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Kapitel 2. Literaturübersicht

Vorratsschädliche Motten gehören zu den tierischen Hauptschaderregern im Lebensmittellager. Es handelt sich um eine größere Anzahl wirtschaftlich bedeutender Arten, von denen mehrere in Folge ihrer Verbreitung mit dem Handel heute in fast allen Erdteilen gefunden werden (WILLIAMS 1964). Ursprünglich in wärmeren Gebieten beheimatet, haben sich die Mehlmotte Ephestia kuehniella (Zeller) und die Dörrobstmotte Plodia interpunctella Hübner seit ihrer Entdeckung im Jahre 1879 beziehungsweise 1813 auch im mitteleuropäischen Klimagebiet fest etabliert (LEHMENSICK und LIEBERS 1938, Strümpel 1969, LEIBENGUTH 1986).

Obwohl beide Arten weit verbreitete Vorratsschädlinge sind, tritt in gemäßigten Breiten E. kuehniella häufig in Getreidelägern und Mühlenbetrieben auf, während P. interpunctella vorwiegend in Lebensmittel-verarbeitenden Betrieben anzutreffen ist (Zacher 1950; STRATIL und REICHMUTH 1981; Reichmuth et al. 1976; HOPPE 1981). Nach REICHMUTH (1993a) ist P. interpunctella heute der bedeutendste Schädling der Lebensmittel-erzeugenden Industrie. Zum Befall kommt es durch Einlagerung befallener Partien oder durch Falterzuflug sowie während des Transportes (Reichmuth et al. 1976).

Die Art des Futtersubstrates hat erheblichen Einfluß auf die Entwicklungsdauer einer Genera-

tion, die Fekundität der Weibchen, die Schlüpfrate und die Größe der Falter (Zacher 1950; Hassan et al. 1962; HOPPE 1981).

Tab. 1: Entwicklung von P. interpunctella an verschiedenen Rohstoffen (nach HOPPE 1981)

Futtersubstrat	Entwicklungsdauer von der Eiablage bis zum Falterschlupf (in Tagen, bei 26°C)
		min.	max.
Haselnüsse
roh	34	33	35
geröstet	37	37	39
Mandeln
roh	37	34	40
geröstet	36	35	37
Kakaobohnen
roh	117	103	124
geröstet	86	84	88

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Da die Entwicklungsdauer der Dörrobstmotte darüber hinaus erheblich von der Temperatur beeinflußt wird, kommt es im mitteleuropäischen Klimabereich in ungeheizten Räumen meist nur zu zwei Generationen pro Jahr (BRAASCH 1972; Steinbrink 1989).

P. interpunctella durchläuft mehrere Larvenstadien, über deren Anzahl in der Literatur unterschiedliche Angaben gemacht werden. Nach MILES (1933) häuten sich die Larven vier- bis sechsmal. Normalerweise treten fünf Larvenstadien auf (STEIN 1986). Das letzte Larven-stadium verläßt meist das Fraßsubstrat, um sich gut geschützt in Spalten oder Fugen zu verpuppen. Kommt es während der Larvenentwicklung zum Absinken der Temperatur und zur Verkürzung der Photoperiode, kann die verpuppungsreife Larve in ein Diapausestadium eintreten (BELL 1976; BELL und WALKER 1973). Diapausierende Dörrobstmottenlarven können auf diese Weise Wintertemperaturen in ungeheizten Lägern überleben.

Mehlmotten entwickeln sich zwischen 12 und 30°C und benötigen für ihren vollständigen Entwicklungszyklus bei 30°C 39 Tage (BRINDLEY 1930; Steinbrink 1989). Bei 20°C dauert die Gesamtentwicklung hingegen rund zwei Monate (Stein 1986). Es gibt sechs Larvenstadien, wobei die erwachsenen, verpuppungsreifen Mehlmottenlarven das Fraßsubstrat häufig verlassen (Steinbrink 1989, Stein 1986).

Eine Diapause der Larven konnte bei E. kuehniella bisher nicht beobachtet werden (LEIBEN-GUTH 1986). In ungeheizten Lagerräumen entwickeln sich meist drei Generationen pro Jahr (Steinbrink 1989).

