Wirksamkeit entomopathogener Nematoden gegen Engerlinge der Maikäfer (Melolontha and M. hippocastani) Martin Berner & Wolfgang Schnetter




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Mitt. Dtsch. Ges. allg. angew. Ent. 13 Giessen 2001

Wirksamkeit entomopathogener Nematoden gegen Engerlinge der Maikäfer (Melolontha melolontha and M. hippocastani)




Martin Berner & Wolfgang Schnetter




Zoologisches Institut der Universität Heidelberg


Abstract: Efficiency of entomopathogenic nematodes against grubs of the cockchafer (Melolontha melolontha and M. hippocastani).


Entomopathogenic nematodes of the genus Heterorhabditis and Steinernema are already successfully used in biological pest control against grubs of the garden chafer (Phyllopertha horticola). However against grubs of the cockchafers (Melolontha melolontha and M. hippocastani) they are scarcely efficient. To get an efficient nematode different nematode species were tested and selected via host-passages.

The nematode-isolates were tested in bioassays against third-instar larvae of both cockchafer species. Per individual grub 1000 dauerlarvae of the nematode were applied. The following nematode species were tested: Heterorhabditis bacteriophora, H. megidis, H. marelatus, Steinernema arenaria, S. feltiae, S. glaseri, Steinernema spec.

The most efficient nematodes were S. glaseri and a Steinernema-isolate from Marocco (40-60% efficiency). Isolates of H. bacteriophera reached only 5-30% efficiency.

To improve the efficiency of the nematodes against grubs of the cockchafer a commercially produced H. bacteriophera-hybrid (e-nema, Raisdorf) and S. glaseri (NC, North Carolina) were selected via several cycles of host-passages. For both species it was possible to increase the efficiency but for H. bacteriophora the efficiency increased only during the first three host-passages and decreased again during the following passages. For S. glaseri the efficiency increased and was stable during all passages.

Further investigations are focused to the question if the increased efficiency and other beneficial traits of the nematodes are genetically anchored and stable and if this is provable in their genetic fingerprint.
Key words: entomopathogenic nematodes, Heterorhabditis, Steinernema, Melolontha, biological control
Martin Berner, Wolfgang Schnetter, Zoologisches Institut der Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 230, D-69120 Heidelberg, E-mail: berner@zoo.uni-heidelberg.de

Die Engerlinge der beiden Maikäferarten verursachen während ihrer 3-4 jährigen Entwicklung durch Wurzelfraß erhebliche Schäden in Land- und Forstwirtschaft. Die Engerlinge des Feldmaikäfers (Melolontha melolontha) findet man in Obstbauanlagen, in Weinbergen, Baumschulen und Wiesen, während der Waldmaikäfer (M. hippocastani) direkt im Wald vorkommt.

Entomopathogene Nematoden der Gattungen Heterorhabditis und Steinernema werden bereits erfolgreich zur biologischen Bekämpfung der Engerlinge des Gartenlaubkäfers (Phyllopertha horticola) eingesetzt (Ehlers & Peters 1998). Gegen Engerlinge der Maikäfer sind sie jedoch kaum wirksam. Mit dem Ziel ein möglichst effizientes Nematoden-Isolat zu erhalten, wurden verschiedene Nematoden-Isolate getestet und durch Wirtspassagen selektioniert.

Material und Methoden


Die Nematoden-Isolate wurden in Biotests an L3-Larven des Feld- und Waldmaikäfers getestet. Die Engerlinge wurden einzeln in Gefäßen mit 25 ml Erde gehalten und 1000 Dauerlarven des zu prüfenden Nematoden ausgesetzt. Die Nematoden wurden zuvor in Larven der Großen Wachsmotte (Galleria mellonella) vermehrt.

Für die Selektion auf erhöhte Infektiosität wurden die Nematoden in den Engerlingen des Feldmaikäfers vermehrt, in White-Fallen abgefangen und für den nächsten Biotest eingesetzt. Für die Selektion wurde ein im Handel erhältlicher Heterorhabditis bacteriophora-Hybrid (e-nema, Raisdorf) sowie ein Steinernema glaseri-Stamm (NC, North Carolina) verwendet.



Ergebnisse und Diskussion



Tab. 1: Vergleich der Mortalität von Engerlingen des Feld- (M. mel.) und des Waldmaikäfers (M. hip.) nach der Applikation verschiedener Nematoden.







Mortalität in %










Engerling-Art

Nr.

Nematoden-Art

Stamm

Herkunft

M. mel.

M. hip.

1

Steinernema glaseri


NC

USA

40

0

2

S. glaseri

RS92

USA

60

-

3

S. spec.

Marokko

Marokko

60

-

4

S. arenaria

-

Rußland

10

0

5

S. feltiae

Neud.

