Risk assessment and state of art on the risk for honey bees from dust drift of insecticidal dusts during sowing

Risikobewertung und Stand der Forschung zum Risiko für Honigbienen durch die Abdrift insektizider Stäube während der Aussaa

Dust drift during sowing of maize - effects on honey bees

Background: Bee poisoning incidents in southern Germany in 2008 revealed drift of insecticidal dusts of treated maize seed during sowing on adjacent areas with flowering bee forage plants as a considerable route of exposure. Consequently, improvements have been proposed for seed dressing quality regarding dust abrasion taking into account residue content of dust and for the sowing techniques as possible risk mitigation measures. To assess potential effects on honey bee colonies following insecticidal dust drift on adjacent non-target areas, in 2010 and 2011 two large-scale drift experiments were carried out during maize sowing using seed batches from two different years (2010: seed batch from 2008; 2011: seed batch from 2011). Results: Despite improvements of seed dressing quality regarding dust abrasion comparing the two seed batches (Heubach value 0.86 in 2010 and 0.45 in 2011) and the use of a precision air seeder with drift reducing deflector, in both experiments bee mortality was clearly increased, especially in semifield conditions. Conclusions: Drift of insecticidal dusts during sowing of maize may result in a risk for honey bees in field conditions. To exclude adverse effects on bees, especially during sowing of maize further improvements of seed treatment quality and machinery is needed. Keywords: maize, seed treatment, clothianidin, dust drift, honey bee poisonin

Emission of pesticides during drilling and deposition in adjacent areas

In seven experiments seeds of maize, oil seed rape and barley, treated with neonicotinoids, were sown using pneumatic drilling equipment with deflectors attached in case of pneumatic suction systems. Directly adjacent to the drilled area of usually about 50 m width were replicated areas with bare soil as well as with crops. During maize (Zea mays) drilling flowering oil seed rape (Brassica napus) and during drilling of barley (Hordeum vulgare) and oil seed rape flowering white mustard (Sinapis alba) was adjacent. The amount of residues in the adjacent non crop areas in Petri dishes being distributed on the bare soil declined only slowly from 1 to 20 m distance from the area drilled. Seed batches with more abrasion and higher content of active substances in the dust resulted in higher residues off crop. After drilling of maize in four experiments in Petri dishes in adjacent non crop areas in 1-5 m distance between 0.02 and 0.40 g a.s./ha of neonicotinoids and in the adjacent oil seed rape a total of 0.05–0.80 g a.s./ha were detected. After drilling oil seed rape or barley these values were only 0.02–0.06 g a.s./ha in Petri dishes in non crop areas and 0.03-0.08 g a.s./ha in total in adjacent white mustard. In gauze net samplers installed vertically in 3 m distance in non crop areas up to seven times higher values were detected compared to Petri dishes.Key words: neonicotinoid, seed treatment, dust, drift, adjacent cropEmission von Pflanzenschutzmitteln während der Aussaat und Deposition in benachbarten ArealenZusammenfassungIn sieben Feldversuchen wurde die Abdrift von neonicotinoidhaltigen Stäuben bei der Aussaat von behandeltem Mais, Winterraps bzw. Gerste mit pneumatischen Drillmaschinen bei Nutzung einer Saugtechnik mit Deflektoren zur Abdriftminderung untersucht. Auf den zum etwa 50 m breiten Drillbereich mit echten Wiederholungen benachbarten Flächen blühte Raps bei der Maisaussaat bzw. Senf bei den beiden anderen Kulturen. Staubbürtige Neonicotinoide wurden vergleichend in den blühenden Nachbarkulturen im Pflanzenbewuchs inklusive der Bodendeposition im Bestand und auf offenem Boden in Petrischalen sowie vertikal aufgespannten Gazenetzen analysiert. Die Wirkstoffgehalte in Petrischalen im offenen Bereich und in den Nachbarkulturen fielen bis zu einer Entfernung von 20 m zum Drillbereich nur langsam ab. Saatgutchargen mit höheren Abriebwerten bzw. einem höheren Wirkstoffgehalt im Abriebstaub hatten auch höhere Rückstände im off crop zur Folge. Die nach der Maisaussaat in vier Versuchen ermittelten Wirkstoffgehalte lagen im Abstand von 1 – 5 m in den Petrischalen auf dem Boden im offenen Bereich zwischen 20 - 400 mg/ha, aber als Gesamtsumme deutlich höher in der Nachbarkultur Raps bei 50 – 800 mg/ha. Nach der Aussaat von Gerste (n = 1) bzw. Raps (n = 2) lagen die Werte bei nur 20 – 60 mg/ha in Petrischalen im offenen Bereich und wieder höher bei 30 – 89 mg/ha im benachbarten Senf. In vertikalen Gazenetzen in 3 m Abstand zum Drillen im offenen Bereich ohne Kultur wurden bis zu etwa sieben Mal höhere Gehalte nachgewiesen als im Vergleich zu Petrischalen.Stichwörter: Neonicotinoid, Saatgutbehandlung, Staub, Abdrift, Nachbarkultu

