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Anschrift des Verfassers: Professor Dr. H. WEIDNER, Uh- landstr. 6, D-2000 Hamburg 76

Anz. Sch~idlingskde., Pflanzenschutz, Umweltschutz 57, 7--9 (1984) �9 1984, Verlag Paul Parey, Berlin und Hamburg ISSN 0340--7330/InterCode: ASUMDT

Insect Biocontrol Unit, College of Agriculture, Assiut-University, Egypt

Beziehungen zwischen dem Bakterium Serratia marcescens (Biz.) und der in den Raupen von Sesamia cretica Led. (Lep., Tortricidae) sich entwickelnden Schlupfwespe Bracon brevicornis Wesm. (Hym., Braconidae)

Von S. A. TEMERAK

Mit einer Tabelle

Abstract Interrelationships between the red-pigmented bacterium, Serratia marcescens (Biz.) and a braconid parasitoid through the Pink Borer larvae as host insect

Laboratory experiments were undertaken to study the inter- relationships which may be detected when rearing the

ectoparasitoid, Bracon brevicornis on Sesamia cretica larvae after being injected with the bacterial pathogen, Serratia marcescens at five constant temperatures.

Many effects detrimental to the parasitoid were found through rearing on Serratia-infected larvae of Sesamia e.g. decreased the deposited eggs especially at 35 ~ reduced the formed cocoons and produced adults at all temperatures

8 S.A. TEMERAK: Beziehungen zwischen dem Bakterium Serratia marcescens und der Schlupfwespe

(15--35"C); and prolonged developmental period especially at 20 or 25 ~

Number of infected host larvae which allowed complete successful development for the parasitoid was significantly decreased especially at the extremes of temperatures.

1 Einleitung Die erste Mitteilung fiber Serratia marcescens als Pa-

thogen yon Insekten in Agypten maehte TEME~K (1971). Das zur Fam. Enterobacteriaceae gehSrende Bak- terium ist gramnegativ und bildet kelne Sporen. Es ist aus mehreren Insekten bekannt (STEIN~US, 1959; TEME- R~ar 1971, 1978, 1978a, b).

Die Beziehungen zwischen Bakterien, parasitoiden In- sekten und Wirtsinsekten wurden bereits von mehreren Autoren untersucht, vor allem seit bekannt wurde, daft Bakterien bei der A.ufzucht yon Insekten und ihren Parasitoiden im Labor eine bedeutende Rolle spielen kSnnen (STEINHAUS, 1959; BUCHER, 1963; BRACXE~ u. BUCHER, 1967; BELL et al., 1979; KItaG et al., 1975). Aui~erdern sind solche Beziehungen fiir die natiirliche Regulation yon Schadinsekten yon Bedeutung. Hier sind sic positiv zu nennen, wenn der Parasitoid bei der Ver- breltung des ffir seinen Wirt pathogenen Bakteriums mitwirkt (BuckER, 1963; BELL et al., 1974; KURSTAg, 1966; TEMEV, XK, 1979 b) oder wenn durch die Bakterien die Wirtslarven rascher gel~ihmt werden (TEMERAX, 1980) bzw. eine hShere Parasitierungsquote aufweisen (WESELOH U. ANDREADIS, 1982). Dagegen sind sic als negativ zu werten, wenn sie die Wirkung des Parasitoi- den verringern (BELL et al., 1974; KING et al., 1975; TEMERAI(, 1979; TEMERAK, 1980, 1982).

Weitere Untersuchungen in dieser Richtung sind wiin- schenswert. Nachdem dee Verfasser (T~M~RAK, 1983) bereits die Biologie des Parasitoiden und der Wirtsart in Abh/ingigkeit von 7 Temperaturstufen untersuchte, sollte die vorliegende Arbeit die Beziehungen dee 3 Kon- trahenten: Bakterium (Serratia)/Parasitoid (Bracon)/ Wirt (Sesamia)bei 5 konstanten Temperaturen n~iher betrachten.

2 Material und Methoden Das Bakterium S. marcescens x~urde als Reinkultur in einem

Glukose-haltigen Agar-Medium gezilchtet; es handelte rich um einen vom Pasteur-Institut identifizierten Stature. Der greg~il;e, ektolarvale Parasitoid, B. brevicornis sowie seine Wirtslarven wurden aus Sorghum-Stengeln, iiberwinternd, aus dem Raum Benimor (Govern. Assiut) gewonnen. Die S. cretica-Ranpen wurden 2 Generationen lang im Labor geziichtet, ehe sie fiir die vorliegende Arbeit Verwendung fanden.

Die Aufzucht des Parasitoiden in mit Serratia infizierten Raupen effolgte bei den konstanten Temperaturen 15, 20, 25, 30 und 35 ~

Ein Mikroliter dee ~akterien-Suspension (20 • 10 'a Bakt./ml) wurde mittels eines Mikroapplikators (Nadel Nr. 20) in die K6rperhShle jeder Wirtsraupe injiziert. Die Injektionsstelle lag zwischen dem 1. Abdominal-Beinpaar der Raupe. Zehn erwach- sene Raupen wurden fiir jede Temperaturstufe behandelt. Den KontrolbRaupen wurde destilliertes Wasser injiziert.

Je ein Weibchen und Mgnnchen des Parasitoiden wurden, 48 Stunden air, in einem 6 • 3 cm grot~en Gef~if~ mit den frisch infizierten Wirtsraupen zusammengebracht und bei einer der genannten Temperaturen gehalten. Die Gef/itge wurden tiiglich kontrolliert.

