Institut für Biologischen Pflanzenschutz - Institute for Biological Control

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Institut für Biologischen Pflanzenschutz - Institute for Biological Control
Institut für
Biologischen Pflanzenschutz

                Institute for
           Biological Control
Institut für Biologischen Pflanzenschutz - Institute for Biological Control
Arbeiten für einen umweltschonenden und effizien-                             Biologische Bekämpfung von Schadorganismen
    ten Pflanzenschutz                                                            Entwicklung alternativer Saatgutbehandlungs-
    Das Institut für Biologischen Pflanzenschutz in Darmstadt                     verfahren bei Mais
    widmet sich seit 70 Jahren dem gesamten Spektrum bio-
    logischer Pflanzenschutzverfahren. Damit nimmt es eine                        Zum Schutz gegen Keimlingskrankheiten wird das Saatgut
    zentrale Schlüsselfunktion in der Erforschung, Entwicklung                    von Mais in der Praxis routinemäßig mit chemischen Beiz-
    und Umsetzung von Pflanzenschutzverfahren ein, die                            mitteln behandelt. Im Rahmen des Verbundprojekts „Saat-
    auf der Nutzung natürlicher Gegenspieler von Pflanzen-                        MaisPlus“ (Innovationsprogramm des BMEL, Projektträger
    krankheiten und -schädlingen basieren. Als Antagonisten                       BLE) werden alternative Verfahren der Saatgutbehandlung
    kommen natürlich vorkommende Mikroorganismen, Viren,                          entwickelt. Die Projektkoordination liegt in den Händen
    Insekten, Milben und Nematoden in Betracht. Weitere Ar-                       des Instituts. Im ersten Schritt werden Bakterien und Pilze
    beitsschwerpunkte sind die Entwicklung und Evaluierung                        von den Maiswurzeln isoliert. In den darauffolgenden La-
    von Naturstoffen zur Bekämpfung von Schaderregern und                         bor- und Topfversuchen testen die Wissenschaftler deren
    die Erforschung von Pflanzenstärkungsmitteln.                                 antagonistische Wirkung gegen pilzliche Krankheitserreger,
                                                                                  welche die keimende Maispflanze vom Boden oder vom
    Das Institut bearbeitet derzeit rund 40 Projekte, die unter                   Saatgut aus befallen (Fusarium, Rhizoctonia, Pythium).
    folgenden Themen gebündelt sind:
                                                                                  Die Wirksamkeit gegen einen bodenbürtigen Befall wird
    • Biologische Bekämpfung von Schadorganismen                                  ermittelt, indem gesundes - mit den zu testenden antago-
    • Interaktionen und Wirkmechanismen im biologischen                           nistischen Mikroorganismen behandeltes - Saatgut in zuvor
      Pflanzenschutz                                                              mit den Pathogenen beimpfte Topferde ausgesät wird. Um
                                                                                  die Wirksamkeit gegen samenbürtigen Befall festzustellen,
    • Funktionelle Biodiversität                                                  wird krankes, d. h. mit den Pathogenen befallenes Saatgut
    In dieser Broschüre möchten wir Ihnen einige wesentliche                      verwendet.
    Aktivitäten vorstellen.

Versuche in Petrischalen geben erste Hinweise auf      Vor Freilandprüfung: Wirksamkeit der Stämme wird      Brackwespe Asobara auf Kirsche
das antagonistische Potential der Mikroorganismen      in Topfversuchen charakterisiert                      Braconid wasp Asobara on cherry fruit
Initial information on the antagonistic potential of   Before field testing the efficacy of the strains is
microorganisms from experiments in petri dishes        characterized in pot tests

