CH652890A5 - Mittel und verfahren zur bekaempfung von insekten und deren larven. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mittel und ein Verfahren zur Bekämpfung von Insekten- und Larvenpopulationen, insbesondere von pflanzenfressenden Insekten, auf biologischem Wege. Der Einfachheit halber wird im folgenden von «Insekten» gesprochen, doch sind Insekten und deren Larven darunter zu verstehen.

Verschiedene Insektenspezies beeinträchtigen in nur einem oder mehreren ihren Entwicklungsstadien die lokale Vegetation und/oder Tierwelt. Derartige Umweltbelastungen erweisen sich häufig auch als schädlich für das'physische, wirtschaftliche und soziale Wohlbefinden von Menschen. Beispiele für Insekten, die in letzter Zeit besonders häufig aufgetreten sind, sind der Grosse Schwammspinner (vgl. E. Marshall*), der hauptsächlich breitblättrige Blätter kahl frisst, und die Mittelmeer-Fruchtfliege, die für den menschlichen Verbrauch bestimmtes Obst befällt und zerstört.

Unabhängig davon, ob die Insekten direkt für den Menschen schädlich sind, wie die vorgenannten Insekten, oder nur eine Störung des lokalen Naturgleichgewichts bewirken, ist eine Bekämpfung von Insektenpopulationen oder Insekten erforderlich. Die ersten Bekämpfungsverfahren waren vorwiegend chemischer Natur. In letzter Zeit wurden chemische und biologische Bekämpfungsverfahren entwickelt. Verschiedene Verfahren wurden zur Bekämpfung von Insekten während empfindlicher Phasen ihres Entwicklungszyklus eingeführt, zum Beispiel Anwendung von toxischen Chemikalien, Einführung von sterilen Exemplaren in Insektenpopulationen und die Verwendung von Ködern, wie Pheromo-ne, um die Insekten anzuziehen. Es wurden auch krankheitserregende Organismen, wie Bacillus thuringiensis, mit einem gewissen Erfolg zur Insektenbekämpfung eingesetzt.

Welches der vorgenannten Verfahren zur Bekämpfung von Insekten angewendet wird, hängt vom beteiligten Insektentyp sowie von der Umgebung, in der eine Bekämpfung stattfinden soll, ab. Ungünstigerweise hat die Verwendung 5 von chemischen Mitteln zur Insektenbekämpfung bestimmte Nachteile, beispielsweise unerwünschte Restwirkungen, eine undifferenzierte tödliche Wirkung auflebende Organismen, unvorhersehbare Langzeitwirkungen auf die die Mittel aufnehmenden Organismen, Auftreten in der Nahrungsmittel-io kette und öffentliche Abneigung gegen die Anwendung von chemischen Mitteln.

Infolgedessen besteht ein Bedürfnis für alternative Verfahren zur Bekämpfung von Insektenpopulationen durch 15 biologische Mittel. Ein derartiges Bekämpfungsverfahren besteht darin, dass man in Insektenpopulationen einer bestimmten Spezies sterile männliche Insekten einbringt, so dass es zu einer Befriedung des Geschlechtstriebs ohne die Bildung einer Nachkommenschaft kommt. Auch dieses Ver-20 fahren weist gewisse Nachteile insofern auf, als eine unmittelbare Wirkung fehlt und es angesichts von grossen Insektenpopulationen nicht ausreichend wirksam ist. Viele mit der Bekämpfung von Insektenpopulationen verbundene Probleme, wie Selektivität, Auftreten von Rückständen, Mangel an 25 unmittelbarer Wirkung und dergleichen, werden offensichtlich durch das erfindungsgemässe Verfahren gelöst, bei dem es sich darum handelt, dass der Tod der Insekten durch einen Mechanismus, der mit Flacherie (wilt disease) verbunden ist, herbeigeführt wird.