Eine wirksame Bekämpfung vorratsschädlicher Motten erfolgte bisher vor allem mit Mitteln der Begasung (REICHMUTH 1988; STEIN 1986; MAKARA 1965). Gase haben den Vorteil, das Lagergut durchdringen zu können und auch Insektenstadien zu erreichen, die sich im Inneren von Getreidekörnern befinden. Die Begasung ist jedoch nur für bestimmte Bereiche des Vorratsschutzes geeignet und das zur Zeit verbreitetste Begasungsmittel Phosphorwasserstoff für den Anwender risikoreich. Die Anwendungsmöglichkeiten der inerten Gase CO₂ und N₂ werden dadurch begrenzt, daß die Lagerräume weitestgehend gasdicht verschließbar sein müssen (REICHMUTH 1993b). Andererseits ist aufgrund der die Ozonschicht schädigenden Wirkung der allmähliche Ausstieg aus der Methylbromidanwendung bis zum Jahre 2010 vorgesehen (ANONYM 1992; BURDICK 1993).

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Durch diese mit dem Insektizideinsatz verbundenen Schwierigkeiten im Vorratsschutz wird man zukünftig nicht umhin kommen, vorratsschädliche Motten mit Verfahren zu bekämpfen, die zu geringer Insektizidbelastung führen und eine annähernd gleiche Wirksamkeit gewähren (Reichmuth et al. 1981).

Von mehreren Autoren wurde vorgeschlagen, die Kälteempfindlichkeit der Eier verschiedener Mottenarten zu ihrer Bekämpfung auszunutzen (STRATIL und REICHMUTH 1981; ADLER 1960; CLINE 1970). Eine Kältebehandlung der Fertigprodukte bietet sich in den Lebensmittel-erzeugenden Betrieben für ein nichtchemisches und somit rückstandsfreies Bekämpfungsverfahren an. Schokoladenhersteller nutzen die Kältebehandlung bereits zur Qualitätserhaltung ihrer wärmeempfindlichen Produkte (STRATIL und REICHMUTH 1981). Dörrobstmotteneier sind besonders kälteempfindlich und sterben bei Temperaturen unterhalb ihres Entwicklungsgrenzwertes von etwa 14°C ab (STRATIL und REICHMUTH 1981, WOHLGEMUTH 1976).

Eine Möglichkeit zur Verminderung des Insektizideinsatzes und damit zum Entschärfen des Resistenzproblems im Vorratsschutz ist die Zucht resistenter Sorten. Verschiedene Autoren berichten über die Möglichkeit, Schädlingspopulationen im Lager durch die Verwendung resistenter Varietäten einzudämmen (BREESE 1960; RUSSEL 1976; Cogburn 1974; COHEN

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In größeren Lägern, wie z.B. Getreideschüttbodenläger, werden häufig Pheromonfallen zur Flugüberwachung der Motten und zur Festlegung eines geeigneten Bekämpfungstermins eingesetzt (LEVINSON und LEVINSON 1985). Sie helfen so, den Einsatz chemischer Bekämpfungsmittel einzuschränken (REICHMUTH et al. 1978). Als Köder wird der Sexuallockstoff (Z, E)-9,12-Tetradecadienylacetat (TDA) verwendet. Das TDA ist die Hauptkomponente der Pheromone folgender Phycitidenarten: Plodia interpunctella, Ephestia kuehniella, Ephestia elutella, Ephestia cautella und Ephestia figuliella (BÜCHI 1992). Pheromonfallen können potentiell auch als Attraktizid eingesetzt werden und somit durch ein frühzeitiges und gezieltes Abfangen der Motten den Populationsaufbau verzögern oder verhindern (REICHMUTH et al. 1976; Trematerra und BATTAINI 1987). Es handelt sich hierbei um ein Verfahren, bei dem ein Insektizid mit einem Lockstoff kombiniert wird, ohne daß es zu Wirksamkeitsverlusten des verwendeten Insektizids kommt. Untersuchungen von TREMATERRA und CAPIZZI (1991) belegen eine hohe Wirksamkeit des TDA-Pheromon in Kombination mit dem Insektizid Cypermethrin bei der Bekämpfung von Mehlmotten-Männchen.

REICHMUTH et al. (1976) erwähnten weiterhin die Möglichkeit, mit Hilfe von Pheromonen die begattungsreifen Motten durch hohe Konzentrationen zu desorientieren sowie die Population durch mit Pathogenen kontaminierten Pheromonködern zu verdünnen.

Für eine biologische Bekämpfung vorratsschädlicher Motten im Lager stehen mehrere Antagonisten zur Verfügung (REICHMUTH et al. 1997). Ein aussichtsreicher Parasit von Ephestia spp. ist Trichogramma evanescens (SCHÖLLER 1995). Unter künstlichen Bedingungen konnten mit der Schlupfwespe in Abhängigkeit von der Temperatur Bekämpfungsraten zwischen 67% und 78% erzielt werden.

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Die meisten Räuber und Parasitoiden sind jedoch spezifisch und vernichten nur bestimmte Stadien. Der Zeitpunkt ihrer Freilassung ist demzufolge entscheidend für den Erfolg der Bekämpfungsmaßnahme.

