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Christa Schafellner, Christa Nussbaumer, Axel Schopf

• Hymenopteran endoparasitoids that develop inside their lepidopteran host may exert a multitude of interactions with their host until they are able to emerge successfully from a developmentally arrested host that finally dies. Parasitoid interferences comprise physiological and biochemical modifications in the host endocrine and immune system which in turn affect host growth and development (reviewed in Edwards & Weaver, 2001). We use the gypsy moth, Lymantria dispar (Lep., Lymantriidae) and the endoparasitic, polydnavirus (PDV)-carrying braconid wasp Glyptapanteles liparidis (Hym., Braconidae) as a model system to study the endocrine changes associated with parasitism. Following wasp oviposition into young gypsy moth larvae, the parasitoids develop through two endoparasitic instars, and then emerge as newly molted third instars from a host that dies in the larval stage. In previous studies we have already described the endocrine changes in parasitized gypsy moth larvae which show an increase in juvenile hormone (JH) titers, a shift from JH II to JH III as the dominant homologue, and a prominent decrease in the JH degrading enzymes (Schopf & al., 1996; Schafellner & al., 2004). Here, we investigated the possible mechanisms that account for the JH elevating effects such as (i) stimulated host corpora allata activity, (ii) reduced activity of the JH metabolic enzymes such as JH esterase, and (iii) synthesis and release of JH by the parasitoid larvae.
• Die gregäre, parasitische Brackwespe Glyptapanteles liparidis (Hym., Braconidae) entwickelt sich in den Raupen des Schwammspinners Lymantria dispar (Lep., Lymantriidae). Bei der Eiablage injiziert die Wespe Viruspartikel in die Leibeshöhle der Wirtsraupe, die deren Immunabwehr lahm legen und so das Einkapseln der Eier verhindern. Im Laufe der Entwicklung der Parasitoidenlarven ändern sich die Juvenilhormongehalte in der Wirtshämolymphe dramatisch. Das für den Abbau des Juvenilhormons verantwortliche Enzym, die Juvenilhormon-Esterase (JH-Esterase), wird dramatisch herunterreguliert, während der Titer an Juvenilhormon steigt und kurz vor dem Ausbohren der Parasitoiden das Hundertfache des Normalwertes von unparasitierten Raupen erreicht. Wir konnten in unseren Untersuchungen nachweisen, dass die Polydnaviren für die Blockierung dieses spezifischen Enzyms verantwortlich sind, wobei aber die Aktivität des JH-Esterase Gens in den parasitierten Raupen unverändert bleibt. Mit der Häutung der Parasitoidenlarven in das 2. Larvenstadium beginnt der Hormonspiegel in der Hämolymphe kontinuierlich anzuwachsen. Auffallend dabei ist, dass davon vor allem das JH III Homolog betroffen ist, welches als das bisher einzige von Hymenopteren produzierte Homolog bekannt ist. Mit Hilfe von Inkubationsversuchen konnten wir zeigen, dass dieses Homolog von den Parasitoidenlarven selbst produziert und in die Wirtsraupe abgegeben wird. Die Syntheseleistung und die Abgabe von JH durch die Corpora allata der Wirtsraupe wird durch die Parasitierung dagegen nicht gesteigert; der im Vergleich zu JH III geringere Anstieg von JH II – dem dominierenden Homologon in Lepidopteren – ist offenbar auf die unterdrückte Enzymaktivität zurückzuführen. Aus den vorliegenden Ergebnissen wird klar, dass Parasitoide und Polydnaviren auf unterschiedlichen Ebenen in die Hormonregulation eingreifen und erst das komplexe Zusammenspiel beider eine erfolgreiche Parasitierung ermöglicht.