    Working for an environmentally friendly and                                     Biological control of plant pathogens and insect pests
    efficient plant protection                                                      Development of alternative seed treatments in maize
    The scientific activities of the Institute for Biological Control in Darm-
                                                                                    In agricultural practice maize seed is routinely treated with chemi-
    stadt cover the full spectrum of biological control of plant diseases
                                                                                    cals as protection against seedling diseases. In a joint project (“Saat-
    and pests in crop protection. The Institute thus plays a key role in
                                                                                    MaisPlus”), supported by funds of the Federal Ministry of Food and
    research, development and implementation of biological control
                                                                                    Agriculture (BMEL) and coordinated by the Institute, alternative,
    measures based on the use of beneficial organisms, such as microor-
                                                                                    non-chemical seed treatments are being developed. In the first step,
    ganisms, viruses, insects, mites and entomopathogenic nematodes.
                                                                                    bacteria and fungi are isolated from maize roots and tested in the
    We also investigate natural substances used for plant protection and
                                                                                    laboratory and greenhouse for activities against pathogenic soil-
    plant strengtheners.
                                                                                    and seed-borne fungi (Fusarium, Rhizoctonia, Pythium). The experi-
    About 40 research projects are carried out at the Institute, belonging          ments are performed using potting substrate artificially in-
    to the following themes:                                                        oculated with the pathogens or with naturally infected seed.
    • Biological control of plant pathogens and insect pests                        The efficacy against seed-borne infections is also determined for
    • Interactions and mode of action in biological control                         electron seed treatment, a novel physical seed treatment method,
                                                                                    and for combinations of the latter with microorganisms. The most
    • Functional biodiversity                                                       efficacious treatments are evaluated in field experiments.

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Institut für Biologischen Pflanzenschutz - Institute for Biological Control
Als weitere alternative Verfahren gegen samenbürtigen                          aufgenommen haben. Ebenfalls konnten spezifische natür-
    Befall stehen die Elektronenbehandlung - ein neues phy-                        liche Feinde aufgespürt werden: So befällt die heimische
    sikalisches Saatgutbehandlungsverfahren - sowie Kom-                           Gallwespe Trichopria drosophilae mit Erfolg Puppen von D.
    binationsbehandlungen aus Elektronenbehandlung und                             suzukii. Bestimmte Krankheitserreger, so genannte Mikro-
    Mikroorganismen im Visier der Wissenschaftlerinnen und                         sporidien, untersucht das Institut derzeit im Labor hinsicht-
    Wissenschaftler. Besonders wirksame Verfahren werden in                        lich ihrer schwächenden und fruchtbarkeitsmindernden
    Feldversuchen geprüft.                                                         Wirkung.
    Natürliche Gegenspieler der invasiven Kirschessig-                             Drahtwurmbekämpfung im Kartoffelanbau auf
    fliege                                                                         Basis von Metarhizium brunneum
    Die aus Asien stammende Kirschessigfliege, Drosophila su-                      In Europa stellen Larven von Schnellkäferarten ein zuneh-
    zukii, bedroht vor allem den Anbau von Beerenobst in Euro-                     mendes Problem im Ackerbau dar, wobei der Kartoffel- und
    pa. Die Weibchen legen ihre Eier in intakte Früchte. Die da-                   Maisanbau besonders betroffen sind. Chemische Insektizide
    raus schlüpfenden Maden lassen diese innerhalb kürzester                       zur Bekämpfung von Drahtwürmern stehen nicht zur Ver-
    Zeit verderben. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler                       fügung. Die Anwendung insektenpathogener Pilze der Gat-
    des Instituts untersuchen, ob und in welchem Maße mögli-                       tung Metarhizium wird daher als ein mögliches nachhaltiges
    che Gegenspieler diesen invasiven Schaderreger angreifen                       Pflanzenschutzverfahren für den biologischen wie integrier-
    und die sich rasch vermehrenden Populationen eindämmen                         ten Anbau angesehen.
    können. Wichtig ist dabei die Frage, ob häufig vorkom-
                                                                                   In dem aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung
    mende Räuber wie Ohrwürmer oder Spinnen das reichlich
                                                                                   und Landwirtschaft (BMEL) aufgrund eines Beschlusses des
    vorhandene Beuteangebot von D. suzukii in befallenen
                                                                                   deutschen Bundestages finanzierten Projekts „Agri-Met“
    Wildfruchthecken annehmen. Mit Hilfe molekularer Metho-
                                                                                   werden Metarhizium-Stämme mit Wirkung gegen Draht-
    den gelang der Nachweis, dass z. B. Ohrwürmer (Forficula
                                                                                   würmer mit einem am Institut etablierten Granulatherstel-
    auricularia) die Kirschessigfliege in ihr Nahrungsspektrum
                                                                                   lungsverfahren formuliert. Eine technische wie betriebswirt-