Eine größere Aussicht, wirksam gegen vorratsschädliche Motten verwendet zu werden, haben nach STEIN (1986) hingegen Mikroorganismen . So wurden aus der Gruppe der Entomopathogene erfolgversprechende Ergebnisse mit Bacillus thuringiensis erzielt (McGaughey 1976, 1978, 1980). Nachdem dieses Bakterium erstmals im Jahre 1909 aus Mehlmotten isoliert wurde, waren immer wieder B.t.-bedingte Infektionen in Phycitiden-Populationen zu beobachten (BERLINER 1915; KRIEG 1981). Neben E. kuehniella wurde der Erreger auch bei E. cautella, E. elutella und P. interpunctella nachgewiesen (NORRIS 1964; Vankova und Purrini 1979; Krieg 1968). Die natürlichen Infektionen ließen auf ein entsprechendes Vorkommen von B.t. in Getreide und Getreideprodukten schließen. So ergab die mikrobiologische Untersuchung von Weizenmehl aus Mühlen in Kairo eine Gesamtkeimzahl von 1,9 x 10⁶/g Mehl (KRIEG 1981). Getreide und Getreideprodukte mit entsprechendem Befall können somit ein natürliches Erregerreservoir darstellen und unter Umständen dämpfend auf den Phycitiden-Befall in Lägern oder Mühlen einwirken. Um das Lagergut jedoch nachhaltig vor einem Mottenbefall zu schützen, ist die Applikation wirksamer B.t.-Erreger notwendig. So berichtete McGaughey (1976), daß eine erfolgreiche Prävention eines Befalls von P. interpunctella und E. cautella erzielt wird, wenn 120 g einer B.t.-Formulierung je 1000 g gelagerten Getreides beigemischt wird. Oberflächenbehandlungen mußten bis zu einer Tiefe von 100 mm erfolgen, um hohe Bekämpfungsraten zu erzielen. Die Zulassung kommerzieller Präparate auf Basis von B. thuringiensis in der Getreidelagerung der USA ist ein Hinweis für ihre Brauchbarkeit (McGaughey 1982, FRANZ und Krieg 1982). Infolge wiederholter Anwendung von B.t.-Präparaten kam es jedoch bereits zu ersten Resistenzerscheinungen bei Dörrobstmotten-Populationen (McGaughey 1985; JOHNSON et al. 1990).

Obwohl dieses Bakterium ein wirksamer Antagonist vorratsschädlicher Motten ist, wird in den meisten europäischen Ländern der Einsatz im Vorratsschutz zum gegenwärtigen Zeitpunkt aus lagerhygienischen Gründen nicht erwogen.

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Aus der Gruppe der Viren wurden Granuloseviren gegen vorratsschädliche Motten getestet. Zur Vermeidung eines Befalls mit P. interpunctella wurden gelagertes Getreide sowie Nüsse behandelt (HUNTER et al. 1973; McGaughey 1975). Da das Virus durch eine aus Protein bestehende Kapsel geschützt wird, ist die Wirksamkeit über einen längeren Zeitraum gesichert. KINSINGER und McGaughey (1976) untersuchten die Wirksamkeit eines Granulosevirus - Präparates und stellten fest, daß die Lebensfähigkeit des Pathogens sich im Verlauf eines Jahres kaum verschlechterte. Sie schlußfolgerten, daß das Lagergut durch eine einmalige Anwendung für die gesamte Lagerperiode vor dem Befall mit P. interpunctella geschützt ist. HUNTER et al. (1975) ermittelten, daß ein Gemisch aus Granuloseviren und Malathion gegenüber Dörrobstmotten wirksamer ist als jeder Bestandteil einzeln und es zu synergistischen Wirkungen kommt.

Bei mehreren Arten wirtschaftlich bedeutender Insekten der Ordnung Lepidoptera wurden verschiedentlich natürliche Infektionen mit Mikrosporidien beobachtet (PURRINI 1975; KEL-LEN und LINDENGREN 1969). Es handelt sich vornehmlich um Erreger der Gattungen Mattesia, Nosema und Thelohania, deren abtötende Wirkung jedoch nur ungenügend ist. Außerdem ist die Bereitstellung größerer Mengen an Erregermaterial wegen der notwendigen Zucht in lebenden Organismen schwierig.