30 Flacherie macht sich bei Insekten durch Einstellung der Nahrungsaufnahme und schwerfällige Bewegungen, gefolgt von vollständiger Bewegungslosigkeit, bemerkbar. Nach einer bestimmten Zeit, im allgemeinen nach einigen Stunden, tritt eine dunkle eitrige Flüssigkeit aus den Körperöffnun-35 gen, wie Mund und Anus, aus. Die Insekten, beispielsweise Raupen erschlaffen und ihre Beine verlieren den Halt, bis die Tiere schliesslich nur mehr mit einem oder zwei ihrer Schein-füsse oder mit ihren Afterfortsätzen hinken und sterben. Ihre Haut, die zum Zeitpunkt des Todes im allgemeinen schwarz 40 ist, kann leicht aufgebrochen werden, wobei eine schwarze, dünne Flüssigkeit von äusserst aggressivem Geruch austritt.

Es ist bekannt, dass Flacherie insbesondere Larven des Grossen Schwammspinners (Lymantria dispar Linnaeus) be-45 fallt. Es wurde aber auch berichtet, dass mindestens 35 andere Insektenspezies von dieser oder sehr ähnlichen Krankheiten befallen werden; vgl. Stienhaus, Insect Microbiology: An Account of the Microbes Associated with Insects & Ticks, 1946, S. 414. Zunächst wurde angenommen, dass kleine be-50 wegliche Kokken, Gyrococcus flaccidifex, die Krankheitsursache beim Grossen Schwammspinner sind. Jedoch haben eingehende Untersuchungen über Flacherie beim Grossen Schwammspinner von R.W. Glaser und J.W. Chapman zu Beginn dises Jahrhunderts ergeben, dass Flacherie beim 55 Grossen Schwammspinner durch einen filtrierbaren Virus verursacht wird. Die Bedeutung dieser Arbeit ergibt sich aus der Tatsache, dass der Ausdruck «wilt disease» (Flacherie) als allgemeiner Ausdruck zur Bezeichnung von Viruserkrankungen von Insekten (vgl. a. a. O. S. 421) verwendet wird.

60 Weitere Untersuchungen über Flacherie führten zur Entdeckung eines weiteren Micrococcus, nämlich Micrococcus flaccidifex danai, Index Nr. 3322-22120-2131, der als Erreger von Flacherie bei der Chrysippusfalterraupe (Danais plexip-pus) identifiziert wurde; vgl. American Museum Novitiates, 65 Nr. 251 (1927), S. 5 und 6.

* E. Marshall Science, Bd. 213. 28. August 1981, S. 991-993.

Während diese und eventuelle andere ätiologischen Untersuchungen über die Tötung von Insekten durch Flacherie

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zur Entdeckung von unterschiedlichen, letalen Mikroorganismen führten, wurden bisher Flacherie induzierende Mikroorganismen nicht zur wirksamen biologischen Bekämpfung von Insektenpopulationen verwendet.

Gegenstand der Erfindung ist ein neues biologisches Insektizid zur Bekämpfung von Insekten, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine biologisch reine Kultur des Mikroorganismus Micrococcus pseudoflaccidifex enthält, wobei eine Aufnahme dieser Kultur durch die Insekten deren Tod hervorruft.

Eine lebensfähige Kultur dieses Mikroorganismus wurde am 28. Sept. 1981 bei der American Type Culture Collection, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852, V.St.A., hinterlegt und hat die Hinterlegungsnummer ATCC 31970 erhalten.

Dieser Mikroorganismus Micrococcus pseudoflaccidifex ATCC 31970 ruft in sehr wirksamer Weise den Tod von Insekten, im allgemeinen in Larvenstadien, hervor. Unter Insekten sind Insekten an sich und deren Larven zu verstehen. Insbesondere sind diese Bakterien in der Lage, den Tod von solchen Insekten hervorzurufen, die den Mikroorganismus auf- oder einnehmen. Es hat den Anschein, dass die Bekämpfung der Insekten-Zielpopulation dadurch erfolgt, dass durch mit Flacherie verbundene Mechanismen der Tod dieser Insekten hervorgerufen wird. Es wird angenommen, dass es sich bei diesen Mechanismen um eine Eingeweidepenetration, Gewebeverdauung und/oder Inaktivierung von Immunmechanismen und dergleichen handelt. Die Angabe dieser Mechanismen soll aber keine Einschränkung des Schutz-umfangs der Erfindung darstellen.

