt von den Eiern stammen. Die vorliegende Arbeit beschreibt damit einen der seltenen Fälle, in denen die Wirtseier selbst als Quelle der attraktiven Signale dienen. Außerdem weißt sie zum ersten Mal die Nutzung von Aldehyden zur Wirtsfindung eines Eiparasitoiden im Y-Rohr nach.
Unterschiede in der Auffindbarkeit von Eiern der beiden Wirtsarten sowie zwischen unterschiedlich altern Eiern wurden ebenfalls mit Hilfe von Y-Rohr Versuchen untersucht. Zusätzlich wurde die Parasitierbarkeit in Petrischalen und im Flugkäfig ermittelt. Es zeigte sich, dass Eier beider Traubenwicklerarten bis zu einem Alter von 48 Stunden nach Eiablage auffindbar bleiben. Unterschiede zwischen den beiden Wirtsarten zeigten sich allerdings bei der Parasitierbarkeit und dem Reproduktionserfolg von T. cacoeciae. Eier von E. ambiguella werden im Alter von 24 und 48 Stunden häufiger parasitiert als ältere Eier, wohingegen bei L. botrana kein Unterschied zwischen 72 und 96 Stunden alten Eiern und 24 und 48 Stunden alten Eiern festzustellen ist. Dieses Ergebnis bestätigte sich auch in den Flugkäfig versuchen, in denen Eier von L. botrana (60%) deutlich häufiger parasitiert wurden, als E. ambiguella Eier (40%).
Im Freiland zeigte sich, trotz der zufriedenstellenden Parasitierungsleistungen im Labor, dass T. cacoeciae einen nur sehr geringen Parasitierungsgrad erreicht. Natürliche Populationen parasitierten nur 2% der ausgebrachten Wirtseier. Auch künstlich induzierte Populationen parasitierten nur knapp über 4% der Wirtseier. Dieses Ergebnis macht deutlich, dass, obwohl die induzierte Population signifikant mehr Eier parasitiert als die natürlichen Populationen, ein Einsatz des gewählten Stammes zur biologischen Schädlingsbekämpfung nicht wirtschaftlich ist. Ein Einfluss von Schwefel oder des Pheromon-Verwirrverfahrens konnte nicht festgestellt werden.
Die gewonnen Ergebnisse werden im Hinblick auf das Potential, dass T. cacoeciae zur Auffindung und Parasitierung ihrer Wirtseier hat und Limitierungen, auf die die geringe realisierte Parasitierungsleistung hindeutet, diskutiert.


SWD-Schlagwörter: Parasitoid , Wirtsfindung , Chemische Kommunikation
Freie Schlagwörter (deutsch): Wirt-Parasitoid Interaktion , Tritrophische Interaktion , Wirtsalter , Eiparasitoid
Freie Schlagwörter (englisch): host-parasitoid interaction , tritrophic interaction , host finding , host age , egg parasitoid
Institut: Institut für Biologie 1 (Zoologie)
Fakultät: Fakultät für Biologie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Schmitt, Thomas (PD Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 07.10.2011
Erstellungsjahr: 2011
Publikationsdatum: 19.10.2011
Indexliste