Der Ohrwurm (Forficula auricularia) frisst die Puppe   Drahtwurrnlarven mit Metarhizium-Befall               Mit Agrotis segetum Kernpolyedervirus B (AgseNPV-B)
der Kirschessigfliege                                  Larva of click beetle infested with Metarhizium sp.   infizierte Zellkulturen (Lichtmikroskop)
European earwig (Forficula auricularia) feeding on                                                           Agrotis segetum Nucleopolyhedrovirus B (AgseNPV-B)
Drosophila suzukii pupa                                                                                      infected cell cultures (light microscope)

    Natural enemies of the invasive spotted wing                                    Control of click beetle in potato cultivation on the
    drosophila                                                                      base of Metarhizium brunneum
    Since its arrival in Europe several years ago, the invasive vinegar             In Europe, larvae of the click beetle (wireworms) are an increasing
    fly, Drosophila suzukii, poses an enormous threat for soft and berry            problem, especially in the cultivation of potato and corn. Due to
    fruit production. Females oviposit into ripe and intact fruits which            the lack of chemical plant protection products for control of wire-
    decay quickly due to larval feeding. Biological control methods are             worms, the application of entomopathogenic fungi of the genus
    urgently needed to ensure an environmental safe pest manage-                    Metarhizium could be an alternative strategy to control wireworms
    ment. The Institute for Biological Control focuses its research on the          in organic and integrated cropping systems.
    recruitment of native natural enemies, including predators, specific
                                                                                    At the Institute virulent Metarhizium-strains will be selected for fur-
    parasitic wasps and pathogens. The potential enhancement of na-
                                                                                    ther product development. Here, a granulation process, developed
    tural regulation by common predatory arthropods in hedgerows is
                                                                                    by the JKI-Institute for Biological Control, will be tested and further
    one particular option which is currently investigated. Molecular gut
                                                                                    optimized. A scale up and an economic feasibility of this granula-
    analyses revealed that the European earwig (Forficula auricularia)
                                                                                    tion technology will be proofed by the company ABITEP GmbH and
    includes D. suzukii as prey in infested blackberry hedges. More spe-
                                                                                    will be compared with alternative formulation methods. To expand
    cific antagonists could also be identified: for example the parasitic
                                                                                    the application range of entomopathogenic fungi, research ist con-
    wasp Trichopria drosophilae successfully attacks the pupae of D.
                                                                                    ducted to develop sprayable liquid formulations for selected strains
    suzukii. Laboratory investigations using molecular methods, light
                                                                                    of the fungi. The applicability of the granules and liquid formula-
    and electron microscopy currently explore the life cycle and infec-
                                                                                    tions will be optimized in cooperation with the
    tiousness of a particular microsporidian pathogen.