Präventive Anbauplanung im Umgang mit der Schädlingsgilde in Ackerbohnen und Erbsen zur Schadensvermeidung und Ertragssicherung (WP1)

Für den Ackerbohnen- und Erbsenanabau wurden das räumlich-, zeitliche Befallsgeschehen vierer Zielschädlinge analysiert, um risikobehaftete Anbaukonstellationen zu identifizieren. Das Projekt war Teil des zeitgleich bestehenden BÖLN-Projektverbundes CYDNIGPRO mit den Projektpartnern Uni-Kassel-FÖP, Gäa e. V., ZEPP, und LLG Sachsen-Anhalt. Die Befallserhebungen fanden in drei Modellregionen von etwa 30 km Durchmesser in Hessen, Sachsen und Sachsen-Anhalt statt und umfassten Buchtenfraß an Ackerbohne & Erbse (Blattrandkäfer), Pheromonfallenfänge und Knospenschaden an Erbse (Erbsengallmücke) und Pflückproben von Ackerbohnen (Ackerbohnenkäfer) und Erbsen (Erbsenkäfer). Mit den georeferenzierten Flächeninformationen zur Lage, Geometrie, ihrer jeweiligen Entfernungen zueinander, Saatzeit/Feldaufgang und Wetterdaten wurden zwei räumliche Auswertungsmethoden als a) Entfernung zur nächstgelegenen Vorjahresfläche und b) prozentualer Vorjahres Flächenanteil innerhalb gestufter Radien um die aktuellen Flächen gerechnet. Im Projektverlauf stieg das Befallsniveau von Ackerbohnen- und Blattrandkäfer in allen Regionen an. Auch der Erbsenkäferbefall nahm sowohl in Sachsen, als auch in Hessen zu, während die Erbsengallmücke in Sachsen-Anhalt nur sehr niedrigen Befall aufwies. Beim Blattrandkäfer führten weite Flächenabstände zu tendenziell sinkendem Befall. Trotz witterungsbedingt sehr unterschiedlichen Aussaatzeitfenstern nach Jahr und Region, überwogen bei Spätsaaten signifikant geringere Buchtenfraßwerte. Beim Ackerbohnenkäfer wirkten sich weder Flächenabstand noch Saatzeit befallsmindernd aus, sodass diese keine nutzbare Option zur Befallsprävention darstellen. Für Hessen konnte belegt werden, dass Käferlebendbesatz im Saatgut eine bisher unterschätzte Befallsquelle darstellt. Der ebenfalls präventive Ansatz, waldumschlossene „Gesundlagen“ mit Vorjahresanbaupause zu nutzen, wurde mit moderatem Ergebnis bestätigt. Die vorgestellte Ergebnislage ist zunächst regions-spezifisch und ist im Kontext der regionalen Anbaumuster und der stark unterschiedlichen Pflanzenschutzregime zu betrachten. Prinzipiell und als Fernziel, scheinen Befallsprognosen insbesondere für Blattrandkäfererstbefall möglich. Die vorliegenden Daten belegen, dass Flächenabstände und Saattermine präventiv nutzbare Stellgrößen gegen Starkbefall darstellen können und bilden eine wertvolle Referenz für Beratung und Praxis

