Projekt-86: Pflanzenschutzmittel als nachwachsende Rohstoffe (NAWAROS): Naturstoffe aus heimischen Pflanzen gegen den Apfelwickler (Cydia pomonella L.)

Ziel des Projektes war das Auffinden von Naturstoffen aus einheimischen Pflanzen, mit welchen das Verhalten des Apfelwicklers Cydia pomonella L. so beeinflusst werden kann, dass Schäden an Kulturpflanzen reduziert bzw. verhindert werden. Zwei Abschnitte im Lebenszyklus des Schädlings standen dabei im Mittelpunkt: Eiablage durch Weibchen sowie Einbohrung der Larven in die Äpfel. Großen Aufwand erforderte die Lösung eines unerwarteten Problems: Es war unmöglich, akzeptable Eiablagen unter Laborbedingungen zu erreichen. Dies bedingte eine stark eingeschränkte Verfügbarkeit von Insektenmaterial in der Anfangsphase. Für Tests auf Fraßhemmung konnte in beschränktem Ausmaß auf Material aus Freilandsammlungen zurückgegriffen werden. Tests auf Eiablagehemmung waren anfangs nicht möglich. Erst ein Jahr nach Beginn des Projektes konnte der Kern des Problems gefunden werden: Wildpopulationen des Apfelwicklers legen Eier nur in Gegenwart eines chemischen Stimulus. Dieser besteht aus flüchtigen Verbindungen, die von unreifen Äpfeln abgegeben werden. Diese konnten identifiziert und durch Extraktion aus Apfelschalen verfügbar gemacht werden. Im Screening auf Eiablagehemmung zeigte die Laborpopulation allerdings trotz Verwendung des Stimulus sehr heterogenes Eiablageverhalten. Die Ursachen dafür können vielfältig sein. Einerseits ist alpha- bzw. beta-Farnesen, die eiablagestimulierende Verbindung, nicht sehr stabil. Andererseits war die Zucht wegen der kurzen Dauer uneinheitlich. Aus den gewonnenen Daten kann daher keine Aussage über die Wirkung von Pflanzenextrakten abgeleitet werden. Es zeigte sich weiters, dass bei der Zucht des Apfelwicklers ein starker Selektionsdruck auf Eiablage ohne Stimulus besteht. Ein Kontrollversuch zeigte, dass die ursprünglich starke Abhängigkeit vom Stimulus gegen Ende des Beobachtungszeitraumes vollständig verschwunden war. Das Eiablageverhalten von Tieren aus einer Laborzucht entspricht also nicht dem einer Wildpopulation. Daher scheint es nicht sinnvoll, Eiablagetests mit Tieren eines Laborstammes durchzuführen. Das Screening auf Fraßhemmung ergab 11 Extrakte aus einheimischen Wildpflanzenarten, welche in Wahltests bei einer Konzentration von 30 µg/cm² einen signifikant abschreckenden Effekt auf frisch geschlüpfte Larven des Apfelwicklers hatten. Die besten Ergebnisse wurden mit Extrakten aus Erigeron annuus (Blüten), Heracleum sphondylium (Blätter), Tanacetum vulgare (Blüten und Blätter), Pastinaca sativa (Blätter) und Centaurea cyanus (alle Teile) erzielt. Aus mehreren Extrakten konnten Fraktionen gewonnen werden, welche bei einer Konzentration von 3 µg/cm² signifikant abschreckend auf Larven wirkten. Substanzen mit großem Potential scheinen Methylester ungesättigter Fettsäuren zu sein. Diese wurden in mehreren der wirksamen Extrakte bzw. Fraktionen gefunden. Außerdem zeichnen sich Terpene, v.a. Diterpene, deren genaue Struktur noch bestimmt werden muss, als vielversprechend ab. Bei allen isolierten Substanzen verhinderten Probleme mit der Stabilität des Moleküls erfolgreiche Tests mit Reinstoffen. Offenbar wurden die Wirkstoffe durch andere Komponenten der Extrakte geschützt, sodass Mischungen wirksam waren, isolierte Reinstoffe dagegen rasch degenerierten und ihre Wirkung verloren. Vitamin E, dessen antioxidative Wirkung allgemein bekannt ist, scheint dabei eine wesentliche Rolle zu spielen. Dieses wurde sowohl bei den Fettsäureestern als auch bei Extrakten der Kornblume erst im letzten Schritt von den Wirkstoffen getrennt. Isoliertes Vitamin E hatte keine fraßhemmende Wirkung. Die Ergebnisse zeigen, dass die Suche nach Naturstoffen, welche das Verhalten von Schädlingen beeinflussen, Erfolg haben kann. Bis zum Einsatz der ersten Wirkstoffe in der Praxis sind aber noch zahlreiche Probleme zu lösen.