                                                                                                                                                            2
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schaftliche Umsetzbarkeit des Verfahrens führt die Firma               Interaktionen und Wirkmechanismen im biologischen
    ABITEP GmbH durch und vergleicht sie gegebenenfalls mit                Pflanzenschutz
    anderen Herstellungsverfahren. Um den Anwendungsbe-
    reich für insektenpathogene Pilze zu erhöhen, erforscht das            Reduktion von Kupfer im Pflanzenschutz
    Institut für ausgewählte Pilzstämme neben der Granulather-
                                                                           In Kulturen wie Wein, Kartoffel und Gemüse können Krank-
    stellung die Entwicklung einer spritzbaren Formulierung.
                                                                           heitserreger aus der Gruppe des Falschen Mehltaus zu
    In Zusammenarbeit mit dem JKI-Fachinstitut für Anwen-
                                                                           hohen Ertragsverlusten führen. Der ökologische Anbau
    dungstechnik im Pflanzenschutz sowie dem Fachinstitut für
                                                                           dämmt diese Krankheitserreger bisher ein, indem er kupfer-
    Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland und der LEHNER
                                                                           haltige Pflanzenschutzmittel anwendet. Da sich Kupfer vor
    Agrar GmbH soll die Anwendbarkeit durch Optimierung
                                                                           allem bei Dauerkulturen und bei langjährigem Einsatz im
    der Granulate sowie der Anwendungstechnik gewährleistet
                                                                           Boden anreichert und negative Einflüsse auf Boden- oder
    werden.
                                                                           Wasserorganismen haben kann, wird nach Alternativen zu
    Bekämpfung der Tomatenminiermotte                                      kupferhaltigen Mitteln gesucht.
    Die Tomatenminiermotte (Tuta absoluta) stammt aus Süd-                 Die Arbeitsgruppe „Naturstoffe“ forscht an Alternativen auf
    amerika und etabliert sich zunehmend in den Gewächshäu-                der Basis von Pflanzenextrakten und Mikroorganismen und
    sern Süd- und Mitteleuropas, wo sie erhebliche Schäden                 anderen Naturstoff-basierten Techniken. In nationalen und
    in der Tomatenproduktion verursacht. Im Rahmen des                     internationalen Zusammenarbeiten werden die Wirksam-
    EU-Projektes BIOCOMES wurde in Kooperation mit anderen                 keit und der Wirkungsmechanismus derartiger Präparate
    Forschungspartnern und kleinen und mittelständischen                   untersucht, um so Grundlagen für eine Nutzung in der Pra-
    Firmen (KMUs) eine neue Methode entwickelt, diesen ge-                 xis zu erarbeiten. Schwerpunktmäßig erforscht das Institut
    fährlichen Schädling zu bekämpfen. Auf der Basis eines Gra-            derzeit einen Extrakt aus Süßholzblättern, der gute Wirkun-
    nulovirus-Präparats (TUTAVIR®) wird damit schon bald eine              gen vor allem gegen Kupfer-relevante Krankheitserreger
    biologische Bekämpfungsmethode zur Verfügung stehen.
                                                                           zeigt.

Blattschaden durch Tomatenminiermotte (Tuta abso-   Falscher Mehltau an Gurke                          Dünnschichtchromatogramm von Süßholzextrakt
luta), einem invasiven Schädling im Tomatenanbau    Downy mildew on cucumber                           nach Auftrennung in einzelne Fraktionen
Leaf damage caused by the tomato leaf miner (Tuta                                                      Thin layer chromatogram after fractionation of
absoluta), an invasive pest in tomato crops                                                            liquorice extract

    JKI-Institute for Application Techniques in Plant Protection and the   Interactions and mode of action in biological control
    fertilizer distributer developing and marketing company LEHNER
    Agrar GmbH.                                                            Reduction of copper in plant protection
    Control of tomato leaf miner                                           In crops, such as grape, potato and vegetables, diseases caused
                                                                           by downy mildews may lead to significant yield losses. Until now,
    The tomato leaf miner (Tuta absoluta) originated in South America      organic farming is relying on the use of copper containing prod-
    became an increasingly important pest in green houses in South         ucts for their control. Copper can accumulate in soils, especially in
    and Central Europe where it causes severe damage in tomato             perennial crops and when used over a long time, and so may have
    production. In the EU project BIOCOMES and in cooperation              negative effects on soil or aquatic organisms. Therefore, alterna-
    with other research partners and small and mid-sized enterprises       tives to copper based products are strongly desired.
    (SMEs), a novel control method of this severe pest insect has been
    developed. Soon, a biological control method based on a granulo-       Our department of natural substances is seeking for alternatives
    virus product (TUTAVIR®) will be available.                            to copper products on the basis of plant extracts, microorganisms
                                                                           and other natural substances-based techniques. In national and
                                                                           international collaborations, research on the efficacy and mode
                                                                           of action of the different approaches is carried out. The aim is to
                                                                           generate information and basic data for a possible use in practice.
                                                                           Currently, one focus is on the use of an extract from leaves of the
                                                                           liquorice plant. The liquorice extract proved to give good control
                                                                           against plant pathogens presently controlled by copper.

