Molekularer Nahrungsnachweis bei Laufkäfern Molekularer Nahrungsnachweis bei Laufkäfern Corinna Wallinger, Daniela Sint, Rebecca Mayer & Michael Traugott Trophic & Applied Ecology, Institute of Ecology University of Innsbruck, Austria Hintergrund Pictures: www.extension.iastate.edu Jäten Sojafeld Unkraut Herbizideinsatz Hintergrund • Weltweit massive Ertragsverluste wegen Unkraut & Schädlingsbefall • Effektive Unkrautvernichtung mittels Pestiziden • Negativer Einfluß auf Umwelt & Gesundheit • Laufkäfer fressen Unkrautsamen & Schädlinge biologische Kontrolle Ökosystemserviceleistung Hintergrund • Samenfraß schwierig direkt zu beobachten • Welche Samen werden von wem gefressen? • Bevorzugte Samen in Fütterungsexperimenten ≠ die im Feld tatsächlich gefressenen Molekulare Analyse Molekularer Ansatz trnL • Pflanze • DNA-extraktion • PCR Nachweis Pflanzen-DNA Molekularer Ansatz Molekularer Ansatz Gefressener Samen Molekularer Ansatz trnL Gefressener Samen • DNA-extraktion • PCR Nachweis Samen-DNA Molekularer Ansatz Gefressener Samen Regurgitieren Foto: F. Baier Molekularer Ansatz • Regurgitat Nachweis Samen-DNA • DNA-extraktion • PCR Voruntersuchungen • Kann man Pflanzen DNA nach Samenfraß nachweisen? Fütterungsexperimente Sommer 2013 www.eu-insekten.de www.stopa.cso.pl Glatthalsiger Buntgrabläufer Erdbeersamenlaufkäfer Poecilus versicolor (Sturm, 1824) Harpalus rufipes (De Geer, 1774) Voruntersuchungen • Man kann Pflanzen DNA bis min 72 h nach Samenfraß nachweisen Wallinger et al. (2015) Detection of seed DNA in regurgitates of granivorous carabid beetles. Bulletin of Entomological Research 105: 728-735. Voruntersuchungen • Man kann Pflanzen-DNA bis min. 72 h nach Samenfraß nachweisen • Unterscheidet sich diese Nachweisbarkeit bei Pflanzenarten? Fütterungsexperimente Sommer 2014 Mit Ferialpraktikanten im Rahmen der FFG Förderung „Talente“: Matthias Labeck & Markus Neurauter Voruntersuchungen • Man kann Pflanzen-DNA bis min. 72 h nach Samenfraß nachweisen • Unterscheidet sich diese Nachweisbarkeit bei Pflanzenarten? Fütterungsexperimente Sommer 2014 Voruntersuchungen • Die Nachweisbarkeit bei Pflanzenarten ist unterschiedlich 100 100 100 Detektionsrate Samen-DNA 80 80 80 60 60 60 40 40 40 20 20 20 0 0 0 16 32 64 96 0 0 128 100 Greiskraut Weißklee Hirtentäschel 16 32 64 96 128 0 16 32 64 Raygras Löwenzahn 80 80 80 60 60 60 40 40 20 20 Ampfer 20 0 0 0 0 16 32 64 96 128 128 100 100 40 96 0 16 32 64 96 128 0 16 32 Ausdehnung des Verdauungszeitraums auf 5 Tage 64 96 128 Voruntersuchungen • Man kann Pflanzen-DNA min. 128 h nach Samenfraß nachweisen • Diese Nachweisbarkeit ist bei Pflanzenarten unterschiedlich Aktuelle Fragestellung • Man kann Pflanzen-DNA min. 128 h nach Samenfraß nachweisen • Diese Nachweisbarkeit ist bei Pflanzenarten unterschiedlich • Wird die Nachweisbarkeit der SamenDNA von der Aufnmahme tierischer Beute beeinflusst? Aktuelle Fragestellung • Wird die Nachweisbarkeit der SamenDNA von der Aufnmahme tierischer Beute beeinflusst? Fütterungsexperimente Sommer 2015 Mit Ferialpraktikantinnen im Rahmen der FFG Förderung „Talente“: Michelle Gruber & Marcel Schön Material & Methode • Wird die Nachweisbarkeit der SamenDNA von der Aufnmahme tierischer Beute beeinflusst? Fütterungsexperimente Sommer 2015 + Material & Methoden 1h 0 8h 16 32 64 96 128 h Material & Methoden 1h 0 16 32 64 96 128 h 16 32 64 96 128 h 8h 1h 0 8h Ergebnisse Raygras 100 100 8h Detection frequency [%] 1h 80 80 60 60 40 40 20 20 0 0 0 16 32 64 96 128 0 16 32 64 96 128 Bei Abstand von 8 h zwischen Mahlzeiten sind Detektionsraten für Mehlwurm-DNA höher als bei 1h Ergebnisse Hirtentäschel 100 100 Detection frequency [%] 1h 8h 80 80 60 60 40 40 20 20 0 0 0 16 32 64 96 128 0 16 32 64 96 128 Bei Abstand von 8h zwischen Mahlzeiten sind Detektionsraten für Samen-DNA niederer als bei 1h Zusammenfassung • Man kann Pflanzen-DNA min. 128 h nach Samenfraß nachweisen • Nachweisbarkeit von Samen-DNA wird beeinflusst von: − Käferart − Pflanzenart − Aufnahme tierischer Beute Zusammenfassung Entwicklung eines optimierten nicht invasiven Protokolls für den molekularen Nachweis der Nahrungswahl bei Laufkäfern Schaffen der Voraussetzungen zur Analyse der Mechanismen, welche der Nahrungswahl von Laufkäfern im Feld zu Grunde liegen Ausblick Trophic assessment of ecosystem services provided by carabid beetles in agricultural land 350 k€ 3 Jahre Laufzeit Material & methods Location of traps near Aldrans (760 m a.s.l.)
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