Untersuchungen zur Verarbeitung der B.t.-Toxine Cry3Bb1 und Cry34Ab1/Cry35Ab1 im Mitteldarm des Westlichen Maiswurzelbohrers

Kaiser-Alexnat, Renate; Huber, Jürg; Büchs, Wolfgang GND; Langenbruch, Gustav-Adolf

Der Westliche Maiswurzelbohrer ist einer der wirtschaftlich bedeutendsten Maisschädlinge weltweit. Eine Bekämpfungsmöglichkeit stellt der Anbau von B.t. -Mais dar. Ein großflächiger Anbau von B.t .-Mais erhöht jedoch die Wahrscheinlichkeit der Provozierung einer Resistenzentwicklung gegenüber den jeweils verwendeten B.t.- Toxinen. Um Testsysteme zu erstellen, die im Falle einer Resistenzentwicklung zur Aufklärung der Resistenzmechanismen herangezogen werden können, wurden verschiedene Parameter zur Verarbeitung von B.t.- Toxinen im Mitteldarm von L3 Larven des Westlichen Maiswurzelbohrers untersucht. Zur Identifizierung der im Darmsaft vorhandenen Proteasen und Quantifizierung ihrer Aktivitäten wurden photometrische Tests durchgeführt. Da der Darmsaft des Westlichen Maiswurzelbohrers mit einem durchschnittlichen pH-Wert von 5,75 leicht sauer ist, war anzunehmen, dass vor allem Proteasen mit saurem pH-Optimum aktiv wären, was die hohen Aktivitäten der Cystein-Endopeptidasen Cathepsin L mit Papain, gefolgt von Cathepsin B und Cathepsin H bestätigten. Die Aspartat-Endopeptidase Pepsin - eine Protease mit stark saurem pH-Optimum - wurde ebenfalls nachgewiesen. Aber auch andere Proteasen aus weiteren Klassen wurden identifiziert. Neben den Serin-Endopeptidasen Trypsin, Chymotrypsin und Elastase wurden die zur gleichen Klasse gehörigen Proteasen Cathepsin G, Plasmin und Thrombin nachgewiesen. Auch die Metallo-Endopeptidase Saccharolysin und die Exopeptidase Aminopeptidase sowie eine Omegapeptidase waren im Darmsaft des Westlichen Maiswurzelbohrers aktiv. Weiterhin wurde untersucht, ob wirksame B.t. -Toxine mit Darmsaft des Westlichen Maiswurzelbohrers abgebaut werden. Doch weder das 77 kDa Toxin Cry3Bb1 noch die binären Toxine Cry34Ab1 (14 kDa) und Cry35Ab1 (44 kDa) wurden mit Darmsaft abgebaut. Danach scheinen die Toxine - im Unterschied zu denen in B.t.- Pflanzenschutzmitteln - in einer aktiven Form vorzuliegen. Die Ligand-Blot Bindungsstudien mit den B.t.- Toxinen Cry3Bb1 und Cry34Ab1/Cry35Ab1 deuten auf verschiedene spezifische Rezeptoren in der Darmwand hin, die Molekulargewichte von ca. 30 kDa (Cry3Bb1), 110 kDa (Cry34Ab1) und 50 kDa (Cry35Ab1) aufweisen.

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Kaiser-Alexnat, Renate / Huber, Jürg / Büchs, Wolfgang / et al: Untersuchungen zur Verarbeitung der B.t.-Toxine Cry3Bb1 und Cry34Ab1/Cry35Ab1 im Mitteldarm des Westlichen Maiswurzelbohrers. 2009.

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