3
Institut für Biologischen Pflanzenschutz - Institute for Biological Control
Baculoviren – neue Herausforderungen, neue                                 (NGS), Microarray-Analysen, RNA-Sequenzierung und BAC-
    Chancen                                                                    Fish-Kartierung.

    Baculoviren sind sehr spezifische insektenpathogene Vi-                    Im Rahmen mehrerer internationaler Kooperationen suchen
    ren. Sie befallen nur wenige Insektenarten und können                      wir nach Möglichkeiten, wichtige Schädlinge wie z. B. die
    daher als äußerst selektive biologische Bekämpfungsmittel                  Wintersaateule, Agrotis segetum und A. ipsilon, die Toma-
    gegen Schadlepidopteren eingesetzt werden. Das Cydia                       tenminiermotte, Tuta absoluta, oder den Schwammspinner,
    pomonella Granulovirus (CpGV) wirkt spezifisch gegen den                   Lymantria dispar, mit Baculoviren zu bekämpfen.
    Apfelwickler und ist ein besonders wichtiges biologisches
    Pflanzenschutzmittel im organischen und integrierten Ap-
                                                                               Endophyten im biologischen Pflanzenschutz
    felanbau.                                                                  Die zunehmende Resistenz von Schadinsekten gegen che-
                                                                               mische Insektizide und das Verbot bestimmter Gruppen von
    Seit der Entdeckung CpGV-resistenter Apfelwicklerpopu-
                                                                               Pflanzenschutzmitteln erhöhen die Nachfrage nach biologi-
    lationen erforscht und charakterisiert das Institut neue
                                                                               schen Methoden und Verfahren. Ein Beispiel aus der Arbeit
    CpGV-Isolate mit resistenzbrechender Wirkung. Hierbei
                                                                               des Instituts: insektenpathogene Pilze werden auf Blätter
    interessieren vor allem die molekularen Mechanismen der
                                                                               gesprüht, damit sich die Insekten mit Pilzsporen infizieren.
    Baculovirus-Wirt-Interaktion. In den vergangenen Jahren
                                                                               Es gelang weiterhin, insektenpathogene Pilze der Gattung
    charakterisierten die Forscher durch umfangreiche Kreu-
                                                                               Beauveria und Metarhizium aus Pflanzen zu isolieren, was
    zungsexperimente drei verschiedene genetische Resistenz-
                                                                               bedeutet, dass diese in der Lage sein könnten, als Endophy-
    typen (I-III) und identifizierten den molekularen Hinter-
                                                                               ten in Pflanzen zu leben. Gelangen insektenpathogene Pilze
    grund der Resistenz. Auf der Basis dieser Erkenntnisse fand
                                                                               in das Körperinnere von Insekten, indem diese endophy-
    man neue resistenzbrechende CpGV-Isolate und entwickel-
                                                                               tische Pilze fressen, wäre dies eine effektive und selektive
    te Resistenzmanagementstrategien, die heute eine bedeu-
                                                                               Methode der biologischen Bekämpfung von Schädlingen.
    tende Rolle in der Pflanzenschutz-Praxis spielen. Wichtige
    Methoden sind hierbei Next-Generation-Sequenzierung

