Bekämpfung von Popillia japonica mit entomopathogenen Nematoden
Creators: name: Linder, Michel
Publisher: name: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Year: 2024
Subjects: Popillia japonica
Japankäfer
Entomopathogene Nematoden
Pflanzenschutz
Invasiver Schaderreger
632: Pflanzenkrankheiten, Schädlinge

description: Der Japankäfer (Popillia japonica Newman) ist ein gebietsfremder invasiver Schädling aus Japan. Seit dem Jahr 1916 begann seine Verbreitung in den USA, wo er massive Schäden auf über 300 Wirtspflanzen verursachte. Durch sein grosses Spektrum an Wirtspflanzen sind sowohl Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Gartenbau und Zierpflanzenprodukion betroffen. Seit dem Jahr 2014 verbreitet sich Popillia japonica auch auf dem europäischen Festland. In der Schweiz wurden die ersten Exemplare im Südtessin, im Jahr 2019 gefunden. 
Um den Schaderreger nachhaltig zu bekämpfen, wird in der Schweiz nach einer biologischen Bekämpfungsmöglichkeit gegen Popillia japonica gesucht. Deswegen forscht die Forschungsgruppe der Phytomedizin der ZHAW an der Entwicklung einer Bekämpfungsstrategie gegen den Schaderreger auf Basis von entomopathogenen Nematoden. 
Es wurden vier verschiedene Beprobungsstandorte mit 28 resultierenden Bodenproben in Schweizer Böden mit bekanntem Vorkommen des Japankäfers im Larvenstadium kollektiert. Mit Hilfe von in-vivo Extraktionen wurden aus den gesammelten Bodenproben endemische entomopathogene Nematodenstämme mit Hilfe von Galleria mellonella geködert. Aus den 28 Bodenproben konnten viele Nematodenstämme gewonnen werden, von welchen acht Stämme durch eine monoxenische Amplifikation in den anschliessenden in-vitro Versuchen eingeflossen sind. In einem Vorversuch mit Galleria mellonella wurde eruiert, dass pro Larve eine Menge von 0.5 ml Nematodensuspension mit 100 enthaltenen Nematoden inokuliert werden. 
Im Hauptversuch wurden 13 verschiedene Nematodenstämme eingesetzt. Davon sind zwei Industriestämme, drei schon bestehende entomopathogene Nematodenstämme aus Vorprojekten der ZAHW und acht Stämme aus den diesjährigen Bodenproben. Als Kontrollgruppe wurde eine Einheit mit Reinstwasser versetzt, um die Wirksamkeit der eingesetzten Nematodenstämme vergleichen zu können. Während 14 Tagen wurde täglich die Mortalität der Japankäferlarven erfasst. Die generierten Daten wurden mithilfe einer Kaplan-Meier Kurve dargestellt. Dabei wurde ersichtlich, dass die bereits bestehenden und die neu gefundenen entomopathogenen Nematodenstämme eine höhere und effektivere Mortalität aufgewiesen haben, als dies die industriellen Nematodenstämme erreicht haben. 
Der Stamm 25.1.1.a erreichte bereits am Tag 10 eine 100-prozentige Mortalität und geht somit als effektivster Nematodenstamm aus der Untersuchung hervor. Auch andere schon bestehende oder neu gefundene Nematodenstämme generierten vielversprechende Resultate, welche weiterverfolgt werden können. Dies sind wichtige, wertvolle Grundlagen auf diesem Forschungsgebiet. 
Bis zu einem verkaufsfertigen Produkt, welches auf entomopathogenen Nematoden basiert, müssen weitere Versuche durchgeführt werden. Die Ergebnisse liefern die entsprechenden Resultate, um die effektivsten entomopathogenen Nematoden mithilfe eines Topfversuchs in einer möglichst realen Lebensatmosphäre zu untersuchen. Dabei müssen die Amplifikationsparameter ebenfalls in Betracht gezogen werden. 
Da Popillia japonica bereits in sechs Schweizer Kantonen aufgetreten ist, darunter auch an Standorten der Alpennordseite, wird die baldige Entwicklung einer solcher Bekämpfungsstrategie umso wichtiger.
description: The Japanese beetle (Popillia japonica Newman) is an invasive pest from Japan. It began spreading in the USA in 1916, where it has caused massive damage to over 300 host plants. Due to its wide range of host plants, it affects agriculture, forestry, horticulture, and ornamental plant production. Popillia japonica has also been spreading on the European mainland since 2014. In Switzerland, the first specimens were found in southern Ticino in 2019. 
To combat the pest in the long term, Switzerland is looking for a biological control option against Popillia japonica. The ZHAW Phytomedicine research group is therefore conducting research into the development of a control strategy against the pest based on entomopathogenic nematodes. 
Four different sampling sites with 28 resulting soil samples were collected in Swiss soils with known occurrence of the Japanese beetle in the larval stage. Using in vivo extractions, endemic entomopathogenic nematode strains were baited from the collected soil samples using Galleria mellonella. Many nematode strains were obtained from the 28 soil samples, of which 8 strains were used in the subsequent in vitro experiments by monoxenic amplification. In a preliminary experiment with Galleria mellonella, it was determined that a quantity of 0.5 ml of nematode suspension containing 100 nematodes each was inoculated per larva. 
In the main trial, 13 different nematode strains were used. These included 2 industrial strains, 3 existing entomopathogenic nematode strains from previous ZAHW projects, and 8 strains from this year's soil samples. As a control group, one unit was treated with ultrapure water in order to compare the effectiveness of the nematode strains used. The mortality of the Japanese beetle larvae was recorded daily for 14 days. The data generated was displayed using a Kaplan-Meier curve. This showed that the existing and newly discovered entomopathogenic nematode strains had a higher and more effective mortality rate than the industrial nematode strains. 
Strain 25.1.1.a already achieved 100% mortality on day 10 and thus emerged from the study as the most effective nematode strain. Other existing or newly discovered nematode strains also generated promising results, which can be followed up which will be investigated further. These are important, valuable foundations in this field of research. 
Further tests must be carried out before a product based on entomopathogenic nematodes is ready for sale. The results provide the corresponding data to investigate the most effective entomopathogenic nematodes using a pot experiment in a as realistic as possible life atmosphere. The amplification parameters must also be taken into consideration. 
As Popillia japonica has already occurred in 6 Swiss cantons, including locations on the northern side of the Alps, it is imperative to develop such a control strategy as soon as possible.