Nach BURKHOLDER (1981) bieten Läger gute Bedingungen, in Schädlingspopulationen Epizootien zu induzieren. Hierfür ist die Kombination von Pheromonlockstoffen mit trockenresistenten Sporen ein vielversprechendes biotechnisches Bekämpfungsverfahren. Da Entomopathogene die Insekten nicht sofort abtöten, ist diese Methode geeignet, den Erreger in der Wirtspopulation zu verbreiten und somit eine Langzeitwirkung zu erzielen (BURKHOLDER 1981). Die Kombination von Pheromonlockstoffen und Entomopathogenen wurde erstmals durch BURKHOLDER und DICKE (1966) zur Bekämpfung von Speckkäfern untersucht und später von BURKHOLDER und BOUSH (1974) weiterentwickelt. Erfolgreich war die Kombination von Pheromonlockstoffen mit der Mikrosporidie Mattesia trogodermae bei der Bekämpfung von Trogoderma glabrum (Herbst) (SHAPAS et al. 1977). KELLEN und HOFF-MANN (1987) sowie VAIL et al. (1993) wandten dieses Konzept zur Bekämpfung von P. interpunctella an, indem sie den Sexuallockstoff mit dem Granulosevirus der Dörrobstmotte kombinierten. Die Autoren konnten den Erreger an 95% der Männchen und 83% der Weibchen nachweisen. Die Larven fraßen an kontaminierten Insektenkadavern und wurden auf diese

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Wenige Informationen gibt es über Bekämpfungsmöglichkeiten vorratsschädlicher Motten mittels entomopathogener Pilze . Diese Erreger werden in verschiedenen anderen Bereichen der Land- und Forstwirtschaft wirkungsvoll eingesetzt und sind mitunter ein wichtiger Bestandteil einer integrierten Bekämpfungsstrategie (Müller-KÖGLER 1965; ROBERTS und YEN-DOL 1971; FERRON 1978; 1981). In China stellt die Anwendung von Biopräparaten auf Basis von Beauveria bassiana, die bereits auf einer Fläche von 0,8 - 1,3 Mio. ha gegen Feld- und Forstschädlingen eingesetzt werden, eine wirkungsvolle Alternative zur chemischen Bekämpfung dar.

Lange Zeit ging man davon aus, daß für eine erfolgreiche Nutzung von Pilzen die Luftfeuchtigkeit im Lebensmittellager zu gering ist und schenkte ihnen infolgedessen im Bereich des Vorratsschutzes wenig Beachtung (SEARLE und DOBERSKI 1984). Die aus verschiedenen Lagerschädlingen isolierten Pilzstämme waren zudem oft nicht wirksam genug oder humantoxikologisch bedenklich (Burde 1988; BÖYE et al. 1988).

Mit der Entwicklung ölhaltiger Formulierungen, welche in Trockengebieten Afrikas erfolgversprechende Ergebnisse bei der mikrobiellen Bekämpfung von Heuschrecken zeigten, wurde der Einsatz entomopathogener Pilze auch für den integrierten Vorratsschutz interessant. Zudem konnte in Laboruntersuchungen nachgewiesen werden, daß verschiedene Pilzstämme sich innerhalb eines weiten Luftfeuchtigkeitsbereiches entwickeln (FERRON 1977; MOORE 1973).

Die Wirksamkeit entomopathogener Pilze wurde bisher vorwiegend an wirtschaftlich bedeutenden Lagerschädlingen der Ordnung Coleoptera im Labor überprüft.

Als einer der Ersten untersuchte FERRON (1977) Stämme von Beauveria bassiana gegen den Bohnenkäfer Acanthoscelides obtectus. Eine Bekämpfung des Lagerschädlings mit B. bassiana wurde für möglich gehalten, weil Infektionen bei einer relativen Luftfeuchtigkeit zwischen 0 und 100% nachgewiesen wurden.

SEARLE und DOBERSKI (1984) testeten B. bassiana gegen Oryzaephilus surinamensis, den wichtigsten Schädling an gelagertem Getreide in Großbritannien. Sie ermittelten Mortalitätsraten bei Larven und Puppen von 91%, nachdem die Konidienformulierungen dem Lagergut beigemischt wurden. Oberflächenbehandlungen führten zu Mortalitätsraten von 53%. In den meisten Fällen war eine relative Luftfeuchtigkeit von über 90% erforderlich, um den Lager

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HLUCHY und SAMSINÁKOVÁ (1989) testeten “Boverosil”, ein Biopräparat auf Basis von B. bassiana, welches in Kombination mit Pirimiphos-methyl in der Tschechischen Republik für die Leerraumbehandlung zugelassen ist. Sie ermittelten, daß die Mortalität von der Anzahl an Konidien abhängt, die am Insekt in den ersten zwei Stunden nach der Applikation anhaften.