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines      Resistenzforschung: BAC-FISH-Kartierung von Genen   Immunfärbung markierter Pilz Beauveria brongniartii
Granulovirus-Einschlusskörpers                     des Z-Chromosoms des Apfelwicklers                  (grüne Fäden) besiedelt Eichenwurzeln (gelb)
Scanning electron micrograph of a granulovirus     Resistance research: BAC-FISH mapping of genes in   Immuno-stained fungus Beauveria brongniartii
occlusion body                                     the Z-chromosome of the codling moth                (green filaments), colonizing oak roots (yellow)

    Baculoviruses – new challenges and new chances                              In several international co-operations we develop baculovirus-
                                                                                based control methods for important pests, such as the cut worms
    Baculoviruses are highly specific insect pathogenic viruses with a          Agrotis segetum and A. ipsilon, the tomato leaf miner Tuta absoluta,
    very narrow host range. They have a great potential as highly selec-        or the gypsy moth Lymantria dispar.
    tive biocontrol agents of lepidopteran pests. The Cydia pomonella
    granulovirus (CpGV) infects codling moth caterpillars and is a partic-      Endophytes in biological plant protection
    ularly important biological control agent in organic and integrated
                                                                                Harmful insects become increasingly resistant to chemical insecti-
    apple fruit production.
                                                                                cides. In addition, the ban of certain groups of insecticides increase
    Since codling moth populations resistant to CpGV products have              the demand for biological plant protection methods. For this
    been discovered, we investigate and characterize new CpGV isolates          purpose, insect-pathogenic fungi are sprayed on leaves, whereby
    overcoming the observed resistance. We are particularly interested          insects are infected by the fungus. Also, insect-pathogenic fungi
    in the molecular mechanisms of the baculovirus-host interaction. By         belonging to the genera of Beauveria and Metarhizium were isolated
    applying comprehensive crossing experiments we identified three             from plants, what shows that they might be able to live in plants as
    genetically different resistance types (I-III), as well as the molecular    endophytes. The penetration of the fungus into insects by feeding
    targets of resistance in the virus infection cycle. Based on these          such endophytic fungi would be an effective and selective method
    results, novel resistance-breaking CpGV isolates are now available          of biological pest control.
    and resistance management strategies have been developed, which
                                                                                Histological investigations which are demonstrating the endophytic
    play an important role in the plant protection practice. Important
                                                                                mode of life, are rarely described in literature, so that a clear proof
    methods for our work are next generation sequencing (NGS), mic-
                                                                                for endophytic systemic fungal growth is still missing. Therefore, the
    roarray analyses, RNA sequencing and BAC-Fish mapping.

                                                                                                                                                       4
Institut für Biologischen Pflanzenschutz - Institute for Biological Control
Zur Demonstration der endophytischen Lebensweise                              Des Weiteren prüft das Institut, ob die Leistungen der Ge-
    sind histologische Untersuchungen in der Literatur kaum                       genspieler durch die Verwendung unverzichtbarer Pflan-
    beschrieben, so dass ein eindeutiger Nachweis für das en-                     zenschutzmittel im Kernobstanbau potentiell beeinträchtigt
    dophytische Pilzwachstum aussteht. Daher untersucht das                       werden.
    Institut mit Färbe- und immunologischen Methoden im
                                                                                  Zum einen stehen die Parasitoiden des Apfelwicklers mit
    Licht-, Fluoreszenz- und Konfokalmikroskop, wie sich ento-
                                                                                  verbreitetem Vorkommen und deutlichem Regulierungs-
    mopathogene Pilze auf der Pflanzenoberfläche und inner-
                                                                                  potential im Vordergrund. Ihre Diversität und Phänologie
    halb des Gewebes etablieren.
                                                                                  - auch in Beziehung zum Wirt - in unterschiedlichen Anbau-
    Funktionelle Biodiversität                                                    regionen und Bewirtschaftungsformen wird erfasst und
                                                                                  eine potentielle Gefährdung durch die Anwendung von
    Eine unverzichtbare Ökosystemleistung –                                       Pflanzenschutzmitteln und andere obstbauliche Maßnah-
    Biologischer Pflanzenschutz!                                                  men bewertet.
    Zu den natürlichen Gegenspielern (Antagonisten) von                           Zum anderen gilt es, die Ökosystemleistung insektenpatho-
    Schadinsekten gehören Parasitoide, Räuber, Bakterien oder                     gener Mikroorganismen anhand ihres Vorkommens, ihrer
    Pilze. Sie erbringen durch ihre Aktivitäten eine wichtige und                 Wirksamkeit und ihrer Persistenz zu bestimmen. Im Mittel-
    kostenlose Dienstleistung in unseren Agrarökosystemen.                        punkt stehen dabei vor allem insektenpathogene Pilze und
    Aktuell wird die Bedeutung ausgewählter Gegenspieler                          Mikrosporidien. Der Vergleich zwischen integrierter und
    des Apfelwicklers (Cydia pomonella) in integriert wie auch                    biologischer Wirtschaftsweise und der Einfluss von Pflan-
    ökologisch bewirtschaftenden Betrieben in Hauptanbaure-                       zenschutzverfahren auf das Vorkommen von Insektenpa-
    gionen Deutschlands erforscht mit dem Ziel, die von ihnen                     thogenen im Apfelanbau stehen dabei im Fokus.
    erbrachte Leistung für das Ökosystem zu bewerten. Neben
    dem regionalen Vorkommen sind das saisonale Auftreten
    und die ökologischen Interaktionen dieser Organismen von
    Relevanz.

