Biologia, diffusione e comportamento della cimice Asiatica ... · EFFETTI COLLATERALI della cimice...

Lara Maistrello

Biologia, diffusione e comportamento della cimice Asiatica Halyomorpha halys

Dipartimento di Scienze della Vita

Centro BIOGEST-SITEIA

Maschio FemminaFoto S. Bortolini

Halyomorpha halys (Heteroptera, Pentatomidae)Brown Marmorated Stink Bug (BMSB)

LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE

Foto S. Bortolini

Foto G.Vaccari

Foto S. Bortolini

Foto S. Bortolini

Ovatura e 1 stadio

2° stadio

4° stadio

H. halys - stadi giovanili

Forma del capo, spine ai lati di capo e

pronoto


Foto S. Bortolini

Elevata promiscuità Elevato n° accoppiamenti

H. halys – Accoppiamento & stadi di sviluppo

N1N2

N3N4

N5Adulto

Ovatura


Foto M. Bisanti

Forma dell’apice del capo

Marmorizzazionesu pronoto e

scutello

Parte membranosa delle emielitre

Venaturemarcate di scuro

“Calli” con macchie avorio

distinte

Piccole chiazze scure

Marmor. uniforme

Rettangolare Triangolare

Foto M. Po

Antenne

2 bande chiare

3 bande chiare

H. halys ASIATICA

Raphigaster nebulosaINDIGENA


Foto: L. Mola

Spina dall’addome, rivolta verso il

rostro

Zampe non striate di scuro

Spina assente

Zampe striate di scuro

R. nebulosaINDIGENA

H. halys ASIATICA


Foto G.P. PerrellaFoto L. Ansaloni

Foto L.Camanzi

Foto P.G. Grassi

Foto M. GardinaliFoto R. Castaldi

Raphigasternebulosa

Nezaraviridula

Nezara viridula

Nezara viridula

Arma custos

Dolycorisbaccharum

Halyomorpha halys …o no???


Foto: Franco Z. -Naturamediterraneo

PREDATORE di uova e stadi giovanili di diversi insetti, inclusi

diversi fitofagi: un potenziale antagonista naturale

Dimensioni più ridotte

Margini appuntiti ai lati del pronoto

Da NON CONFONDERE!!!

H. halys ASIATICA

Arma custosINDIGENA

Chiavi riconoscimento H. halys nel mondo

Supplementary material 2: H. halys identification keys – Tables

Supplementary material 3: H. halys identification keys – Figures


Scopus, 27/03/2019

LARA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- [email protected]

N° Tot articoli= 288

N° Tot citazioni= 4079

Un insetto"TRENDY"

Halyomorpha o Brown Marmorated Stink Bug

Da allora, in diversi stati U.S.A. H. halys è il FITOFAGO CHIAVE

dei frutteti

2010: “Annus horribilis” per la frutticoltura negli stati del Mid-Atlantic U.S.A.

As. As. Im. As. Ln. Ln. Ac. Ln. Bl. Ac. W. Bl. Br. Sc. Sc.

= BMSB -Complete spray

Insecticides:Im. – phosmet; As. – acetamiprid; In. – methoxyfenozide; Ln. – methomyl; Del – spinetoram; Alt. – rynaxypyr; Sc. – dinotefuran; Bl. – clothianidin; Dn.- fenpropathrin; Ac.- thiametoxam; W. – lambda cyhalothrin; Br - bifenthrin

PC PC BMSB LR/CM /BMSB BMSB CM/ BMSB BMSB

Del. Del. Ln. Del. Ln. Alt. Alt.

20094 insecticide appl.4 active ing.

13 insecticide appl.8 active ing.

Mating disruption against codling moth and Oriental fruit moth

Before BMSB

Im. As. Del. Alt.

PC PC/RAA LR/CM CM/LR

U.S.A. PENNSYLVANIA - MELOTRATTAMENTI INSETTICIDI DURANTE LA STAGIONE

Aprile Mag Giu Lug Ago Set

Courtesy of Greg Krawczyk

Penn State Fruit, Research & Extension

Conseguenze dei trattamenti intensivi contro H. halys:

La lotta integrata non esiste più!