Virulenzunterschiede gegenüber Sitophilus zeamais konnten bei verschiedenen Stämmen von B. bassiana festgestellt werden (ADANE et al. 1996). Daraufhin wurde der virulenteste Stamm mit Pirimiphos-methyl (10 ppm) verglichen, indem man den Pilz in Form eines Konidienstaubes dem Lagergut beimischte. Bei 27°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 70% gab es sowohl in den Mortalitätsraten als auch im Anteil befallener Körner statistisch keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden Wirkstoffen.

RODRIGUES-RUEDA und PRATISSOLI (1990) arbeiteten mit Metarhizium anisopliae und Beauveria brongniartii gegen Sitophilus zeamais und Acanthoscelides obtectus. LAM et al. (1988) konnten eine Anfälligkeit der Mehlmotte gegenüber Tolypocladium cylindrosporum nachweisen. JASSIM et al. (1983) erzielten gute Ergebnisse bei der Anwendung von B. bassiana gegen Mehlmottenlarven. Direkte Applikationen hoher Sporendosierungen von 3 x 10⁵ und 4 x 10⁵ Konidien/ cm² Wirtsinsekt verursachten Mortalitätsraten zwischen 96% und 98%.

Die bisherigen Untersuchungen an Lagerschädlingen erfolgten mit Pilzen, welche systematisch den Fungi imperfecti (Deuteromycetes) der Ordnung Hyphomycetales und der Familie Moniliaceae zugeordnet werden. Diese Pilze vermehren sich vegetativ. Auf die Konidienkeimung folgen das Mycelwachstum und die Bildung von Sporenträgern, welche Konidien produzieren.

Submers bilden diese Pilze Blastosporen, die ebenfalls gegenüber Insekten infektiös sein können (MÜLLER-KÖGLER 1965). Konidien besitzen jedoch eine längere Persistenz und erleiden zudem geringere Keimverluste während der Ernte, Formulierung und Lagerung (MÜL-LER-KÖGLER und SAMSINÁKOVÁ 1969; WEISER 1982; FENG et al. 1994). In trockener Umwelt ist somit die Anwendung der resistenteren Konidien erfolgversprechender.

Die Pathogenese der insektenpathogenen Hyphomyceten entspricht einem allgemeinen Grundschema, welches für die wichtigen Pilzarten M. anisopliae und B. bassiana von verschiedenen Autoren intensiv untersucht wurde (Zacharuk 1970a, b, c; CERMÁKOVÁ und SAMSI-NÁKOVÁ 1960; ROBERTS und HUMBER 1981; St.LEGER 1993).

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Der Infektionsverlauf und die Entwicklung des Pathogens im Wirt vollziehen sich bei verschiedenen Arten und Stämmen nicht immer einheitlich und werden vorwiegend von der Virulenz der Erreger bestimmt (MÜLLER-KÖGLER 1965; STEINHAUS 1954). Nach FERRON et. al. (1991) ist die Fähigkeit der Pilze, das Integument gesunder Insekten zu durchdringen und diese zu infizieren, der wichtigste Vorgang der Pathogenese und gleichzeitig Voraussetzung für eine hohe Virulenz der Erreger. Die Infektiosität der Pilze ist außerdem von deren Vermögen abhängig, auf dem Wirt anzuhaften (Gunnarsson 1988; HEALE et al. 1991; ZEBOLD et. al. 1979). AL -AIDROOS und ROBERTS (1978) ermittelten, daß eine geringe Virulenz von M. anisopliae Isolaten durch deren mangelnde Fähigkeit, auf dem Integument bestimmter Insekten zu haften, verursacht wurde. Die Voraussetzungen für das Anhaften am Integument sind bisher noch nicht vollständig geklärt. Es wird jedoch vermutet, daß spezielle molekulare Rezeptoren vorhanden sein müssen (FERRON et. al. 1991). Um am Wirtsinsekt anhaften zu können, müssen die Pilzsporen außerdem günstige Bedingungen auf dem Wirtsintegument vorfinden. Die hydrophobe chitinisierte Wirtsoberfläche und die hydrophoben Eigenschaften der Konidien begünstigen diesen Vorgang (BOUCIAS et al. 1988; FENG et al. 1994; WEISER 1982). MICHEL (1981) ermittelte, daß ungekeimte Konidien von B. bassiana auf der Kutikula der Wachsmotte, Galleria mellonella, Esterasen, Lipasen und N-acetylglykosaminidasen bilden, welche für das Anhaften der Sporen auf dem Insektenintegument wichtig sind.

