Drosophila suzukii in Asien: Bedeutung, Populationsdynamik, Ökologie und Perspektiven für die biologische Bekämpfung in Europa Marc Kenis und Partner DROPSA KNOWLEDGE FOR LIFE KNOWLEDGE FOR LIFE

our mission CABI is a not-for-profit international organization that improves people’s lives by providing information and applying scientific expertise to solve problems in agriculture and the environment KNOWLEDGE FOR LIFE

Inhalt des Vortrags • Herkunft • Situation in Asien

o Bedeutung o Bekämpfung o Biologie und Ökologie

• Grundsätze der klassischen biologischen Bekämpfung • Biologische Bekämpfung von D. suzukii

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• Strategies to develop effective, innovative and practical approaches to protect major European fruit crops from pests and pathogens • EU-finanziertes Projekt, begonnen im Januar 2014, 26 kooperierende Partner • Koordiniert durch FERA (UK) • Ziel des Projekts ist die Entwicklung von Strategien zur Bekämpfung von Drosophila suzukii sowie der Bakterien Pseudomonas syringae pv. actinidiae, Xanthomonas fragariae und X. arboricola pv. pruni. KNOWLEDGE FOR LIFE

Drosophila suzukii – eine asiatische Art

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CABI 2016

Japan: 1916 Korea: 1940 China: 1949

Invasionsrouten (INRA – MNHN – Fraimout et al. 2017)

Routes of Invasion

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Bedeutung in Asien • Schädling von geringer Bedeutung auf Kirschen und «bayberry» - mit anderen Drosophila-Arten assoziiert • Die Bedeutung des Schädlings ist in China seit der weltweiten Ausbreitung gestiegen (lediglich zwei Publikationen vor 2008)

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Bedeutung in Asien • Schädling von geringer Bedeutung auf Kirschen und «bayberry» - mit anderen Drosophila-Arten assoziiert

No.of larval/g ripe cherry fruit

• Die Bedeutung des Schädlings ist in China seit der weltweiten Ausbreitung gestiegen (lediglich zwei Publikationen vor 2008) 0.003 0.0025 0.002 0.0015 0.001 0.0005 0 15. Mai 16

22. Mai 16

29. Mai 16

05. Jun 16

12. Jun 16

Survey date Unpublished data, Li J. et al. KNOWLEDGE FOR LIFE

Bekämpfung in Asien Bekämpfungsstrategien (integrierte oder nicht) • Auf einen Schädlingskomplex ausgerichtet (D. suzukii ist oft nicht der wichtigste Schädling)

• Je nach Art der Früchte verschieden

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Bekämpfung in Asien Bekämpfungsstrategien (integrierte oder nicht) • Fallen für Drosophila spp. zur Überwachung und zur Bekämpfung

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Bekämpfung in Asien Bekämpfungsstrategien (integrierte oder nicht) • Kulturmassnahmen und Hygiene (innerhalb und ausserhalb der Kulturen)

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Biologische Bekämpfung Pachycrepoideus vindemmiae, Erzeugt auf Musca domestica Provinz Zhejiang Photo: Myrmecofourmis.fr

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Biologie – Ökologie in Asien Unterschied zu Europa: häufiger im Sommer als im Herbst

Peking

Unpublished data, Li J et al. KNOWLEDGE FOR LIFE

Biologie – Ökologie in Asien Unterschied zu Europa: häufiger im Sommer als im Herbst

Kunming (Yunnan) Number of catches per trap per day

18

16 14 12 10 8 6 4 2 0

July Aug Sept Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Unpublished data, Chen X et al. KNOWLEDGE FOR LIFE

Biologie – Ökologie in Asien Unterschied zu Europa: häufiger im Sommer als im Herbst

Schweiz (Daten von Agroscope) 2500

Captures par piège / Fänge pro Falle

2000

2014

1500

2015

2016

1000

500

0

1

3

5

7

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9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51

Aug

Sep

Okt

Nov Dez

0

KNOWLEDGE FOR LIFE 28-May 04-Jun 11-Jun 17-Jun 24-Jun 01-Jul 09-Jul 16-Jul

30-May 03-Jun 11-Jun 17-Jun 27-Jun 04-Jul 11-Jul 18-Jul 25-Jul 01-Aug 15-Aug 22-Aug 29-Aug 05-Sep 12-Sep 19-Sep 26-Sep 03-Oct 10-Oct 18-Oct 26-Oct 06-Nov 16-Nov

% of females with maturing eggs

Biologie – Ökologie in Asien

Reproduktive Diapause… in Peking 100

90

80

70

60 Forest 300m

50 Forest 700m

40 Forest 1100m

30

Orchard 300m

20

10

Unpublished data, Li J et al.