Gravi conseguenze sugli ecosistemi: Falcidia di antagonisti naturali che mantenevano basse le

popolazioni di altri infestanti (afidi e cocciniglie), col risultatoche questi ultimi stanno tornando ad essere dannosi

Pesanti conseguenze sugli impollinatori

2013

with BMSB

N1

H. halys nel mondo

CHILESantiago

2016

AREE in cui è INTRODOTTA AREE in cui è NATIVA

Leskey & Nielsen., Annu. Rev. Entomol. 2018. 63:599–618

MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- [email protected]

MAISTRELLO et al. - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- [email protected]

Modelli idoneità climatica (CLIMEX)

Maistrello - BMSB biology, monitoring, biocontrol, innovative management

Modelli idoneità climatica (CLIMEX)

400 km

GRECIAAtene

Milonas & Partsinevelos, 2014primi dati 2011

Callot & Brua, 2013primi dati 2012

FRANCIAStrasburgo

SVIZZERAHaye et al, 2015primi dati Zurigo

2004

HALYOMORPHA HALYS IN EUROPA nel 2013

ITALIA

Maistrello et al. 2016primo dato ufficiale:

Magreta (MO) 13-IX-2012

Foto P. Dioli

In Aprile 2013 H. halys era inserita nella EPPO-ALERT LIST


H. halys in EUROPAFebbraio 2019

DATA SOURCE: - Claerebout et al. 2019. Bull. RoyalBelgian Inst. Nat. Sci. in press- Maistrello et al. 2018. Bioscience. 68: 979–989.- BUGMAP APP (FEM) Feb 2018- Roca-Cusachs et al. 2018. Bull. Inst. Cat. Hist. Nat. 68 (12): 979–989.- De Michele & Grozea. 2018. Res. J. of Agric. Sci. 50: 11-115- Vetek et al. 2018. Entomol. Generalis. 38:3-14- Çerçi & Koçak 2017. Acta Biol. Tur. 30:121-127- Sapina & Jelaska 2018. Bulletin OEPP/EPPO Bull. 48:138-143- Musolin et al. 2018. Arthropod-Plant Interactions. 12:517–529


Svernamento in STRUTTURE COSTRUITE DALL'UOMO: Case, magazzini, capannoni, containers, veicoli,

packaging, valige, vestiti...

In natura gli adulti svernano in aree asciutte e protette, rifugiandosi in

microhabitat nascosti (fessure, interstizi) in cima ad alberi eretti con corteccia spessa, in particolare Quercus spp e Robinia spp

CONSEGUENZE dello svernamento in massa in strutture costruite dall'uomo:

1) UN FASTIDIO URBANO...

3)...L'AUTOSTOPPISTA PERFETTO

La tendenza a nascondersi in microhabitat facilita la diffusione tramite l’uomo, le merci, i bagagli


2) ...un'opportunità unica per seguirne la diffusione

in tempo reale

http://appmeteo.fmach.it/bugMap/#/dashboard/overview

http://appmeteo.fmach.it/bugMap/#/dashboard/overview

H. HALYS in ITALIA: 2012-2013


H. HALYS indagine 2012-2016 BIOSCIENCE (2018), 68:979-989


• Il transetto è stato discretizzato in cellule regolari (unità spaziali) di 2 x 2 km

•É stato utilizzato un modello di occupazione delle celle per descrivere le dinamiche di diffusione (all'interno di ciascun anno e tra anni)

• É emersa una dispersione stratificata: continua (breve distanza) e mediata dall'uomo (grandi distanze)

• La modalità di crescita è ESPONENZIALE

Modelli spazio-temporali dell'invasione di H. halys

Esemplare rinvenuto a Genova nel 2007

BIOSCIENCE (2018), 68:979-989

• Stima probabile anno di inizio dell'invasione: 2009•Aumento della diffusione in autunno

•L'analisi dei dati sull'abbondanza indica che le popolazioni di H. halys possono raggiungere livelli potenzialmente dannosi per le colture in un tempo molto breve


Analisi genetiche e rotte di invasione

• In Italia (13 aplotipi) vi è la maggiore biodiversità al di fuori dell’areale d’origine

• Invasioni multiple ancora in corso, principalmente dall’Asia (>> Cina, Korea, Giappone), e dalla diffusione da altre nazioni europee (Svizzera ̶ Francia)

• Popolazioni differenti con caratteristiche biologiche diverse (es. riproduzione, risposta agli insetticidi, risposta a semiochimici)

• Creazione di nuove combinazioni genetiche

Cesari et al., 2018. BIOL. INV. 20:1073–1092

Estrazionedi DNA totale

1175 pb totali da 236esemplari raccolti inItalia, Romania e Grecia

Confronto con 1035esemplari da Asia,Nord America, Europae individui intercettatiin Nuova Zelanda