Die Keimung der Konidien auf dem Integument kann je nach Isolat unterschiedliche Zeit in Anspruch nehmen. Die zum Zeitpunkt der Infektion vorkommenden Umweltbedingungen beeinflussen die Keimungsgeschwindigkeit und die Keimrate. Diese sind in hohem Maße von den Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen abhängig, welche auf dem Wirtsinsekt herrschen (FERRON et. al. 1991). Den wichtigen insektenpathogenen Pilzarten wie B. bassiana, M. anisopliae und Verticillium lecanii werden hohe Wärme- und Feuchtigkeitsansprüche zugeschrieben (SCHNEIDER 1953; MÜLLER-KÖGLER 1965; ROBERTS und CAMPBELL 1977). Nach WALSTAD et al. (1970) sind für eine optimale Keimung der Konidien von B. bassiana

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Für die Keimschlauchbildung sind Konidien auf verschiedene Nährstoffe angewiesen. SMITH und GRULA (1981) stellten fest, daß B. bassiana Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen benötigt. Für die Stimmulierung der Keimung eignen sich u.a. Glucose, Glucosamine, Chitin, Stärke und verschiedene langkettige Fettsäuren.

Um das Wachstum eines Keimschlauches und dessen Penetration zu ermöglichen, muß die Haftung zwischen Wirtsoberfläche und Konidie lange genug andauern. Der Keimschlauch wächst entweder als Laufhyphe auf der Wirtsoberfläche bis er einen geeigneten Angriffspunkt gefunden hat, oder er beginnt unmittelbar mit dem Eindringen in das Wirtsintegument (RO-BERTS und HUMBER 1981, Zacharuk 1970b). Insbesondere hochvirulente Pilzstämme keimen schnell und dringen sofort in das Insektenintegument ein (PERKRUL und GRULA 1979). Obwohl entomopathogene Pilze in der Lage sind, die chitinhaltige Insektenkutikula zu durchdringen, kommt es häufig zur Penetration an weniger sklerotisierten Stellen wie Intersegmentalfalten und Gelenkhäuten (IGNOFFO 1985; SCHABEL 1978). Histologische Untersuchungen von VEY et. al. (1982) zeigten, daß Metarhizium anisopliae bestimmte Penetra-tionsorte auf dem Integument der Larven von Skarabeiden für die Infektion bevorzugt.

Nach der Überwindung der Epikutikula wächst die Penetrationshyphe lateral und verdrängt dabei mechanisch die Lamellen der Prokutikula. M. anisopliae bildet unterhalb der Epikutikula spezielle Penetrationsplatten aus. Für die transintegumentale Penetration wurden bei M. anisopliae Appressorium-Strukturen nachgewiesen, die bei B. bassiana fehlen (VEY et. al. 1982; ZACHARUK 1970b). Nach Ignoffo (1985) läßt das extensive Wachstum der Penetra-tionshyphe auf eine aktive Absorption und Verdauung von kutikulären Bestandteilen schließen.

Der Penetrationsvorgang läßt sich als eine Kombination von mechanischem Druck und enzymatischen Prozessen charakterisieren (ROBERTS und HUMBER 1981; STARNES et al. 1993). B. bassiana und M. anisopliae bilden Proteasen, Lipasen und Chitinasen, welche die Insektenkutikula abbauen und somit dem Pilz das Eindringen in das Wirtsinnere ermöglichen (SAMISNÁKOVÁ und MISIKOVÁ 1973, St.LEGER et al. 1986a,b,c; KCHATCHATOU-RIANS 1991). Die Hydrolyse von Proteinen des Insekteninteguments ist nach LEOPOLDT et al. (1973) eine Voraussetzung für die Wirksamkeit der Chitinasen. LEOPOLDT et al. (1973) sowie BIDCHODKA und KCHATCHATOURIANS (1990) ermittelten eine unterschiedliche Enzymaktivität bei verschiedenen Isolaten von B. bassiana und wiesen eine höhere Virulenz bei Stämmen mit hoher Enzymproduktion nach. Unterschiede der Isoesterasen-Freisetzung

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Die Anfälligkeit von Insekten gegenüber einer pilzlichen Infektion ist artspezifisch, kann jedoch bei verschiedenen Stämmen innerhalb einer Insektenart unterschiedlich stark ausgebildet sein (RIBA et. al. 1982). Darüber hinaus kann der Ernährungszustand des Wirts einen Einfluß auf die Empfindlichkeit der Insekten ausüben, wobei besonders der von der Nahrung abhängige Wassergehalt der Wirtstiere deren Pilzanfälligkeit bestimmt (SCHAERFENBERG 1952; MÜLLER-KÖGLER 1965; DIAMONDÉ 1969; RAMOSKA und TODD 1985). LEPESME (1938) erhielt beispielsweise hohe Infektionsraten bei Schistocerca gregaria und Locusta migratoria durch Aspergillus flavus bei geringer Luftfeuchtigkeit von 45%, wenn die Heuschrecken mit besonders wasserreichem Futter ernährt wurden.