Biologie – Ökologie in Asien Reproduktive Diapause … aber nicht in Yunnan % of females with maturing eggs

120

100

80

60

40

20

Unpublished data, Chen X et al. 0

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Biologie – Ökologie in Asien Wirtsspektrum Grosse Palette in Europa (CH, I, NL) und in China Dieselben Fruchtkategorien werden befallen … aber weniger

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Biologie – Ökologie in Asien Anteil (%) der befallenen Pflanzenarten 60 50 40 30

20 10 0

Chine

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Europe

Biologie – Ökologie in Asien Anzahl der geschlüpften D. suzukii pro Rubus spp.-Frucht 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Suisse

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Italie

Yunnan

Chine Nord

Biologie – Ökologie in Asien weiterer Unterschied Europa – Asien: Natürliche Feinde

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Die biologische Bekämpfung ●Definition «Verwendung von lebenden Organismen (nützlichen) um andere lebende

Organismen (schädliche) zu bekämpfen»

Parasitoide

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Prädatoren (Räuber)

Pathogene (Krankheitserreger)

Drei Kategorien der biologischen Bekämpfung ● klassische biologische Bekämpfung Einführung eines natürlichen Feindes exotischer Herkunft, um einen Schädling zu bekämpfen der oft ebenfalls von exotischer Herkunft ist; Ziel ist eine dauerhafte Kontrolle des Schädlings. ● biologische Bekämpfung durch Augmentation

Erhöhung der Dichte an natürlichen Feinden durch periodische Freilassungen. Freilassungen können entweder inokulativ (anfangs Saison wird eine kleine Anzahl Individuen freigelassen, die sich vermehren), oder inundativ (massives Freilassen für eine einmalige und rasche Wirkung) sein. ● biologische Bekämpfung durch Erhaltung Methoden die darauf abzielen, die Wirkung von im System vorhandenen natürlichen Feinden zu fördern.

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Drei Kategorien der biologischen Bekämpfung ● klassische biologische Bekämpfung Einführung eines natürlichen Feindes exotischer Herkunft, um einen Schädling zu bekämpfen der oft ebenfalls von exotischer Herkunft ist; Ziel ist eine dauerhafte Kontrolle des Schädlings.

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Funktioniert es? Dryocosmus kuriphilus

Torymus sinensis

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Klassische biologische Bekämpfung der Kastaniengallwespe

Funktioniert es?

● Seit der ersten erfolgreichen biologischen Bekämpfung im 1889 sind: ● in 6164 Fällen natürliche Feinde zur Bekämpfung von 692 Arten von Schadinsekten eingeführt worden -

37% haben sich etabliert

-

10% haben zur Kontrolle beigetragen

-

27% der Schädlinge wurden kontrolliert

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Icerya purchasi & Rodolia cardinalis

Vorteile der klassischen biologischen Bekämpfung

•Dauerhafte Kontrolle •Sehr tiefe Kosten für sehr grosse Nutzen •für menschliche und tierische Gesundheit unbedenklich •wenig schädlich für die Umwelt

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Risiken der klassischen biologischen Bekämpfung Hauptsächlich: Risiken schädigender Auswirkungen auf einheimische Arten

Beispiel: Asiatischer Marienkäfer (Harmonia axyridis): Gefährdung einheimischer Marienkäferarten © Mike Majerus

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Risiken der klassischen biologischen Bekämpfung Geringe Risiken, vorausgesetzt dass die RisikoBewertungsverfahren richtig durchgeführt werden.

Spezifizität-Tests

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Weshalb die klassische biologische Bekämpfung im Falle von D. suzukii geeignet ist: 1. Grosse Anzahl an Wirtspflanzen, inklusive Wild- und Zierpflanzen (+80) 2. Sehr kurzer Lebenszyklus und grosse Anzahl an Generationen/Jahr Notwendigkeit eines globalen Bekämpfungsansatzes

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Weshalb die klassische biologische Bekämpfung im Falle von D. suzukii geeignet ist: wenig Parasitismus in Europa • Geringe Parasitierung von Puppen • Parasitoide der Drosophila-Larven in Europa • zeigen kein Interesse an D. suzukii • oder ihre Eier werden durch D. suzukii eingekapselt

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Studie über D. suzukii und deren natürliche Feinde in Asien Probenahmen in China und Japan (2015 und 2016)

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Studie über D. suzukii und deren natürliche Feinde in Asien

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Studie über D. suzukii und deren natürliche Feinde in Asien

• D. suzukii kommt in den Früchten in China und Japan viel weniger häufig vor als in Europa und die Schäden sind weniger gravierend (es bestehen jedoch grosse regionale Unterschiede) • Der Larven-Parasitismus variiert zwischen 0 und über 70% • Mind. 5-6 Parasitoiden-Arten wurden nachgewiesen

• Wichtigste Art: Ganaspis “brasiliensis”

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Studie über D. suzukii und deren natürliche Feinde in Asien Mindestens 3 Parasitoiden-Arten in Quarantäne bei CABI und INRA: ●Braconidae