Contribution of Underlying Connective Tissue Cells to Taste Buds in Mouse Tongue and Soft Palate

Taste buds, the sensory organs for taste, have been described as arising solely from the surrounding epithelium, which is in distinction from other sensory receptors that are known to originate from neural precursors, i.e., neural ectoderm that includes neural crest (NC). Our previous study suggested a potential contribution of NC derived cells to early immature fungiform taste buds in late embryonic (E18.5) and young postnatal (P1-10) mice. In the present study we demonstrated the contribution of the underlying connective tissue (CT) to mature taste buds in mouse tongue and soft palate. Three independent mouse models were used for fate mapping of NC and NC derived connective tissue cells: (1) P0-Cre/R26-tdTomato (RFP) to label NC, NC derived Schwann cells and derivatives; (2) Dermo1-Cre/RFP to label mesenchymal cells and derivatives; and (3) Vimentin-CreER/mGFP to label Vimentin-expressing CT cells and derivatives upon tamoxifen treatment. Both P0-Cre/RFP and Dermo1-Cre/RFP labeled cells were abundant in mature taste buds in lingual taste papillae and soft palate, but not in the surrounding epithelial cells. Concurrently, labeled cells were extensively distributed in the underlying CT. RFP signals were seen in the majority of taste buds and all three types (I, II, III) of differentiated taste bud cells, with the neuronal-like type III cells labeled at a greater proportion. Further, Vimentin-CreER labeled cells were found in the taste buds of 3-month-old mice whereas Vimentin immunoreactivity was only seen in the CT. Taken together, our data demonstrate a previously unrecognized origin of taste bud cells from the underlying CT, a conceptually new finding in our knowledge of taste bud cell derivation, i.e., from both the surrounding epithelium and the underlying CT that is primarily derived from NC

The Western Corn Rootworm (Diabrotica virgifera virgifera LeConte) – a danger to cultivation of corn in Europe

Weltweit gesehen zählt der Westliche Maiswurzelbohrer (Diabrotica virgifera virgifera LeConte), der seit 2007 erstmalig im Süden Deutschlands aufgetreten ist, zu den wirtschaftlich bedeutendsten Maisschädlingen im intensiven Maisanbau. Er ist als Quarantäneschädling eingestuft und unterliegt entsprechenden Quarantänemaßnahmen (Meldepflicht, Ausrottungs- bzw. Eingrenzungsmaßnahmen). In den USA und Kanada verursacht er jährlich Schäden durch Ernteausfälle und Pflanzenschutzaufwendungen von mehr als einer Milliarde US-Dollar. Vor dem Hintergrund zunehmender Einschleppungen und der Etablierung der Diabrotica-Populationen in Deutschland werden zunehmend wirksame Maßnahmen benötigt, die eine weitere Ausbreitung verhindern und den Maisanbau in den betroffenen Gebieten weiterhin ermöglichen. Vorbeugende, ackerbauliche Maßnahmen, der Einsatz von chemischen Parametern wie insektizide Granulate zur Saat, Saatgutbeizen und Insektizidspritzungen, die biologische Regulierung von Diabrotica sowie Züchtungsfortschritte sind mögliche Wege, dem Maiswurzelbohrer hierzulande Einhalt zu gebieten. 2008 wurde dazu ein umfangreiches Forschungsprogramm des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV, Federführung JKI) in Absprache und in Co-Finanzierung mit dem Freistaat Bayern (Federführung LfL Bayern) ausgearbeitet, welches zum Ziel hat, vertiefende Kenntnisse zur nachhaltigen Bekämpfung von Diabrotica zu gewinnen und wissenschaftliche Empfehlungen hinsichtlich erforderlicher Eingrenzungsmaßnahmen zu erarbeiten.The Western Corn Rootworm (Diabrotica virgifera virgifera LeConte) is economically the most important corn pest worldwide. Its first appearance in Southern Ger­many in 2007 was followed by further infestations in additional locations in the following years. Control measures on Diabrotica being a quarantine pest in Europe are carried out in Germany. In the USA and in Canada the Western Corn Rootworm causes annual losses of about one billion USD due to yield loss and expenditure on pest control. Preventive and agronomic controls, application of soil insecticides (granulates) and seed treatments, application of insecticides, biological regulation and breeding improvements will help to contain the Western Corn Rootworm. In order to improve and adapt control measures for Diabrotica including chemical and non chemical options for German conditions two substantial research programs were generated in cooperation of the German agricultural ministry (responsibility JKI) with the Free State of Bavaria (responsibility LfL)