Micrococcus pseudoflaccidifex wurde als Verursacher von Flacherie beim Chrysippusfalter entdeckt. Der Mikroorganismus wurde nach üblichen mikrobiologischen Verfahren aus toten Larven einer Laboratoriumspopulation isoliert. Bisherige Versuche lassen darauf schliessen, dass Micrococcus pseudoflaccidifex auch den Tod von Raupen des Grossen Schwammspinners, Seidenraupen, Tabakschwärmerrau-pen und anderen Insekten hervorruft, wenn diese den Mikroorganismus in sich aufnehmen. Die Angabe dieser Insekten soll aber in keiner Weise den Schutzumfang der Erfindung einschränken.

Gegenstand der Erfindung ist ein Insektizid wie in Patentanspruch 1 definiert sowie ein Verfahren zur Bekämpfung von Insekten wie in Patentanspruch 2 definiert.

Da der Tod durch blosse Aufnahme des Mikroorganismus durch die Larven hervorgerufen wird, ist eine Bekämpfung von Populationen leicht möglich, indem man M. pseudoflaccidifex in der Umgebung der zu bekämpfenden Insektenpopulation in einer Form ausbringt, die eine leichte Aufnahme durch die Insektenlarven ermöglicht. Beispielsweise kann der letal wirkende Mikrooragnismus in entsprechender Konzentration in einem vom Umweltstandpunkt her unbedenklichen Medium suspendiert und sodann nach einem beliebigen gangbaren Verfahren in einem zu behandelnden Bereich auf als Nahrungsaufnahme dienendes Material durch Verspritzen, Vernebeln oder anderweitige Auftragung aufgebracht werden.

Im allgemeinen werden bekannte Träger- oder Füllstoffe für entsprechende insektizide Mittel verwendet. Beispiele für flüssige Träger oder Verdünnungsmittel, die normalerweise in Spritzmitteln zum Einsatz kommen, sind Wasser, Äthy-lenglykol, Glycerin, höhermolekulare Polyglykole, Kerosin, verschiedene Mineralöle, Maisöl und andere organische Flüssigkeiten, wie Xylol, Alkohole und Ketone. Das Präparat kann in Form einer Emulsion, üblicherweise einer Öl-in-Wasser-Emulsion unter Verwendung bekannter Emulgiermittel vorliegen. Füllstoffe oder Pulver können zur Herstellung von trockenen Präparaten zum Verstäuben verwendet werden. Trockene Pulver aus den Bakterien (die hauptsächlich aus Sporen oder den endgültigen vollständigen Kulturen bestehen) können durch Sprühtrocknung, Vakuumtrocknung oder Gefriertrocknungsverfahren hergestellt werden. 5 Beispiele für entsprechende Pulver sind Talcum, Kaolin, Bentonit und andere Tone, Calciumcarbonat, Zeolith, Diatomeenerde und Aluminiumdioxid. Die insektiziden Mittel können auch durch Aerosoltechnik unter Verwendung entsprechender unter Druck befindlicher Kohlenwasserstoffga-lo se als Treibmittel aufgebracht werden.

Vorzugsweise wird eine mikrobiologisch reine Kultur des Mikroorganismus Micrococcus pseudoflaccidifex ATCC 31970, der bei Insekten den Tod hervorruft, gezüchtet. Der vorgenannte Mikroorganismus, bei dem es sich um einen 15 Micrococcus handelt, wurde aus den Körpern von Chrysip-pusfalterraupen aus Queens, N.Y. isoliert. Die Chrysippusfalter wurden aus Eiern gezüchtet und in einer von der natürlichen Umgebung getrennten Kolonie aufgezogen.

