Endophytisches Beauveria bassiana in Mais: Einfluss von Genotyp, Pilzquelle, Inokulationsmethoden und Zeit auf Kolonisierung und Fitness des Maiswurzelbohrers (Fall armyworm)

Warum das für Landwirtinnen, Landwirte und Ernährungssicherheit wichtig ist

In ganz Afrika und weiten Teilen der Welt ist der Maiswurzelbohrer (Fall armyworm) zu einem gefürchteten Mais-Schädling geworden: Er frisst Blätter und Kolben an und bedroht ein wichtiges Grundnahrungsmittel. Chemische Spritzmittel sind teuer und schlagen oft fehl, weil sich die Raupen tief in der Pflanze verstecken. Diese Studie untersucht eine ganz andere Strategie: einen natürlich vorkommenden Pilz, Beauveria bassiana, in einen lebenden Bodyguard zu verwandeln, der im Inneren der Maispflanzen wächst und den Schädling über die Zeit unauffällig schwächt.

Ein Pilz, der innerhalb der Pflanze lebt

Die Forscher arbeiteten mit drei lokalen Stämmen von Beauveria bassiana, einem Pilz, der bereits dafür bekannt ist, Insekten zu infizieren, und prüften, ob er sich als „Endophyt“ verhält – ein Mikroorganismus, der harmlos in Pflanzengeweben lebt. Sie führten den Pilz in vier Maisvarianten ein, zwei traditionelle Landrassen und zwei moderne verbesserte Linien, und verwendeten zwei Methoden: Besprühen junger Pflanzen mit einer Pilz-Suspension und Saatgutbehandlung vor der Aussaat. Anschließend überprüften sie, ob der Pilz in Blättern, Stängeln und Wurzeln angesiedelt war, mithilfe klassischer Petrischalen-Kulturtechniken und DNA-basierten Tests. Innerhalb einer Woche zeigten alle behandelten Pflanzen interne Kolonisierung, was bestätigte, dass sich der Pilz systemisch durch den Mais bewegen kann, ohne die Kultur sichtbar zu schädigen.

Pflanzenvarietät und Timing bestimmen den Pilzerfolg

Die Kolonisierung war alles andere als einheitlich. Ein aus Insekten isolierter Stamm, genannt Bb115, verbreitete sich besonders gut im Pflanzengewebe und erreichte oft bereits in der ersten Woche alle Gewebe. Traditionelle Landrassen, insbesondere Kokoli Daneri, unterstützten tendenziell stärkere und zuverlässigere Kolonisierung als die verbesserten Sorten. Im Laufe der Zeit nahm die Wiederauffindbarkeit des Pilzes in Blättern und Stängeln im Allgemeinen ab, während die Wurzeln ein stabileres Refugium blieben. Auch die Einbringungsart spielte eine Rolle: Blattbesprühungen kolonisierten schnell die oberirdischen Teile, während Saatgutbehandlung die Wurzeln bevorzugte und in Landrassen am besten funktionierte. Statistische Analysen zeigten, dass Maisgenotyp, Pilzstamm-Herkunft, Inokulationsmethode und die Zeit nach der Behandlung in komplexer Weise zusammenwirkten und bestimmten, wo und wie lange der Pilz persistierte.

Wie der verborgene Pilz den Schädling beeinflusst

Um zu beurteilen, was das für den Maiswurzelbohrer bedeutet, wählte das Team die leistungsfähigsten Kombinationen aus und fütterte Raupen mit Blättern von kolonisierten und nicht-kolonisierten Pflanzen. Die Schädlinge kamen nie direkt mit dem Pilz in Kontakt; stattdessen fraßen sie Pflanzengewebe, das den Pilz enthielt. Larven, die an kolonisiertem Mais fraßen, wuchsen langsamer und wogen in nahezu allen Entwicklungsstadien weniger. Ihre Puppen waren kleiner und kürzer, und weniger Individuen überlebten bis zum Erwachsenenstadium. Die erwachsenen Falter, die dennoch schlüpften, waren weniger produktiv: Weibchen legten deutlich weniger Gelege, und insgesamt war die Schlüpfquote sowohl bei Männchen als auch Weibchen reduziert. Diese Effekte waren moderat und nicht dramatisch, summierten sich jedoch über den Lebenszyklus, insbesondere bei Kombinationen aus Landrasse und geeignetem Pilzstamm.

Warum die Eigenschaften der Pflanze weiterhin wichtig sind

Die Studie macht auch deutlich, dass Mais kein passiver Partner ist. Traditionelle Landrassen trugen eine reichere Gemeinschaft einheimischer Pilze in ihrem Gewebe, von denen einige dafür bekannt sind, mit anderen Mikroben zu konkurrieren oder diese zu hemmen. Dieses eingewanderte Mikrobiom beeinflusste wahrscheinlich, wie gut Beauveria bassiana sich etablieren und persistieren konnte. Gleichzeitig hat die Züchtung auf hohe Erträge in modernen Sorten oft die natürlichen induzierbaren Abwehrmechanismen der Pflanze gegen Insekten geschwächt. Die Ergebnisse legen nahe, dass die Kombination der richtigen Maisgenetik mit einem kompatiblen Pilzstamm und einer geeigneten Inokulationsmethode das Gleichgewicht zugunsten der Kultur und zulasten des Schädlings verschieben kann.

Ein Schritt zu sanfterer Schädlingsbekämpfung

Kurz gesagt zeigen die Autoren, dass es möglich ist, Maispflanzen mit einem „freundlichen“ Pilz zu „impfen“, der dem Maiswurzelbohrer das Leben still erschwert: Raupen sterben etwas häufiger, wachsen weniger und hinterlassen weniger Nachkommen. Das ist zwar kein alleinstehendes Allheilmittel, könnte aber ein wichtiger Baustein in einem integrierten Pflanzenschutz sein, besonders dort, wo Pestizide teuer sind oder an Wirksamkeit verlieren. Die Abstimmung von Pilzstämmen auf lokal angepasste Maisvarianten und das Feinjustieren des Zeitpunkts und der Art der Anwendung könnten Landwirten helfen, Erträge auf eine nachhaltigere, biologiegestützte Weise zu schützen.

Zitation: Tossou, T.H., Dannon, E.A., Schleker, A.S.S. et al. Endophytic Beauveria bassiana in maize: influence of genotype, fungal source, inoculation methods, and time on colonization and fitness of Fall armyworm. Sci Rep 16, 9840 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44290-1

Schlüsselwörter: fall armyworm, mais, Beauveria bassiana, endophytische Pilze, biologische Bekämpfung