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Sand, Lehm und Aschen zur Bekämpfung von Vorrats- und Hygieneschädlingen werden seit Jahrhunderten eingesetzt. Der zunehmende Bedarf an umweltschonenden alternativen Schädlingsbekämpfungsmitteln führte zu einer Renaissance des Einsatzes inerter Stäube, insbesondere von amorphen Diatomeenerden. Bei diesen Stäuben handelt es sich um fossile Ablagerungen der Silikatskelette von Kieselalgen (Diatomeen). Der insektizide Wirkmechanismus von Diatomeenerden (DE) besteht hauptsächlich in der Physiosorption von Cuticulalipiden und damit einhergehender Zerstörung der vor Austrocknung schützenden Wachsschicht der Cuticula (Mewis & Ulrichs, 2001a). Bei höherer relativer Luftfeuchte kommt es jedoch zu einer Sättigung der DE mit Wasser und dadurch zu einer Herabsetzung der Lipidaufnahmefähigkeit, welche die Wirksamkeit von DE bestimmt. Um DE auch bei höheren relativen Luftfeuchten einsetzen zu können, werden sie nachträglich hydrophobisiert (Faulde & al., 2006) bzw. werden direkt hydrophobe, synthetische Kieselsäuren eingesetztoder DE in Kombination mit anderen natürlichen Insektiziden verwendet (Ulrichs & Mewis, 2000; Akbar & al., 2004). Eine zusätzliche Hydrophobisierung von DE ist jedoch mit zusätzlichen Kosten verbunden. Des Weiteren sind synthetische Kieselsäuren aufgrund der geringen Partikelgrößen und der schlechten elektrostatischen Aufladbarkeit alleine schwer applizierbar. In Kooperation mit der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe wurde deshalb an der Humboldt-Universität zu Berlin nach alternativen natürlichen Substanzen gesucht, die ähnliche physiko-chemische Eigenschaften aufweisen wie Diatomeenerden. Gefunden wurde ein natürlich vorkommendes Schichtsilikat mit großer Oberfläche, welches in den folgenden Versuchen mit AL06 bezeichnet wurde. In den durchgeführten Versuchen wurden insektizide Eigenschaften von AL06 im Vergleich zu weiteren natürlichen und synthetischen Silikaten untersucht.
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.
Die Modellpflanze Arabidopsis thaliana (L.) gehört zur Familie der Brassicaceae, welche zur Herbivorenabwehr das Glucosinolat(GS)-Myrosinase-System, auch die Senfölbombe genannt, besitzt. Neben der primären Funktion der GS und korrespondierender Hydrolyseprodukte zur Abwehr von Generalisten unter den Insekten sowie Pathogenen (GIAMOUSTARIS & MITHEN, 1995, TIERENS et al., 2001), nutzen zahlreiche auf Brassicaceae spezialisierte Insekten diese Sekundärmetabolite zur Wirtspflanzenfindung und Akzeptanz (RENWICK, 2002). Mehr als 120 verschiedene GS wurden bisher beschrieben, welche sich durch die Seitenkettenreste am Aglucon (ß-Thioglucosid) unterscheiden (FAHEY et al., 2001). Hierbei werden die GS in drei Klassen unterteilt: 1) in A. thaliana zumeist aus Methionin gebildete aliphatische GS, 2) von Tryptophan abgeleitete Indolyl-GS und 3) von Phenylalanin abstammende aromatische GS. Die Indolyl-GS sind uniform verbreitet in der Brassicaceae-Familie und normalerweise in allen A. thaliana-Ökotypen vorhanden, wobei gezeigt wurde, dass diese stark durch Umweltfaktoren beeinflusst werden (KLIEBENSTEIN et al., 2001, RAYBOLD & MOYES, 2001). Im Gegensatz hierzu ist die aliphatische S-Zusammensetzung in A. thaliana-Ökotypen und Brassica sehr variabel, und die Seitenkettenmodifizierung ist stark genetisch determiniert (KLIEBENSTEIN et al., 2001, LI & QUIROS, 2002). Bisher wurde der Funktion aliphatischer GS-Diversität in Bezug auf ihre mögliche Bedeutung für die Resistenz gegenüber Insekten nicht ausreichende Aufmerksamkeit geschenkt. Deshalb überprüften wir, ob sich ein unterschiedlicher GS-Phäno- / Genotyp auf die Wirtspflanzeneignung für verschiedene spezialisierte phytophage Insekten auswirkt.