Bei der Beobachtung der Falter im Larvenzustand ergab 20 sich bei mehreren Proben eine verringerte Aktivität, gefolgt vom Tod der Tiere, offensichtlich durch Flacherie verursacht. Nach dem Öffnen der Körper der toten Raupen trat eine dünne, dunkle, eitrige Flüssigkeit aus. Es liess sich feststellen, dass im wesentlichen die gesamten inneren Organe 25 der Raupen zerstört waren. Zur Ermittlung der Todesursache wurde die Körperflüssigkeit auf Kulturplatten ausgestrichen. Schliesslich wurde eine reine Kultur des Mikroorganismus durch herkömmliche Giessplattentechnik isoliert und sodann untersucht.

30 Der Mikroorganismus wurde an Chrysippusfalterraupen verfüttert und diesen eingeimpft. Sämtliche Insekten starben. Der Mikroorganismus konnte wieder aus den so behandelten Raupen isoliert werden.

Micrococcus pseudoflaccidifex ATCC 31970 weist die 35 nachstehenden morphologischen Eigenschaften auf. Es handelt sich um einen gram-positiven Micrococcus. Die Färbung kann je nach dem Alter der Kultur variieren. Der Mikroorganismus wächst unter aeroben Bedingungen auf Agar oder in Brühmedien im allgemeinen in Zweiergruppen, 40 wenngleich gelegentlich auch kurze Stäbchen mit 4 oder mehr Zellen in einer Kette auftreten können. Die Kolonien sind ringförmig, glatt und weisen ein glänzendes, grauweis-ses Aussehen auf. Der Mikroorganismus wächst auf einer Reihe von Medien in ausreichendem Masse. Die bestmögli-45 che Züchtung wurde bisher auf Hirn-Herz-Infusionsbrühe (BHI) oder auf Agar, das pro 10 ml mit 0,5 ml inaktiviertem Pferdeserum ergänzt ist, festgestellt.

M. pseudoflaccidifex weist folgenden Kohlenhydratstoffwechsel auf (1 Prozent Phenolrot-Zucker):

50 .

Kohlenhydrate

Säurewachstum

Arabinose Fructose 55 Galactose Maltose Stärke Saccharose Inulin 60 Lactose Mannose Sorbit Xylose

Säurebildung Säurebildung Säurebildung Säurebildung Säurebildung Säurebildung leichte Säurebildung leichte Säurebildung leichte Säurebildung leichte Säurebildung leichte Säurebildung

65 Zur Bestimmung des Kohlenhydratstoffwechsels wurden Standardverfahren (Vgl. z.B. A.C. Baird-Parker, «Methods for Identifying Staphylocci and Micrococci», Aufl. 1979, Identification Methods for Microbiologists, Society of Ap-

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plied Microbiologists, Hrsg. F. A. Skinner und D.W. Lave-lock) sowie die Testverfahren von Gunn et al., «Comparison of Methods for Identifying Staphylococcus and Micrococcus», Journal of Chemical Microbiology, Bd. 14, Nr. 2, August 1981, S. 195 bis 200 angewendet. Weitere biochemische Reaktionen wurden gemäss den in den vorstehenden Veröffentlichungen angegebenen Verfahren mit folgenden Ergebnissen durchgeführt:

Biochemischer Stoffwechsel von Micrococcus pseudoflaccidifex aerod und mikroaerophil Hämolyse: alpha Katalase: positiv Gelatinestich:

sackartige Verflüssigung, mit Häutchen und Sediment Lakmus-Milch: langsame Caseinhydrolyse - 48 Std. H2S: negativ

Kapsel: in Hirn-Herz-Infusion (BHI)-Medium Indol: negativ

Desoxycholat: positiv nach 7 Tagen Nitratreduktion: positiv s thermostabile Nuclease: positiv Wachstum in 10-prozentiger NaCl-Lösung: negativ Löslichkeit in Gallenflüssigkeit: löslich Erythromycin: empfindlich Lysostaphin: empfindlich io Lysozym: resistent Novobiocin: resistent

