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Inga Mewis, Franziska Rohr, James Glenn Tokuhisa, Christian Ulrichs

• Die Glucosinolate (GS) sind charakteristische sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe, vorkommend in der Gruppe der Brassicaceae und anderen Familien der Ordnung Brassicales (Halkier & Gershenzon 2006). Bisher sind mehr als 120 verschiedene GS beschrieben, welche eine gemeinsame Grundstruktur mit variablem Seitenkettenrest kennzeichnet (Fahey et al. 2001). Je nach chemischer Natur der Seitenkette werden die GS in aliphatische, aromatische und Indolyl-GS unterteilt. Alle GS-enthaltenden Pflanzen besitzen zusätzlich räumlich getrennt von den GS hydrolysierende Enzyme, so genannte Myrosinasen. Erst nach Zellbeschädigung kommen die beiden Komponenten in Kontakt zueinander und weitere biologisch aktive Verbindungen wie z. B. Isothiocyanate und Nitrile werden freigesetzt (Rask et al. 2000). Das GS-Myrosinase-System ist ein effektives Abwehrsystem insbesondere gegenüber generalistischen Insekten, Pathogenen und Bakterien, allerdings dienen vielen spezialisierten Insekten diese Stoffe zur Wirtspflanzenfindung und -akzeptanz (Renwick 2002, Halkier & Gershenzon 2006). Die Modellpflanze Arabidopsis thaliana L. enthält als Vertreter der Brassicaceae GS als Fraßabwehrstoffe. In A. thaliana als auch in Brassica ist das aliphatische GS-Muster sehr variabel, wohingegen die Indolyl-GS weit verbreitet sind (Kliebenstein 2001, Li & Quiros 2002). Allerdings fehlen Studien zur Funktion dieser GS-Klassen innerhalb der Pflanzenresistenz gegenüber Phytophagenfraß. Deshalb wurden zwei A. thaliana -Mutanten mit verändertem aliphatischen bzw. Indolyl-GS-Profil im Vergleich zu Columbia WT auf die Wirtspflanzeneignung für drei verschieden spezialisierte Lepidoptera-Arten getestet.
• Plants have developed diverse, complex defense mechanisms for dealing with their enemies. Members of the Brassicaceae family use the glucosinolate(GS)-myrosinase system to deal with their enemies. According to their precursor amino acid the GS are classified in aliphatic, aromatic, and indolyl GS. Indolyl GS are widely distributed in Arabidopsis thaliana (L.) ecotypes and Brassica ssp., but the presence of aliphatic GS is highly variable. The impact of certain GS classes on plant resistance to insects is not yet discovered. Therefore, we studied the host-plant suitability of A. thaliana Columbia GS mutants to different Lepidopteran species compared to the wild-type. Two specialist species, Pieris rapae L. and Pieris brassicae L. and one generalist species Spodoptera exigua (Hübner) were selected for the feeding studies. As mutants we used mam3+ with reduced aliphatic GS levels compared to Columbia wild-type and cyp79B2-cyp79B3- which is characterized by the complete loss of indolyl GS. The weight gain of the generalist S. exigua within three days was significantly higher on mutant lines of mam3+ and cyp79B2-cyp79B3- than on Columbia wild-type. In contrast, the performance of the specialist species P. rapae and P. brassicae was not different on the genotypes. The reason for different host-plant suitability of mutants for the generalist and specialist insects is discussed.