Die Schlupfwespe Pristomerus vulnerator, ein wichti-   Die Schlupfwespe Trichomma enecator ist ein wichti-   Ein „Teppich“ des entomopathogenen Pilzes Isaria
ger Gegenspieler des Apfelwicklers                     ger natürlicher Gegenspieler des Apfelwicklers        fumosorosea
The ichneumonid Pristomerus vulnerator, an impor-      The parasitic wasp Trichomma enecator is an impor-    A “carpet” of the entomopathogenic fungus Isaria
tant parasitoid of the codling moth                    tant natural antagonist of the codling moth           fumosorosea

    Institute is investigating the establishment of entomopathogenic               In particular our emphasis lies on the regional appearance and
    fungi on the plant surface and within the tissue with dyeing as               seasonal occurrence as well as the ecological interactions between
    well as immunological methods in the light, fluorescence and                  the identified key organisms.
    confocal microscope.
                                                                                  The potential impact on important plant protection products on
    Functional Biodiversity                                                       the activities of antagonists is assessed in laboratory and semi-
                                                                                  field trials. We mainly focus on the specific parasitic wasps attack-
    Essential ecosystem service – Biological Control!                             ing codling moth and the role of entomopathogenic fungi and
    Parasitoids, predators, bacteria and fungi belong to the natural              microsporidia occurring in these different orchard systems.
    enemies (antagonists) of insect pests. In many agricultural ecosys-
    tems they provide pest control as an important and free service. In
    a current research project we evaluate the role and capacity of bio-
    logical control by important antagonists of the key pest in apple
    growing, the codling moth Cydia pomonella. The biodiversity and
    occurrence of major antagonists is studied in apple plantations
    under integrated as well as organic farming regimes and cider
    orchards which are located in three major apple growing regions
    in Germany.

