Development of a Biological Tick Control Agent Based on an Innovative Attract-and-Kill Strategy

Die Entwicklung eines biologischen Zeckenbekämpfungsmittels ist von großer Bedeutung, da Zecken als Vektoren für zahlreiche Pathogene fungieren. Insbesondere Ixodes ricinus stellt in Deutschland ein erhebliches Problem dar. Der Mangel an spezifischen, wissenschaftlich fundierten Kontrollmitteln führt zu einer Abhängigkeit von synthetischen chemischen Akariziden, die nicht nur schädliche Auswirkungen auf Nicht-Zielorganismen haben, sondern auch Resistenzen hervorrufen können. Die vorliegende Dissertation zielt darauf ab, eine innovative Attract-and-Kill-Strategie zu entwickeln, die biologische Kontrollmethoden mit einer hohen Zielgenauigkeit kombiniert. Die Verwendung von entomopathogenen Pilzen (EPF) zeigt vielversprechende Ansätze, jedoch mangelt es an umfassenden Studien zur Formulierung und Anwendbarkeit. Die Einkapselung biologischer Kontrollmittel in einer biologisch abbaubaren Polymermatrix könnte deren Stabilität und Wirksamkeit verbessern. Diese Arbeit untersucht die Möglichkeit, ein biologisches Zeckenbekämpfungsmittel zu entwickeln, das sowohl anziehende als auch tödliche Komponenten enthält.

Die Attract-Komponente dieser Strategie basiert auf der Verwendung von Saccharomyces cerevisiae, das CO2 produziert, um Zecken anzuziehen. Die Entwicklung einer Formulierung, die eine langsame CO2-Freisetzung ermöglicht, ist entscheidend für die Effektivität. Biologisch abbaubare Calciumalginate-Kügelchen, die S. cerevisiae-Zellen und Granulat aus Maisstärke enthalten, wurden entwickelt, um die erforderliche CO2-Freisetzung zu gewährleisten. Diese Kügelchen zeigen signifikante Anziehungseffekte auf I. ricinus-Nymphen in Experimenten. Die Ergänzung von Urea als Stickstoffquelle erhöht die CO2-Freisetzung, was die Anziehungskraft verstärkt. Die Ergebnisse belegen, dass die Attract-Komponente entscheidend für die Effektivität der gesamten Strategie ist, da sie die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Zecken mit der tödlichen Komponente in Kontakt kommen.

Die Kill-Komponente umfasst die Verwendung von Metarhizium spp., die als hochvirulente Isolate identifiziert wurden. Diese Pilze wurden unter verschiedenen Bedingungen kultiviert, um die vielversprechendsten Isolate zu ermitteln. Die Ergebnisse zeigen, dass die Einkapselung von Blastospore in Calciumalginate-Kügelchen die Bildung von aerialen Konidien auf der Oberfläche der Kügelchen ermöglicht. Die Verwendung von Chitin als Nährstoff hat die Konidienbildung signifikant erhöht. Die Ergebnisse der Virulenztests zeigen, dass die sporulierenden Kügelchen mit M. pemphigi X1c die höchste Mortalität bei I. ricinus-Nymphen unter Laborbedingungen erreichen. Diese Erkenntnisse unterstreichen die Bedeutung der Kill-Komponente in der Attract-and-Kill-Strategie, da sie die Effektivität der biologischen Bekämpfungsmittel erheblich steigert.

Die vorliegende Dissertation bietet wertvolle Einblicke in die Entwicklung eines biologischen Zeckenbekämpfungsmittels, das auf einer innovativen Attract-and-Kill-Strategie basiert. Die Kombination von Anziehung und Tötung könnte eine nachhaltige Alternative zu chemischen Akariziden darstellen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Einkapselung biologischer Kontrollmittel in einer stabilen Matrix die Wirksamkeit und Anwendbarkeit in der Praxis verbessern kann. Diese Strategie könnte nicht nur die Mortalität von Zecken erhöhen, sondern auch die negativen Auswirkungen auf Nicht-Zielorganismen minimieren. Die Forschungsergebnisse legen den Grundstein für zukünftige Studien und die Entwicklung effektiver biologischer Bekämpfungsmittel, die in der Landwirtschaft und im Gesundheitswesen eingesetzt werden können.