Mathematische Modellierung der Populationsdynamik von genetisch veränderten Mikroorganismen am Beispiel von Baculoviren: Forschungsbericht 29889418
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Berlin
Umweltbundesamt
2002
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Titel: Mathematische Modellierung der Populationsdynamik von genetisch veränderten Mikroorganismen am Beis
Autor: Steineke, Susanne
Jahr: 2002
-3-
Inhaltsverzeichnis
Abkürzungen.6
1 Einleitung.7
1.1 Zielsetzung.9
1.2 Biologische Eigenschaften von Baculoviren.10
1.3 Anwendung der Gentechnologie bei Baculoviren.16
1.4 Populationsdynamik von Baculoviren in Abhängigkeit des Trophie-Typs
des Wirtes.".23
1.5 Modellierung.26
2 Beschreibung des Systems C. pomonella/CpGV.29
2.1 Biologie von C. pomonella und CpGV.29
2.2 Populationsdynamik des CpGV und deren Parameter.31
3 Virusparameter.35
3.1 Virusaktivität CpGV.35
3.1.1 Mittlere Letalkonzentration und mittlere Letaldosis.35
3.1.2 Mittlere Letalzeit.38
3.1.3 Temperaturabhängigkeit der Wirkgeschwindigkeit.40
3.1.4 Virusnachkommen bei CpGV.42
3.1.5 UV-Inaktivierung.43
3.1.6 Transmission.49
3.1.6.1 Horizontale Transmission CpGV.49
3-1.6.2Persistenz und horizontale Transmission im Freilandversuch.59
3.1.6.3 Vertikale Transmission CpGV.70
3.2 Einfluss gentechnischer Veränderungen auf die Virusaktivität.76
3.2.1 Egt-Daletion bei CpGV.77
3.2.2 £g/-Deletion bei AcMNPV.77
3.2.2.1 Mittlere Letalkonzentration.78
3.2.2.2Mittlere Letalzeit.79
3.2.2.3 Virusnachkommen.82
3.2.3 Bewertung der eg?-Deletion bei Baculoviren.83
-4-
4 Insektenparameter.84
4.1 Populationsdynamik des Apfelwicklers.84
4.1.1 Natürliche Mortalitäten.84
4.1.2 Ontogenese.84
4.1.3 Reproduktionsrate Geschlechterverhältnis.86
4.1.4 Zeitpunkt der Apfelwicklerentwicklung.87
4.1.5 Weitere für die Populationsdynamik wesentliche Faktoren.89
4.1.6 Relevantes Verhalten für die horizontale Transmission von CpGV.89
4.2 Experimentelle Daten zur Populationsdynamik des Apfelwicklers.91
4.2.1 Temperaturspezifische Entwicklung.91
4.2.2 Relevantes Verhalten für die horizontale Transmission des CpGV.93
5 Methoden zur Quantifizierung von Viren in Umweltkompartimenten.94
5.1 Biotests Zur Bestimmung der Virusmenge im Boden und auf Blättern.95
5.2 Virus-Nachweis mittels PCR (Polymerase-Ketten-Reaktion,
polymerase chain reaction).98
6 Das Modell GRANULO.104
6.1 Zielsetzung.104
6.2 Modellbeschreibung.104
6.2.1 Allgemeine Angaben.104
6.2.2 Voraussetzungen für den Simulationsbeginn.107
6.2.3 Abgebildete Prozesse.107
6.2.3.1 Immigration der Apfelwickler-Adulten (Bestimmung
des Simulationsstartes).107
6.2.3.2Apfelwickler-Reproduktion (Eiablage).108
6.2.3.3 Ontogenese des Apfelwicklers.108
6.2.3.4Mortalität.109
6.2.3.5Infektion.111
6.2.3.6Horizontale Transmission.112
6.2.3.7Vertikale Transmission.112
6.2.3.8Inaktivierung von Viren.112
6.2.4 Output.114
-5-
6.3 Sensitivitätsanalyse.114
6.3.1 Veränderungen bzgl. des Maximalabundanzwertes von L2-L5.115
6.3.2 Veränderungen bzgl. des Abundanzintegrals von L2-L5.118
6.3.3 Veränderungen bzgl. der zeitlichen Kriterien für das Starkauftreten
vonL2-L5.120
7 Simulationen.121
7.1 Simulationen der Freilandversuche.121
7.2 Simulationen mit veränderten Parameterwerten.124
7.2.1 Simulationen zur UV Stabilität.125
7.2.2 Simulation unterschiedlicher Wirkgeschwindigkeiten.129
8 Abschließende Betrachtung.133
9 Zusammenfassungen.140
10 Literatur.142 |
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