Quantitative and Microstructural Changes of the Blood-Nerve Barrier in Peripheral Neuropathy

Peripheral neuropathy is accompanied by changes in the neuronal environment. The blood-nerve barrier (BNB) is crucial in protecting the neural homeostasis: Tight junctions (TJ) seal paracellular spaces and thus prevent external stimuli from entering. In different models of neuropathic pain, the BNB is impaired, thus contributing to local damage, immune cell invasion and, ultimately, the development of neuropathy with its symptoms. In this study, we examined changes in expression and microstructural localization of two key tight junction proteins (TJP), claudin-1 and the cytoplasmic anchoring ZO-1, in the sciatic nerve of mice subjected to chronic constriction injury (CCI). Via qPCR and analysis of fluorescence immunohistochemistry, a marked downregulation of mRNA as well as decreased fluorescence intensity were observed in the nerve for both proteins. Moreover, a distinct zig-zag structure for both proteins located at cell-cell contacts, indicative of the localization of TJs, was observed in the perineurial compartment of sham-operated animals. This microstructural location in cell-cell-contacts was lost in neuropathy as semiquantified via computational analysis, based on a novel algorithm. In summary, we provide evidence that peripheral neuropathy is not only associated with decrease in relevant TJPs but also exhibits alterations in TJP arrangement and loss in barrier tightness, presumably due to internalization. Specifically, semiquantification of TJP in cell-cell-contacts of microcompartments could be used in the future for routine clinical samples of patients with neuropathy

Viral non-coding RNA inhibits HNF4α expression in HCV associated hepatocellular carcinoma

BACKGROUND: Hepatitis C virus (HCV) infection is an established cause of chronic hepatitis, cirrhosis and hepatocellular carcinoma (HCC); however, it is unclear if the virus plays a direct role in the development of HCC. Hepatocyte nuclear factor 4α (HNF4α) is critical determinant of epithelial architecture and hepatic development; depletion of HNF4α is correlated with oncogenic transformation. We explored the viral role in the inhibition of HNF4α expression, and consequent induction of tumor-promoting genes in HCV infection-associated HCC. METHODS: Western blot analysis was used to monitor the changes in expression levels of oncogenic proteins in liver tissues from HCV-infected humanized mice. The mechanism of HNF4α depletion was studied in HCV-infected human hepatocyte cultures in vitro. Targeting of HNF4α expression by viral non-coding RNA was examined by inhibition of Luciferase HNF4α 3’-UTR reporter. Modulation of invasive properties of HCV-infected cells was examined by Matrigel cell migration assay. RESULTS: Results show inhibition of HNF4α expression by targeting of HNF4α 3’-UTR by HCV-derived small non-coding RNA, vmr11. Vmr11 enhances the invasive properties of HCV-infected cells. Loss of HNF4α in HCV-infected liver tumors of humanized mice correlates with the induction of epithelial to mesenchymal transition (EMT) genes. CONCLUSIONS: We show depletion of HNF4α in liver tumors of HCV-infected humanized mice by HCV derived small non-coding RNA (vmr11) and resultant induction of EMT genes, which are critical determinants of tumor progression. These results suggest a direct viral role in the development of hepatocellular carcinoma