Die wichtigste Barriere für Pilzinfektionen ist das Insektenintegument. Dessen physikalische und chemische Eigenschaften haben Einfluß auf die Resistenz des Insektes gegenüber einer Pilzinvasion. So enthält die sehr dünne äußere Epikutikula gesättigte Fettsäuren mittlerer Länge (C₈-C₁₂) und Paraffin, dessen antifungale Wirkungen nachgewiesen wurden (KOIDSUMI 1957; FERRON 1978; SAITO und AOKI 1983; Smith und GRULA 1981). Resistente Insekten sind in der Lage, bereits im Integument Abwehrreaktionen durchzuführen. So kommt es am Penetrationsort zur Melanisierung, welche fungistatische Wirkungen hervorruft und darüber hinaus Hemmwirkungen auf Chitinasen und Proteasen ausübt (SODERHÄLL und AXAJON 1982).

Nach dem Durchwachsen des Integuments beginnen die Pilze, sich auf Kosten des Wirtsinsektes zu vermehren (StARnes et al. 1993; CERMÁKOVÁ und SAMSINÁKOVÁ 1960, FENG et al. 1994). Dazu bilden die Penetrationshyphen hefeartige Blastosporen, welche mit der Hämolymphe im gesamten Körper verbreitet werden. Durch Aufzehrung der Haemo

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Großen Einfluß auf die Virulenz haben spezielle Toxine, die während des Krankheitsverlaufs im Insektenwirt wirksam werden (StARnes et al. 1993, ROBERTS und HUMBER 1981). Die Toxinfreisetzungen sind stammspezifisch unterschiedlich ausgeprägt. Die von M. anisopliae produzierten Destruxine (Destruxin A bis E und Desmethyldestruxin) werden sofort nach der Durchdringung des Integuments vom Pilz gebildet und verursachen nach kurzer Zeit erste Lähmungserscheinungen. Für die Virulenz von M. anisopliae sind Destruxine von großer Bedeutung, da sie den Wirt noch vor dessen vollständiger Pilzbesiedelung abtöten (StARnes et al. 1993; ROBERTS 1981). Über den Wirkungsmechanismus der Destruxine von M. anisopliae ist bisher nur soviel bekannt, daß sie zur Überwindung von Immunabwehrreaktionen der Insekten wichtig sind. Außerdem kommt es zu zelltoxischen Reaktionen im Wirt sowie zur Unterdrückung der Synthese von Proteinen bei der DNA-Synthese (VEY et. al. 1986; QUIOT et al. 1985). Für B. bassiana wurde das Toxin Beauvericin nachgewiesen, dessen Rolle im Krankheitsverlauf bisher noch nicht vollständig geklärt ist. So besitzen Stämme mit hoher Toxinproduktion nicht gleichzeitig die höchste Virulenz. Des weiteren muß B. bassiana die gesamte Hämolymphe des Insektenkörpers mit Hyphen ausfüllen, bevor es zum Tod des Wirtes kommt (StARnes et al. 1993, CERMÁKOVÁ und SAMSINÁKOVÁ 1960).

Nach der Abtötung der Wirte ist für entomopathogene Pilze der Ordnung Hyphomycetales eine saprophytische Entwicklung charakteristisch. Postmortal verwertet der Pilz die Substanz des Insektenkörpers und muß sich dabei mit antagonistisch wirkenden Bakterien der Darmflora auseinandersetzen. B. bassiana produziert Oosporein, ein rotes antibiotisches Pigment, welches den Insektenkadaver rot färbt und die Entwicklung der Bakterien behindert (CHAMPLIN und GRULA 1979; KANAOKA et al. 1978). Die Pilze durchdringen anschließend in umgekehrter Richtung die Kutikula, um bei hoher Umgebungsfeuchtigkeit auf dem Insektenkadaver Mycel und Sporenträger auszubilden (RAMOSKA 1984, ROBERTS und HUMBER 1981, FENG et al. 1994). Häufig besiedeln jedoch andere Mikroorganismen die Insektenkadaver und können dadurch die Sporulation von M. anisopliae auf dem von diesem Pilz getöteten Insekt

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Beim gezielten suppressorischen Einsatz insektenpathogener Pilze wird die Wirksamkeit der Pathogene durch vielfältige Interaktionen mit biotischen und abiotischen Einflußfaktoren bestimmt. Die Intensität und der Umfang der Wechselbeziehungen determinieren die Wirksamkeit des mikrobiellen Eisatzes (TANADA und FUXA 1987).