3 Ergebnisse und Diskussion In der Tabelle I sind verschiedene biologische Aspekte

des Parasltoiden, B. brevicornis be/seiner Entwicklung an mit Serratia infizierten Raupen bei 5 konstanten Tem- peraturen dargestellt. Man sieht, daf~ die von dem Parasi- toiden abgelegte Zahl Eier an infizierte and gesunde Raupen etwa gleich war, mit Ausnahme der h6chsten Temperaturstufe, wo an die infizierten Raupen signifi- kant weniger Eier als an die gesunden abgelegt wurde. LAIGO und TAMmHIRO (1967) hatten bei der Dreier- komblnation Parasitoid = Apanteles marginiventris / Pathogen = Nosema / Raupe = Spodoptera mauritia acronyctoidesgleiche Ablage-Quoten bei infizierten und gesunden Wirtsraupen gefunden.

Tabetle 1. Einige biologische Aspekte yon BEacon brevicornis, gezogen an mit Serratia infizierten Raupen yon S. cretica, bei 5 Temperaturstufen Table l. Certain biological aspects of BEacon brevicornis reared on Serratia-infected larvae of S. cretica in response to 5 constant temperatures

Kriterien Temp. ~ Criteria

15 20 25 30 35

Zahl Eier/Raupe No. eggs/host larva T 0.4 1.8 7.8 28.4 26.7 (48h) U 1.5 6.8 11.0 29.2 46.5

T-test (-) (-) ns ns ** Zahl Kokons/Raupe No. formed T 0.6 11.0 11.2 5.2 2.2 cocoons/larva U 29.4 75.1 69.7 69.6 76.4

Zahl Imagines/Raupe No. produced adults/larva

T 0.3 9.3 10.4 4.3 1.7 U 26.1 72.7 63.4 66.5 69.6 T-test ** ** ** ** **

Kokonentwicklung Cocoon stage T 24.0 11.4 8.5 5.5 6.0 (days/Tage) U 23,9 11,4 7.3 5.5 4.0

T-test (-) ns ns ns (-) Gesamtentwicklung Total development T 48,5 25,1 15.1 11.0 10.0 (days/Tage) U 46.6 20,1 13.3 10.0 8,0

T-test (-) ** ** (-) (-)

(-) Not appropriate for statistical analysis due to very low observations within ~Treated". / Wegen zu geringer Zahl zur statistischen Bearbeitung nicht geeignet.

T = Treated / Behandelt U = Untreated / Unbehandelt ns = Not significant ** = Highly significant

Wie aus der Tabelle welter hervorgeht, waren bei alien 5 Temperaturen die Zahl der Kokons pro Raupe und die Zahl der schliipfenden Parasitoiden pro Raupe bei behandelten Raupen signifikant niedriger als bei unbe- handelten. Ahnliches fanden BELL et al. (1974) bei der Kombination Bakterium -- Serratia marcescens / Parasl- told = Microplitis croceipes / Raupen = Heliotbis zea.

Statistisch betrachtet, gab es keinen Unterschied zwi- schen behandeken und unbehandelten Raupen hinsicht- lich der Entwicklungszeit des Kokons des Parasitoiden.

S. A. TEMERAK: Beziehungen zwischen dem Bakterium Serratia marcescens und der Schlupfwespe 9

Jedoch waren gesicherte Unterschiede in der Gesamtent- wicklung des Parasitoiden, wenn auch nur bei 2 Tempe- raturstufen, vorhanden.

Obgleich das Bakterium S. marcescens ein weites Wirtsspektrum hat, gibt es bisher nur wenige Angaben iiber seine Pathogenit~it bei parasitolden Insekten: Ich- neumonide Exteristes comestockii (BRAcHEN u. BUCHER, 1967), Tachinide Lixophaga diatraeae (KIN~ et al., 1975) und 3 Braconidenarten Microplitis croceipes (BELL et al., 1974), Biosteres (Oplus) Iongicaudatus (GREANY et al., 1977) und Bracon brevicornis (TEMERAK, 1979 a).

Unsere Beobachtungen zeigten, da~ die Zahlen der Wirtsraupen (S. cretica), die nach Impfung mit dem Bakterium den Parasitenstadien die Entwicklung erlaub- ten, beziiglich des El- und Larvenstadiums in allen Tem- peraturen den Zahlen bel gesunden Raupen entsprachen, dag sie dagegen beziiglich des Kokon- und Adultensta- diums geringer als bei den Kontrollraupen waren. Ihre Quote erreichte in beiden Fiillen nur maximal etwa �90 jener bei gesunden Raupen, und auch diese nur bei 20 und 25 ~ Bei niedriger und h6herer Temperatur waren die Quoten wesentlich kleiner.

Acknowledgement The author gratefully acknowledges the assistance of Drs. D.

BOCIAS and J. E. MAaUNtAK, Dept. of Entomology and Nema- tology, University of Florida, U.S.A. in the preparation of this manuscript.

Zusammenfassung Es wurden mehrere fiir den Parasitoiden Bracon brevicornis

ungiinstige Wirkungen gefunden, wenn er an Sesamia cretica- Raupen aufgezogen wurde, die zuvor mit dem Bakterium Serra- tia marcescens geimpft waren. Insbesondere verringerte sich die Quote der gebildeten Kokons und jene der geschRipften Adul- ten, und zwar bei allen 5 getesteten Temperaturstufen (15, 20, 25, 30, 35 ~ Die Zahl bakterienkranker Wirtsraupen, die dem Parasitoiden eine erfolgreiche Entwicklung erm6glichten, sank vor allem bei den niedrigsten und h6chsten Temperaturen.

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Anschrift des Verfassers: Dr. S. A. TEMERAK, Insect Biocon- trol Unit, Dept. of Plant Protection, Coll. of Agriculture, Assiut University Assiut, Egypt; temporary address: Dept. of Entomology and Nematology, University of Florida. Archer Road Lab., Bldg. 339, Gainesvilte, FI. 326t 1.