●Figitidae

Asobara japonica (Tokyo, Japan)

Ganaspis brasiliensis (Tokyo, Japan und Yunnan, China)

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Leptopilina japonica (Peking und Yunnan, China)

Biologie und Wirksamkeit von asiatischen Parasitoiden

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Biologie und Wirksamkeit von asiatischen Parasitoiden Zeit vor der Eiablage

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Biologie und Wirksamkeit von asiatischen Parasitoiden Wirksamkeit auf D. suzukii auf Früchten und künstlichem Medium

7 Parasitoiden-Stämme

N = 30

pro Stamm

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D. suzukii

2 Substrate

Total = 420 + 40 Kontrollvarianten

Biologie und Wirksamkeit von asiatischen Parasitoiden Wirksamkeit auf D. suzukii auf Früchten und künstlichem Medium Asobara japonica zeigt keine Bevorzugung einer der beiden Varianten

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Biologie und Wirksamkeit von asiatischen Parasitoiden Wirksamkeit auf D. suzukii auf Früchten und künstlichem Medium Leptopilina japonica befällt D. suzukii auf beiden Substraten, bevorzugt jedoch die Früchte

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Biologie und Wirksamkeit von asiatischen Parasitoiden Wirksamkeit auf D. suzukii auf Früchten und künstlichem Medium Ganaspis brasiliensis befällt D. suzukii und entwickelt sich fast ausschliesslich auf Früchten

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Biologie und Wirksamkeit von asiatischen Parasitoiden Wirksamkeit auf D. suzukii auf Früchten und künstlichem Medium Leptopilina heterotoma bevorzugt das künstliche Medium

Fast alle abgelegte Eier werden eingekapselt

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Besonderheiten der Parasitoide Laufende Untersuchungen auf mehreren Drosophila-Arten

Erste Resultate: • Asobara japonica polyphag • Leptopilina japonica teilweise polyphag Keine Kandidaten für eine Einführung

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Besonderheiten der Parasitoide Laufende Untersuchungen auf mehreren Drosophila-Arten

Erste Resultate: • Ganaspis brasiliensis auf D. suzukii spezialisiert (gelegentliche Eiablagen auf D. melanogaster) potentieller Kandidat für eine Einführung

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Schlussfolgerungen zur biologischen Bekämpfung Die klassische biologische Bekämpfung ist eine der wenigen Lösungen zur langfristigen grossskaligen Bekämpfung.

Die Untersuchungen in Asien zeigten, dass D. suzukii in unterschiedlichem Masse von Parasitoiden befallen wird. Parasitismus ist sicherlich teilweise verantwortlich für den geringeren Befall in Asien. Ganaspis brasiliensis ist aufgrund seines häufigen Vorkommens in Asien und seiner im Vergleich zu anderen Parasitoiden grösseren Spezifität für D. suzukii der vielversprechendste Kandidat für eine Einführung in Europa.

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Schlussfolgerungen zur biologischen Bekämpfung Es sind weitere Untersuchungen notwendig, bevor G. brasiliensisFreilassungen in Europa zugelassen werden können • Zusätzliche Spezifizität-Tests (mehr Fliegenarten) • Untersuchung der Spezifizität-Mechanismen (Lockwirkung der Früchte, physiologische Spezifizität) • Untersuchungen der Situation in Asien (Wirtsspektrum im Freiland)

• Umweltanforderungen • Vorhandensein von mehr oder weniger spezifischen/angepassten Ökotypen in Europa (Klima …) • …..

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Herzlichen Dank an alle Partner CABI: Pierre Girod, Laureline Rossignaud, Jinping Zhang, Renya Liao, Tessa Ramburn, Oceane Lierhmann, Leslie Mann, Gaëlle Beureux, Feng Zhang, Tim Haye INRA: Nicolas Ris, Nicolas Borowiec, Laurent Kremmer, Marcel Thaon, Sylvie Warot, Jean-Luc Gatti YAU: Hao Wu, Guohua Chen, Chen Xiao, Yan Liu, Yan Xiong, Yuan Fang, Dong Wenxiam, Chun Xiao U HOKKAIDO: Masahito T. Kimura, Seiichi Moriya (NAFRO Tsukuba) and Hiroaki Sata (Nara Women’s University) UNIPD: Lorenzo Tonina, Manuel Sancassani, Nicola Mori DLO: Herman Helsen, Bart van der Sluis

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●

Partenaires

- MoA - CABI (Beijing, China) - Yunnan Agricultural University (Kunming, China)

- University of Sapporo (Sapporo, Japan) - INRA (Sophia-Antipolis, France) - Agroscope (Switzerland)

Assalamualikum merci

zikomo

xie-xie

thank you ke itumetse urakoze

ありがとう kiitos danke

शुक्रिया

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efharistó

gracias

terima kasih

zikomo

dhanyawaad