Zur Unterscheidung von Micrococcus pseudoflaccidifex von Micrococcus flaccidifex danai entsprechend den Anga-i5 ben von F. Martin Brown (vgl. Descriptions of New Bacte-. ria Found in Insects, American Museum Novitiates, Nr. 251 (1927), S. 5) wurde der nachstehende pyhsiologische Vergleich durchgeführt.

gram-Färbung

M. pseudoflaccidifex positiv

M. flaccidifex danai negativ

Fermentation:

Arabinose

Saccharose

Inulin

Mannose nur Säure nur Säure nur Säure nur Säure

Säure und Gas Säure und Gas Säure und Gas Säure und Gas

Kolonien rund

Es wurden Untersuchungen zur Bestimmung der Wirksamkeit des Mikroorganismus gegen verschiedene Larventypen durchgeführt. Dabei wurden die Larven zunächst mit M. pseudoflaccidifex-Dosen inokuliert. Beispielsweise wurden Seidenraupen mit über 1000 bis 40 Mikroorganismen inokuliert, wobei sämtliche Raupen an Flacherie eingingen. (Die Anzahl 40 hat sich als Untergrenze als zweckmässig erwiesen, da es schwierig ist, derart geringe Mengen an Mikroorganismen zu erhalten). In ähnlicher Weise wurde Chry-sippusfalterraupen, Raupen des Grossen Schwammspinners und Tabakschwärmerraupen inokuliert. Auch hier gingen 100 Prozent der Tiere ein.

Zur Untersuchung der letalen Wirkung der Bakterien wurden 24-stündige Kulturen auf Blätter gestrichen und den 4 verschiedenen Raupenarten als Nahrung angeboten. Sämtliche Raupen gingen an Flacherie ein.

gekerbter Rand

Bei einem Versuch mit Chrysippusfalterraupen gingen innerinnerhalb von 2 Tagen 76 Prozent und in 3 Tagen 100 Prozent der Tiere ein. Bei Kontrollraupen ergab sich eine Todesrate von 4 bis 5 Prozent in 3 Tagen, was eine Todesra-35 te von mindestens 95 Prozent für die Bakerien bestätigt.

Es ist zu erwarten, dass Micrococcus pseudoflaccidifex bei allen Insekten, insbesondere bei pflanzenfressenden Insekten im Larvenstadium, bereits bei sehr geringen Konzen-40 trationen wirksam ist. Zur Zeit ist nichts darüber bekannt, dass dieses Bakterium beim Menschen oder bei Nichtinsek-ten Krankheiten hervorruft. Somit umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Bekämpfung von Populationen aller Insekten und insbesondere zur Bekämpfung von pflanzenfres-45 senden Insekten.

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Claims (8)

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1. Mittel zum Bekämpfen von Insekten und deren Larven, enthaltend eine krankheitsverursachende Population von Micrococcus pseudoflaccidifex ATCC 31970 in einem geeigneten Trägerstoff.

2. Verfahren zum Bekämpfen von Insekten und deren Larven, dadurch gekennzeichnet, dass man eine krankheitserregende Population von Micrococcus pseudoflaccidifex ATCC 31970 in einem geeigneten Trägerstoff verwendet.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Mikroorganismen auf oder in einem zur Nahrungsaufnahme durch die Insekten dienenden Material als Trägerstoff in der Umgebung, in der eine Bekämpfung der Insekten erwünscht ist, anwendet.

4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als Trägerstoff Wasser verwendet.

5. Verfahren nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroorganismenkonzentration im Medium etwa 1 ppm, bezogen auf das Gewicht, beträgt.

6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man pflanzenfressende Insekten bekämpft.

7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man Insekten im Larvenstadium bekämpft.

8. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Insekten um Chrysippusfalter-raupen, Raupen vom Grossen Schwammspinner, Seidenraupen oder Tabakschwärmerraupen handelt.