Chemische Abwehr bei Larven von Chrysomela tremulae (Chrysomelidae) (PDF)

Larven der Blattkäfer (Chrysomeliden) schützen sich durch chemische Substanzen vor Frassfeinden. Spezies der Unterfamilie Chrysomelina produzieren Substanzen in Wehrdrüsen, die sich im Meso- und Metathorax sowie den sieben Abdominalsegmenten befinden. Bei Störung wird die Wehrsubstanz nach aussen gedrückt, so dass auf der Körperoberfläche der Larve ein Tropfen erscheint. Diese leicht flüchtigen Substanzen umgeben die Larve wie eine Duftwolke, die einen Kontakt mit dem Frassfeind verhindert.
Chemische Analysen haben drei verschiedene Wehrsekret-Zusammensetzungen identifiziert. Viele Larven synthetisieren iridoide Monoterpene unabhängig von ihrer Wirtspflanze. Die meisten Chrysomela Arten und Phratora vitellinae verwenden Phenolglucoside der Salicaceen, um Salicylaldehyd zu bilden. Die dritte Gruppe produziert Ester der Isobutter- und 2-Methylbuttersäure, um Frassfeinde abzuschrecken.
C. tremulae frisst auf Salicaceen und verwendet Salicin aus der Wirtspflanze als Vorstufe zur Bildung von Salicylaldehyd. Dabei wird Salicin in die Wehrdrüse aufgenommen und von einer β-Glucosidase zu Salicylalkohol hydrolisiert, welches von einer extrazellulären Oxidase, der Salicylalkoholoxidase (SAO), zu Salicylaldehyd oxidiert wird. Das dabei entstehende Wasserstoffperoxid wird durch eine Katalase entgiftet.

In vorangegangenen Studien wurde vermutet, dass die autogene Strategie der iridoiden Monoterpene den ursprünglichen Weg darstellt. Daraus hat sich die wirtspflanzenabhängige Strategie entwickelt, die aufgrund der Verwendung pflanzlicher Vorstufen im Gegensatz zur autogenen Strategie energetisch günstiger ist.
Um diese phylogenetische Entwicklung zu rekonstruieren, wurde in vorangegangenen Arbeiten unserer Arbeitsgruppe die SAO biochemisch charakterisiert. In der vorliegenden Arbeit haben wir eine putative SAO codierende cDNA aus C. tremulae identifiziert. Eine Katalase und eine β-Glucosidase wurden ebenfalls gefunden.