Insektenzellen und ihr Potential für die Land- und Forstwirtschaft
Bearbeitung der Vorlesung Biotechnologie
Bearbeitung der Vorlesung Biotechnologie
Vor und Nachteile der Syntetischen Schädlingsbekämpfung
Vorteile:
- Schnelle Wirkung
- Kostengünstig
- einfache Hersttelung
Nachteile:
- keine Selektivität
- Schädigung von Nützlingen
- kanzerogene Chemikalien
- Umweltverunreinigung
- Pestizidresistenz
Vor und Nachteile biologischer Pestiziden
Vorteile:
- Umweltfreundlich
- selektiv
Nachteile:
- langsame Wirkung (bis zu 10 Tagen)
Beispiele biologischer Pestizide
Wirkstoffe/ Organismen:
Rapsöl, Nikotin, Pheromone in Lockstofffallen, Parasiten (Pilze, Nematoden/Fadenwürmer, Insekten (z.B. Marienkäfer, Schlupfwespe), Bakterien, Baculoviren)
Was sind Baculovieren und wie werden sie zur Schädlingsbekämpfung verwendet?
Baculoviren sind Viren, die wirtspezifisch Insektenzellen befallen. Zu den Wirten zählen Schmetterlinge, Hautflügler und Zweiflügler. Baculoviren haben eine doppelsträniges circulär DNA Genom. Das Virus befindet sich geschützt in diesem Proteinpanzer und kann so ungünstige Bedingungen überdauern. Der Virus wird vom Schädling gefressen. Ebenfalls bewirkt der Proteinpanzer, dass das Virus erst im Mitteldarm der Larvenzelle durch das basische Milieu zersetzt wird und die Viren die Mitteldarmzellen befallen. Schädling stirbt.
Occlusion Body (OB)
Occlusion Body (OB):
Überträgt Infektion von Insekt zu Insekt
Ist umhüllt mit einer Polyhedrinmatrix (Schutz vor Umwelteinflüssen, wie Sonnenstrahlen und alkalischem Milieu)
Polyhedrinmatrix übernimmt ökologische Funktion einer bakteriellen oder pilzlichen Spore
Occlusion derived body (ODV)
Occlusion derived virus (ODV):
- Verantwortlich für Primärinfektion von Zellen
- Mehrere Nucleocapside in einer Proteinhülle
Budded virus
- Überträgt Infektion von Zelle zu Zelle
Besitzt ein Membranfusionsprotein für den viralen Viruseintritt in die Zelle (budding)
Einzelnes Nucleocapsid
In vivo Produktion der Baculovieren
- Züchtung und Infektion der Larven
- homogenisierung der Larven (mechanische aufschliessung der Larven)
- Aufreinigung der Zell-Virus-Masse
- Entfernung von grösseren Larven- fragmenten und Haaren mittels vibrierender Membran
- Kontinuierliche Zentri- fugation zur Anreicherung der OBs im Pellet
5. Einfrierung (-35°C), Lyophilisierung und Verpackung
Nachteile der in vivo Produktion von Bacculovieren
Allergische Reaktionen aufgrund der Larvenhaare
Zeitaufwendig (in Hinblick auf Larvenanzucht (6-12 Wochen) und Produktion (2-3 Wochen))
Nicht reproduzierbar (abhängig von abiotischen/ biotischen Umweltfaktoren und Organismus)
Kein reines Produkt
In vitro Produktion von Baculoviren
- in der ersten WT-Phase werden die Zellen erst 1-2 Tage kultiviert
- in der zweiten WT-Phase werden sie mit dem Virus infiziert (3-5 Tage)
- danach werden die Zellen aufgeschlossen und Zentrifuguert
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Vor und Nachteile der Syntetischen Schädlingsbekämpfung
Vorteile:
- Schnelle Wirkung
- Kostengünstig
- einfache Hersttelung
Nachteile:
- keine Selektivität
- Schädigung von Nützlingen
- kanzerogene Chemikalien
- Umweltverunreinigung
- Pestizidresistenz
Vor und Nachteile biologischer Pestiziden
Vorteile:
- Umweltfreundlich
- selektiv
Nachteile:
- langsame Wirkung (bis zu 10 Tagen)
Beispiele biologischer Pestizide
Wirkstoffe/ Organismen:
Rapsöl, Nikotin, Pheromone in Lockstofffallen, Parasiten (Pilze, Nematoden/Fadenwürmer, Insekten (z.B. Marienkäfer, Schlupfwespe), Bakterien, Baculoviren)
Was sind Baculovieren und wie werden sie zur Schädlingsbekämpfung verwendet?
Baculoviren sind Viren, die wirtspezifisch Insektenzellen befallen. Zu den Wirten zählen Schmetterlinge, Hautflügler und Zweiflügler. Baculoviren haben eine doppelsträniges circulär DNA Genom. Das Virus befindet sich geschützt in diesem Proteinpanzer und kann so ungünstige Bedingungen überdauern. Der Virus wird vom Schädling gefressen. Ebenfalls bewirkt der Proteinpanzer, dass das Virus erst im Mitteldarm der Larvenzelle durch das basische Milieu zersetzt wird und die Viren die Mitteldarmzellen befallen. Schädling stirbt.
Occlusion Body (OB)
Occlusion Body (OB):
Überträgt Infektion von Insekt zu Insekt
Ist umhüllt mit einer Polyhedrinmatrix (Schutz vor Umwelteinflüssen, wie Sonnenstrahlen und alkalischem Milieu)
Polyhedrinmatrix übernimmt ökologische Funktion einer bakteriellen oder pilzlichen Spore
Occlusion derived body (ODV)
Occlusion derived virus (ODV):
- Verantwortlich für Primärinfektion von Zellen
- Mehrere Nucleocapside in einer Proteinhülle
Budded virus
- Überträgt Infektion von Zelle zu Zelle
Besitzt ein Membranfusionsprotein für den viralen Viruseintritt in die Zelle (budding)
Einzelnes Nucleocapsid
In vivo Produktion der Baculovieren
- Züchtung und Infektion der Larven
- homogenisierung der Larven (mechanische aufschliessung der Larven)
- Aufreinigung der Zell-Virus-Masse
- Entfernung von grösseren Larven- fragmenten und Haaren mittels vibrierender Membran
- Kontinuierliche Zentri- fugation zur Anreicherung der OBs im Pellet
5. Einfrierung (-35°C), Lyophilisierung und Verpackung
Nachteile der in vivo Produktion von Bacculovieren
Allergische Reaktionen aufgrund der Larvenhaare
Zeitaufwendig (in Hinblick auf Larvenanzucht (6-12 Wochen) und Produktion (2-3 Wochen))
Nicht reproduzierbar (abhängig von abiotischen/ biotischen Umweltfaktoren und Organismus)
Kein reines Produkt
In vitro Produktion von Baculoviren
- in der ersten WT-Phase werden die Zellen erst 1-2 Tage kultiviert
- in der zweiten WT-Phase werden sie mit dem Virus infiziert (3-5 Tage)
- danach werden die Zellen aufgeschlossen und Zentrifuguert
