Prägung der Verteidigung der Waldkiefer gegen Insektenbefall

• Antragstellerin: Professorin Dr. Monika Hilker
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 467400517

Befallsinduzierte pflanzliche Abwehr gegen herbivore Insekten kann durch Umweltreize, die dem Befall vorausgehen, geprägt und verbessert werden. Dieses Projekt adressiert molekular-ökologische Fragen zur Prägung (Priming) der Abwehr der Waldkiefer (Pinus sylvestris) gegen die Blattwespe Diprion pini. Für die Waldkiefer ist bekannt, dass sie verbesserte Abwehr gegen herbivore D. pini Larven zeigt, wenn sie vor Larvalfraß auf Eiablagen der Blattwespe an ihren Nadeln reagiert hat. Darüber hinaus verstärkt die Waldkiefer auch ihre direkte Verteidigung gegen D. pini Eier, wenn sie zuvor den Sexualpheromonen dieser Blattwespe ausgesetzt gewesen ist.Bisher ist wenig bekannt über die Mechanismen der Prägung der Abwehr von P. sylvestris gegen D. pini. Im Gegensatz dazu ist für Angiospermae gut untersucht, dass eiablagevermittelte Prägung der Abwehr gegen Larvalfraß auf signifikanten Änderungen des pflanzlichen Transkriptoms und der Konzentrationen an Phytohormonen und sekundären Pflanzeninhaltsstoffen beruht. Daher sollen hier Mechanismen der eiablagevermittelten Prägung der Abwehr von P. sylvestris gegen D. pini Larven untersucht werden. Es wird die Hypothese geprüft, dass Angiospermen und Gymnospermen (hier: P. sylvestris) einige gemeinsame, konservierte Transkriptom- und Phytohormonantworten bei diesem Priming-Prozess zeigen. Darüber hinaus soll analysiert werden, ob eiablagevermittelte, fraßinduzierte Veränderungen im Gehalt sekundärer Kiefernnadel-Inhaltsstoffe (hier: Phenylpropanoid-Derivate und Phytosterole) eine Erklärung für die schlechtere Entwicklung von D. pini an zuvor eierbelegter Waldkiefer im Vergleich zu eifreier Kiefer bieten. Auch bei der pheromonvermittelten Prägung der Abwehr von P. sylvestris gegen D. pini Eier soll untersucht werden, welche Transkriptom- und Phytohormonantworten bei diesem Priming-Prozess eine Rolle spielen. Dabei wollen wir auch prüfen, ob diese Antworten Parallelen zur eiablagevermittelten Prägung der Abwehr gegen Larven zeigen. Dies gäbe Hinweise darauf, dass Stimuli, die Insektenbefall indizieren, auch generelle „Alarmreaktionen“ auslösen. Neben den Mechanismen der pheromongeprägten Abwehr gegen Eier sollen auch die ökologischen Effekte der Pheromonexposition der Waldkiefer weiter untersucht werden. Wir wollen prüfen, ob nach Pheromonexposition nicht nur direkte, sondern auch indirekte Abwehr gegen Eier (durch Anlockung von Eiparasitoiden) gestärkt ist, ob auch direkte Abwehr gegen Larven beeinflusst ist, und ob eierlegende D. pini Weibchen Gegenanpassungen an die Abwehr der Kiefer zeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen