Influence of transgenic Bacillus thuringiensis corn-fed prey on prey preference of immature Chrysoperla carnea (Neuroptera: Chrysopidae)

Abstract

Paired-choice assays in a tritrophic system have been carried out to study the influence of transgenic Bacillus thuringiensis var. kurstaki (Berliner) corn plants on prey preference of the predator Chrysoperla carnea (Stephens). Plants used were a transgenic B. thuringiensis-expressing (Cry1Ab) corn hybrid and the corresponding isogenic untransformed B. thuringiensis-free hybrid. Two different prey species were used in the experiments, Spodoptera littoralis (Lepidoptera: Noctuidae) and Rhopalosiphum padi (Homoptera: Aphidae). Both species were not lethally affected by the Cry1Ab toxin. C. carnea larvae were placed individually in a searching arena together with two groups of prey to choose from. One group had eaten transgenic B. thuringiensis corn (Bt+), the other non-transgenic corn (Bt–). Choice-experiments with various prey and host plant combinations were performed. The number and type of prey consumed by C. carnea, the time C. carnea larvae spent feeding on their chosen prey and the number of prey C. carnea only “probed” upon for one minute or less were recorded. Observations were made for each of the three larval stages of C. carnea. When C. carnea could choose between S. littoralis fed transgenic corn (Bt+) and S. littoralis fed non-transgenic corn (Bt–), they showed a significant preference for S. littoralis fed non-transgenic corn (Bt–) as 3rd instars. Although not statistically significant, a similar trend was observed for the 2nd instar. No preference was observed when C. carnea had the choice between R. padi fed transgenic corn (Bt+) and R. padi fed non-transgenic corn (Bt–). This lack of preference for R. padi fed either transgenic or non-transgenic corn may be due to the absence of the Btprotein in the phloem. In prey combinations with S. littoralis and R. padi, all three larval stages of C. carnea showed a preference for R. padi regardless whether they had fed on transgenic or non-transgenic corn. These findings are discussed in context with biological control and pest resistance development. Um den Einfluss von transgenem Bacillus thuringiensis var. kurstaki (Berliner) Mais auf die Beutepräferenz des Räubers Chrysoperla carnea Stephens zu untersuchen, wurden “Paired-Choice” Assays in einem tritrophischen System durchgeführt. Transgene Maishybriden, die das B. thuringiensis Protein Cry1Ab exprimierten, sowie die entsprechenden isogenen gentechnisch unveränderten Hybriden wurden als Wirtspflanze verwendet. Als Beutetiere dienten Spodoptera littoralis (Lepidoptera: Noctuidae) und Rhopalosiphum padi (Homoptera: Aphidae). Beide Beutetierspezies zeichnen sich dadurch aus, dass bei ihnen nach Aufnahme des Cry1Ab Proteins keine letalen Effekte auftreten. In den Versuchen wurde jeweils eine C. carnea Larve zusammen mit zwei Gruppen von Beutetieren in verschiedenen Kombinationen in einer Sucharena platziert. Die eine Beutetiergruppe hatte zuvor an transgenem Bt Mais (Bt+) gefressen, die andere Beutetiergruppe an gentechnisch unverändertem Mais (Bt–). Erfasst wurden die Anzahl und die Gruppenzugehörigkeit der von C. carnea gefressenen Beutetiere, die Fresszeit sowie die Anzahl Beutetiere, an denen C. carnea nur “probierte” (Fresszeiten von einer Minute oder weniger). Die Beobachtungen wurden unabhängig für alle drei Larvalstadien von C. carnea durchgeführt. Wenn C. carnea die Wahl hatte zwischen S. littoralis, die mit transgenem Mais gefüttert worden waren und S. littoralis, die mit gentechnisch unverändertem Mais gefüttert worden waren, zeigten C. carnea Larven des dritten Larvalstadiums eine signifikante Präferenz für S. littoralis, die mit gentechnisch unverändertem Mais gefüttert worden waren. Für das zweite Larvenstadium von C. carnea konnte obwohl nicht statistisch signifikant ein Trend für eine Präferenz von Btfreien S. littoralis beobachtet werden. Keine Präferenz wurde beobachtet, wenn C. carnea zwischen mit transgenem Mais gefütterten R. padi und mit gentechnisch unverändertem Mais gefütterten R. padi wählen konnte. Der Grund dafür könnte darin liegen, dass kein BtProtein im Phloemsaft vorhanden ist und folglich R. padi kein BtProtein aufnimmt. In den gemischten Beutetierkombinationen mit R. padi × S. littoralis zeigten alle drei C. carnea Larvenstadien eine Präferenz für R. padi unabhängig davon, ob diese zuvor mit transgenem Mais oder gentechnisch unverändertem Mais gefüttert worden waren. Die Resultate dieser Studie werden im Zusammenhang mit der Resistenzentwicklung von Schädlingen und der biologischen Schädlingsbekämpfung diskutiert.