Für eine erfolgreiche Verwendung entomopathogener Pilze ist in erster Linie eine hohe Virulenz ausschlaggebend. Nach Müller Kögler (1965) und Jackson et al. (1985) ist die Virulenz als variierend quantitativ, krankmachende Eigenschaft isolatspezifisch. Die Virulenz kann jedoch durch verschiedene Faktoren beeinflußt werden. So ermittelte KMITOWA (1978), daß der Ernährungszustand der Pilze Auswirkungen auf die Virulenz der getesteten B. bassiana, Paecilomyces farinosus und P. fumosoroseus Isolate hatte. Bei der Kultur insektenpathogener Pilzstämme ist es somit unabdingbar, durch die Auswahl geeigneter Nährböden einerseits eine rasche Massenproduktion an Infektionseinheiten zu ermöglichen, andererseits die Virulenz der Pilze gegenüber dem Zielinsekt zu steigern (Müller Kögler 1965).

Im Wirt - Pathogen - System müssen verschiedene Parameter bekannt sein. So hat neben der Virulenz die Anzahl von Infektionseinheiten Einfluß auf den Infektionsverlauf. Kenntnisse über die effektive Dosis, der die Zielorganismen ausgesetzt werden müssen, sind für eine erfolgreiche Bekämpfung ebenso wichtig, wie über bestimmte Faktoren, die das Zusammentreffen von Wirt und Pathogen beeinflussen (PINNOCK und BRANDT 1981). Zu diesen Faktoren zählen insbesondere die Überlebensfähigkeit der Konidien sowie die Inokulationsrate, welche wiederum vom Wirtsverhalten, das heißt der Kontaktrate bei perkutan wirkenden Pathogenen, abhängt. Die Inokulationsrate wird weiterhin von der Erregerdichte und deren räumliche Verbreitung bestimmt (TANADA und FUXA 1987). Eine hohe Dichte und eine weite Verbreitung der Pathogene in der Wirtspopulation erhöhen die Wahrscheinlichkeit des Kontaktes zwischen Pilz und Zielinsekt.

Fast immer beeinflußt das herrschende Milieu diese Parameter. So ist die Überlebensrate der Sporen und die Aktivität der Insekten von den herrschenden Temperaturverhältnissen abhängig (PINNOCK und BRANDT 1981, CARRUTHERS und SOPER 1987). Einen großen Einfluß auf die Persistenz der Konidien übt die Luftfeuchtigkeit aus (ROBERTS und CAMPBELL

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Auf seiten des Wirtsinsektes ist neben der Anfälligkeit und der Disposition die Populationsdichte ausschlaggebend für das Zustandekommen nachhaltiger Bekämpfungserfolge (STEIN-HAUS 1954; TANADA und FUXA 1987). Hohe Wirtsdichten erhöhen die Übertragungswahrscheinlichkeit, können Streß der Wirtstiere verursachen und dadurch die Insekten anfälliger gegenüber einer Pilzinfektion machen (STEINHAUS 1958; TANADA und FUXA 1987).

Nur wenn ausreichend Kenntnisse über die ökologischen Zusammenhänge vorhanden sind, ist der Einsatz von Entomopathogenen erfolgversprechend. Diese müssen bereits bei der Herstellung pilzlicher Biopräparate berücksichtigt werden.

So ist es unabdingbar, daß die Formulierungen die biologischen Aspekte des Pilzes und des Zielinsektes berücksichtigen. WEISER (1982) zeigte, daß wäßrige Formulierungen kutikuläre Schichten des Integumentes bei Mücken anschwellen lassen und dadurch die Insekten gegenüber der Penetration durch B. bassiana und M. anisopliae resistenter werden.

Mit Hilfe geeigneter Formulierungen ist man bestrebt, die Anhaftung der Pilzsporen am Zielinsekt zu verbessern. Die Formulierungsbestandteile dürfen jedoch den Infektionsprozeß nicht beeinträchtigen und sollen die Lebensfähigkeit, die Virulenz und die Übertragbarkeit der Sporen steigern. Durch die Entwicklung von Ölformulierungen mit Pilzsporen ist man bereits in der Lage, die Abhängigkeit der Infektion von der Luftfeuchtigkeit zu verringern (PRIOR et al. 1988). Die Herstellung Feuchte bewahrender Formulierungen befähigte so ansonsten trockenanfällige Pilzsporen, im suboptimalen Feuchtebereich zu keimen (STARNES et al. 1993; ZIMMERMANN 1992). Des weiteren ist man bestrebt, die Umweltpersistenz und die Lagerstabilität von Pilzsporen durch geeignete Formulierungen zu verbessern. Sporenformulierungen sollten andererseits mit bereits existierenden Applikationstechnologien kompatibel sein (FENG et al. 1994).

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