Fa Neudorff

0

0

6

S. feltiae

Ehlers

Deutschland

3

0

7

Heterorhabditis bacteriophora

HK3

Deutschland

30

0

8

H. bacteriophora

HD0

Deutschland

18

0

9

H. bacteriophora

Moldavia

Moldavien

-

0

10

H. bacteriophora

H06

China

-

0

11

H. bacteriophora

Hybrid 1

Fa e-nema

5

5

12

H. bacteriophora

Hybrid 2

Fa e-nema

5

-

13

H. bacteriophora

Hybrid 3

Fa e-nema

20

-

14

H. bacteriophora

PS7

Fa e-nema

0

-

15

H. megidis

HSH3

Deutschland

10




16

H. marelatus

-

USA

20

10

Die Ergebnisse zeigen, dass Engerlinge des Feldmaikäfers gegen alle hier getesteten entomopathogenen Nematoden anfälliger als Engerlinge des Waldmaikäfers sind. In Engerlingen des Waldmaikäfers konnte im Gegensatz zum Feldmaikäfer auch nur eine geringe Vermehrung der Nematoden beobachtet werden.

Die höchste Wirksamkeit unter den getesteten Nematoden zeigte S. glaseri (Stämme NC und RS92) und ein erst kürzlich isoliertes Steinernema-Isolat aus Marokko. Ähnliche Ergebnisse mit S. glaseri erzielte auch Peters (2000). H. bacteriophora, H. megidis und H. marelatus waren deutlich weniger wirksam. Die besten Ergebnisse unter den H. bacteriophora-Stämmen wurden mit HK3, HD0 und einer Charge des kommerziellen Hybrid-Stammes von e-nema erreicht.

Bestimmte Eigenschaften entomopathogener Nematoden, wie z.B. die Wirtsfindung, wurden schon erfolgreich durch Selektion verbessert (Gaugler et al. 1994). Die Versuche über mehrfache Wirtspassagen die Infektiosität der Nematoden zu steigern, führten bei dem verwendeten H. bacteriophora-Hybrid nur zu einer anfänglichen Steigerung der Infektiosität, bei weiteren Passagen waren die Ergebnisse nicht stabil (Abb. 1a). Im Gegensatz hierzu konnte mit dem Stamm von S. glaseri eine deutliche und auch stabile Zunahme der Infektiosität erreicht werden (Abb. 1b). Die Ursachen für diese unterschiedlichen Ergebnisse sind noch unklar.






A


a

b
bb. 1a-b:
Wirksamkeit von H. bacteriophora (a) und S. glaseri (b) gegen Engerlinge des Feldmaikäfers während der Selektion auf erhöhte Infektiosität durch Wirtspassagen. Die Prozentwerte beziehen sich auf 1000 Nematoden pro Engerling. Für H. bacteriophora besteht keine Korrelation zwischen der Wirksamkeit und der Anzahl der Selektionszyklen, während für S. glaseri eine deutliche Zunahme der Wirksamkeit zu beobachten ist.


Selektionszyklus



In weiteren Arbeiten soll die Stabilität der Infektiosität und anderer Eigenschaften wie z.B. der Lagerfähigkeit bei den selektionierten Nematoden geprüft werden. Die selektionierten Linien und deren Ausgangsstämme sollen dazu auch mittels ihres genetischen Fingerabdrucks charakterisiert werden.

Dank


Für die Unterstützung dieser Arbeit danken wir Dr. R.-U. Ehlers, Institut für Phytopathologie der Universität Kiel, sowie der e-nema GmbH in Raisdorf für die Bereitstellung der Nematoden.

Literatur


Burnell, A.M., Dowds, B.C.A. (1996): The genetic improvement of entomopathogenic nematodes and their symbiont bacteria: phenotypic targets, genetic limitations and assessment of possible hazards. – Biocontrol Science and Technology 6: 435-447.

Ehlers, R.-U., Peters, A. (1998): Bekämpfung von Engerlingen auf Sportrasen. – Rasen 29: 60-67.

Gaugler, R., Campbell, J.F., McGuire, T.R. (1990): Fitness of a genetically improved entomopathogenic nematode.– J. Invert. Pathol. 56: 106-116.

Gaugler, R., Glazer, I., Campbell, J.F., Liran, N. (1994): Laboratory and field evaluation of an entomopathogenic nematode genetically selected for improved host-finding. J. Invert. Pathol. 63: 68-73.

Peters, A. (2000): Susceptibility of Melolontha melolontha to Heterorhabditis bacteriophora, H. megidis and Steinernema glaseri. – IOBC/wprs Bulletin 23 (8): 39-45.

Poinar, G. O. (1992): Nematodes associated with Scarabaeidae. – In: Use of pathogens in scarab pest management (Glare, T.R., Jackson, T.A, eds.), Intercept, Andover: 93-109.

Smits, P. (1994): Biological control of scarabs with entomopathogenic nematodes. – Proc. VIth Internat. Colloq. on Invertebr. Pathol. and Micob. Control, Monpellier, Vol. 1: 145-150.






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