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Institut für Biologischen Pflanzenschutz - Institute for Biological Control
Molekulare Methoden zur Biodiversitätsforschung                             Institutsumzug in wenigen Jahren
    Molekulare Methoden spielen eine zunehmend wichtige                         Das heutige Institut für Biologischen Pflanzenschutz wurde
    Rolle, die Biodiversität zu charakterisieren und zu beschrei-               im Jahre 1948 als „Institut für Kartoffelkäfer-Forschung und
    ben. Wir entwickeln molekulare Methoden, z. B. auf der Ba-                  -Bekämpfung“ gegründet. Bereits vier Jahre später wurde
    sis der Polymerasekettenreaktion (PCR) oder Next-Generati-                  der Begriff „biologische Schädlingsbekämpfung“ in den In-
    on-Sequenzierung (NGS), um biologische Antagonisten zu                      stitutsnamen aufgenommen. Seinen heutigen Namen trägt
    identifizieren und genetisch zu charakterisieren. Diese Stu-                das Institut seit 1991. Seither wurden zahlreiche biologische
    dien erfordern umfängliche bioinformatische Arbeiten, für                   Pflanzenschutzverfahren entwickelt, die heute eine große
    welche spezifische Software-Pipelines entwickelt werden.                    Bedeutung in der Praxis haben. Mit dem Neubau eines
                                                                                Institutsgebäudes (zusammen mit dem Institut für Pflan-
                                                                                zenschutz im Obst- und Weinbau) und dem 2021 geplanten
                                                                                Umzug des Instituts, wird die Forschung zum biologischen
                                                                                Pflanzenschutz in wenigen Jahren mit deutlich verbesserter
                                                                                Infrastruktur im etwa 50 km südlich von Darmstadt liegen-
                                                                                den Dossenheim fortgesetzt werden.

Analyse genetischer Variabilität im Genom des Apfel- Grundsteinlegung im Juni 2017                       Institutsrohbau fertiggestellt, Stand Oktober 2018
wicklergranulovirus CpGV                             Laying of the foundation stone in June 2017         The shell of the new Institute´s building is complete,
Analysis of genetical variability in the genome of                                                       October 2018
Cydia pomonella granulovirus CpGV

    Molecular methods for biodiversity research                                 Relocation of the Institute in a few years
    Molecular methods play an increasingly important role to charac-            The predecessor of the present Institute for Biological Control
    terize and understand biodiversity, especially of microorganisms.           was founded in 1948. After a few renaming, in 1955 the Institute´s
    We develop and apply specific molecular methods, e. g. poly-                name changed into “Institute for Biological Control of Pest Insects”.
    merase chain reaction (PCR) or next generation sequencing (NGS),            Due to the extension of research topics in 1991 the Institute re-
    to identify and genetically characterize biological antagonists. This       ceived its present name. Since then, numerous biological control
    research needs complex bioinformatic tools, for which software              measures, nowadays of significant importance in crop production,
    pipelines are being developed.                                              have been developed. The construction of new laboratories and
                                                                                offices (together with the Institute for Plant Protection in Fruit
                                                                                Crops and Viticulture) and the relocation of the Institute to Dos-
                                                                                senheim (50 km south of Darmstadt) will allow research for biolo-
                                                                                gical control with a significantly better infrastructure.

                                                                                                                                                            6
Institut für Biologischen Pflanzenschutz - Institute for Biological Control
Leiter                                                            Das JKI vereint unter seinem Dach 17 Fachinstitute an 10 Standorten.
Head                                                              The JKI combines the competence of 17 specialized institutes at 10 different sites.

Prof. Dr. Johannes A. Jehle

Vertreterin
Deputy
Dr. Annette Herz

Adressen
Addresses
Julius Kühn-Institut (JKI)
Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen
Institut für Biologischen Pflanzenschutz
Julius Kühn Institute (JKI)
Federal Research Centre for Cultivated Plants
Institute for Biological Control

Heinrichstraße 243
64287 Darmstadt , Germany
Tel./Phone : +49 (0)6151 407-0
Fax:         +49 (0)6151 407-290
bi@julius-kuehn.de

                                                                                         https://www.julius-kuehn.de/bi
                                                                                         https://www.julius-kuehn.de

                                                                                          DOI 10.5073/20210908-140048
                                                                                          September/September 2021

                                      Das Julius Kühn-Institut ist eine Einrichtung im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Ernährung,
                                      und Landwirtschaft (BMEL)

                                      The Julius Kühn Institute is an institution subordinated to the Federal Ministry of Food
                                      and Agriculture (BMEL)
Institut für Biologischen Pflanzenschutz - Institute for Biological Control Institut für Biologischen Pflanzenschutz - Institute for Biological Control
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