Entwicklung eines Konzeptes zur biologischen Bekämpfung des invasiven Japankäfers, Popillia japonica
Creators: name: Sheila, Hofer
Publisher: name: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Year: 2020
Subjects: Popillia japonica
Japankäfer
Nematoden
biologische Bekämpfungsstrategie
630: Landwirtschaft

description: Der Japankäfer, Popillia japonica Newman, ist ein invasiver Schädling, welcher vor allem in den USA, wo er sich erfolgreich seit 1916 verbreitet, grosse Schäden in seinen über 300 Wirtspflanzen im Zierpflanzenbau, in der Land- und Forstwirtschaft verursacht. Im Jahr 2014 wurde P. japonica erstmals auf europäischem Festland, in Italien, festgestellt. Das erste lebende Exemplar wurde nun auch im Jahr 2019 in der Schweiz gefunden.
Das Schweizerische Bundesamt für Landwirtschaft ist interessiert an einer biologischen Bekämpfungsstrategie gegen P. japonica in der Schweiz. Aus diesem Grund wurde der ZHAW Wädenswil ein Forschungsprojekt zur Entwicklung einer Bekämpfungsstrategie gegen P. japonica Larven auf Basis von entomopathogenen Nematoden zugesprochen. Diese Masterarbeit sollte als Unterstützung im Forschungsprojekt dienen.
Zur Sammlung Schweizerischer entomopathogenen Nematoden wurden insgesamt 25 Standorte beprobt, welche mit einer GIS-Karte visualisiert wurden. Aus den Bodenproben wurden mittels in vivo Extraktionen mit dem Köderwirt Galleria mellonella 153 nematodenähnliche Organismen extrahiert. Die DNA der Organismen wurde aufgereinigt, durch PCR vervielfältigt und sequenziert, um die Proben einer Nematodenart zuordnen zu können. Insgesamt konnten aus 224 Proben (direkt isolierte und Reinfektionen), 106 Proben entomopathogene Nematoden zugeordnet werden. Total sieben verschiedene entomopathogene Nematodenarten wurden identifiziert.
Für die Messung der Mortalität der gesammelten Nematoden gegen P. japonica Larven, wurde ein zweistufiger Biotests entwickelt und getestet. Statt P. japonica Larven wurden Cetoniinae Larven verwendet. Erst wurde die Mortalität der Larven mit zufällig gewählten Nematoden gemessen, welche direkt auf die Kutikula aufgetragenen wurden. Anschliessend wurde die Mortalität mittels eines Topfversuchs über das Substrat erhoben. In den Testversuchen zeigte Steinernema felitiae aus dem Kanton Uri eine 60% Mortalität gegen Cetoniinae Larven.
Die Biotests können zukünftig mit einigen Verbesserungen, wie die Anhebung der Anzahl Wiederholungen zu statistischen Zwecken, für die Analyse der Mortalität von P. japonica Larven unter Quarantänebedingungen angewendet werden.
Bis zum verkaufsfertigen Produkt auf Basis von Nematoden, sind jedoch noch einige Versuche durchzuführen. Diese reichen von der Optimierung der Applikationsparameter, bis hin zu Feldversuchen.
Die Verbreitung von P. japonica in der Schweiz, ist in den kommenden Jahren absehbar. Deshalb ist die baldige Entwicklung einer Bekämpfungsstrategie besonders wichtig.
description: The Japanese beetle, Popillia japonica Newman, is an invasive pest that causes great damage to its more than 300 host plants in ornamental horticulture, agriculture and forestry, especially in the USA, where it has been spreading successfully since 1916. In 2014, P. japonica was first detected in Italy. The first living Japonese beetle has now also been found in Switzerland in 2019.
The Swiss Federal Office for Agriculture is interested in a biological control strategy to control P. japonica in Switzerland. For this reason, ZHAW Wädenswil got a research project to develop a control strategy against P. japonica larvae based on entomopathogenic nematodes. This master's thesis was intended as support for the research project.
For the collection of Swiss entomopathogenic nematodes, a total of 25 sites were sampled and visualized with a GIS map. From the soil samples 153 nematode-like organisms were extracted in vivo using the bait host Galleria mellonella. The DNA of the organisms was purified, amplified by PCR and sequenced to assign the samples to a nematode species. From a total of 224 samples (directly isolated and reinfections), 106 samples could be assigned to entomopathogenic nematodes. A total of seven entomopathogenic nematode species could be identified.
A two-step biotest was developed and tested for the measurement of the mortality of the collected nematodes against P. japonica larvae. Instead of P. japonica larvae, Cetoniinae larvae were used. First, the mortality of the larvae was measured with randomly selected nematodes applied directly to the cuticle, then by a pot experiment over the substrate. In the experiments, Steinernema felitiae from the canton of Uri showed a 60% mortality to Cetoniinae larvae.
The biotests can be applied in the future for the mortality-analysis of P. japonica larvae under quarantine conditions with some improvements, such as increasing the number of repetitions for statistical purposes.
Before the nematode-based product is ready for sale, several additional experiments need to be performed. For example, the optimization of the application parameters and field experiments. The spread of P. japonica in Switzerland is foreseeable in the following years. It is therefore important to develop a control strategy soon.