Die gemeinsame Wirkung von Stängelbohrern und abiotischen Stressfaktoren auf kommerzielle Maishybriden (SP4)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Michael Rostás; Professor Dr. Stefan Siebert; Dr. Ilka Vosteen
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik ; Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 571153016

Dieses Projekt untersucht die kombinierten Effekte abiotischer (Trockenheit, Stickstoffmangel) und biotischer (Befall durch Maiszünsler) Stressfaktoren auf Wachstum, Abwehrmechanismen und Ertrag kommerzieller Maishybride. Der Maisanbau ist weltweit durch das zunehmende gleichzeitige Auftreten von Umweltstressoren und Schädlingsdruck eingeschränkt, während das mechanistische Verständnis ihrer Wechselwirkungen, insbesondere unter Freilandbedingungen, bislang unvollständig ist. Ziel des Projekts ist es, aufzuklären, wie diese Stressfaktoren auf verschiedenen biologischen Ebenen (physiologisch, transkriptionell, metabolisch) miteinander interagieren und wie diese Veränderungen die Entwicklung, das Verhalten und die Rekrutierung natürlicher Feinde der Herbivoren beeinflussen. Feld- und Gewächshausversuche werden sowohl in gemäßigten (Deutschland) als auch tropischen (Kenia) Klimaten unter Einsatz kommerzieller Hybride durchgeführt. Aus pflanzenzentrierter Perspektive untersucht das Projekt, wie kombinierte Stressbedingungen die strukturelle Integrität der Pflanzen, Profile zentraler und spezialisierter Metaboliten, die phytohormonelle Signalgebung sowie die Emission herbivor-induzierter pflanzlicher Volatile verändern. Besonderes Augenmerk liegt auf frühen Interaktionen zwischen Pflanze und Insekt, insbesondere auf pflanzlichen Reaktionen auf Eiablage und die Fraßtätigkeit früher Larvenstadien. Aus entomozentrischer Sicht wird analysiert, wie stressbedingte Veränderungen des Pflanzenphänotyps die Entwicklung der Maiszünsler, deren Eiablageverhalten und die Attraktivität für Parasitoide beeinflussen. Das Projekt geht davon aus, dass abiotischer Stress die Wirtseignung und die Zusammensetzung flüchtiger Verbindungen in abhängiger Weise vom Genotyp verändert und dadurch trophische Interaktionen sowie die Effektivität indirekter Abwehrmechanismen beeinflusst. Ein weiterer zentraler Bestandteil ist die Entwicklung eines mechanistischen, prozessorientierten Modells zur Abbildung von Pflanze-Insekt-Interaktionen. Dieses Modell wird experimentelle Daten integrieren, um das Maiswachstum, die Entwicklung der Maiszünsler und den Ertrag unter variierenden Stressbedingungen zu simulieren. Es basiert auf bestehenden Modellplattformen und soll statistische mit physiologischen Modellierungsansätzen verknüpfen, um genotypspezifische Reaktionen vorherzusagen. Insgesamt zielt das Projekt darauf ab, zentrale Wissenslücken in multitrophischen Pflanze-Insekt-Umwelt-Interaktionen zu schließen, indem detaillierte empirische Beobachtungen mit innovativen Modellierungsstrategien verbunden werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 6101: Wirkungen und Mechanismen gleichzeitig auftretender, multipler abiotischer und biotischer Stressinteraktionen im Maisanbau (MultiStress)