2016 – PROGETTO CONGIUNTO USA-EU SU EFFICACIA TRAPPOLE: RISULTATI

MA

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al. -

Dip

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nim

ore

.it•Catture qualitativamente simili tra i

siti UE e USA•Per gli adulti si riscontra l’effetto

sinergico del mix Murgantiol + MDT •Elevata biodiversità in UE rispetto USA•L’attrazione per le esche feromonali è

indipendente dall’aplotipo


EFFETTI COLLATERALI della cimice Asiatica sul COMMERCIO INTERNAZIONALE

Da metà gennaio 2018 sia NZ che AU hanno deciso di imporretrattamenti obbligatori sulle merci provenienti da tutti i paesi

europei in cui è presente la cimice asiatica

In Nuova Zelanda e Australia le intercettazioni di H. halys nelle merci dall'Europa (soprattutto Italia) sono aumentate notevolmente

Nel 2017, 2018, 2019 delegazioni di autorità governative "Biosecurity" di NZ & AU visitano i paesi EU per controllare porti e magazzini di stoccaggio merci


CONSEGUENZE per gli ESPORTATORI EUROPEI

Incremento dei costi per effettuare i trattamenti obbligatori (calore, fumigazioni)

Rifiuto di attracco e scarico merci per cargo, turn-arounds

Ritardi nella consegna delle merci

2018: rinvenimenti di cimice Asiatica in AU e NZ

MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- [email protected]

• Seguire la diffusione

• Studiare la genetica

• Elaborare modelli su modalità di diffusione spazio-temporale

• Monitoraggio in campo

• Indagini sul ciclo biologico

• Verificare le potenzialità degli antagonisti autoctoni

• Individuare stimoli attrattivi/repellenti

• Individuare metodi di monitoraggio affidabili

• Sviluppo di innovativi sistemi di cattura

• Testare in campo metodologie a basso impatto ambientale:

- reti multifunzionali / gestione del perimetro

- strategie basate sull’ecologia e il comportamento

• Sviluppo di modelli previsionali

Attività per la gestione integrata

L’Informatore Agrario. 2017. 42: 34-42

UNIMORE & C. – Una task force per la gestione sostenibile di H. halys


Halyomorpha halys: una specie invasiva di grande successo e difficile gestione

TIPO DI DANNO

RANGE PIANTE OSPITI

COMPORTAMENTO

BIOLOGIA - ECOLOGIA


Foto S. Bortolini

Foto R. Guidetti

Foto G.Vaccari

Foto S. Caruso

Adulti

Halyomorpha halys Rostro

II stadio

LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMOREFoto R. Guidetti

Photos G. Vaccari, R. Nannini, S. Caruso, G Aldrovandi

H. halysdanni su pero

danni da punture precoci

danni da punture tardive(post-raccolta)

danni da deiezioni


Photo G. Vaccari, E. Costi, L. Maistrello

H. halys danni su

pesche/nettarine


H. halys danni su kiwi,

mele, olive


H. halys - danni su MAIS


PomodoroPeperone

H. halys – danni su solanacee

Photos T. Kuhar


H. halys - Danni su soia


H. HALYS – fitofago chiave del noccioloNel 2016 in Georgia ha causato danni per 60 mln USD

Nel 2017 in Piemonte fino al 90% del raccolto è andato perduto (8-20% nel 2016)


H. HALYS – VITE & VINO


Presenze su vite ed effetti su produzione: poco rilevanti rispetto ad altre colture Su vino: negli USA introduzione di 3 cimici vive/grappolo provoca effetti negativi

su Pinot noir, non su vini bianchi Prove su Lambrusco in Emilia: introduzione 3 cimici morte/grappolo non

particolarmente negativo

2017. 68 (1): 120-125

H. halys – piante spontanee come aree rifugio

Photo F. Luthi-Barbieri

Photo F. Luthi-Barbieri

Photo S. Caruso

Photo S. Caruso

Photo S. Caruso

Photo S. Caruso


H. halys – Range piante ospiti

> 300 specie tra cui piante coltivate,

ornamentali, spontanee


H. halys – Mobilità di adulti e stadi giovanili

Adulti: volano 2 km/giorno,

max distanza 116km/giorno, fino a 26 m altezza

Stadi giovanili: camminano 20 m/giorno

Bull. Entomol. Res. 2015. 105: 566-573


TOT= 113400 ha

25% produzione italiana di frutta frutta esportata per 446 milioni €

H. halys, frutteti e vigneti in Emilia Romagna


• Periodo aprile-inizio ottobre•14-18 aziende, monitoraggi settimanali• Pereti e altre realtà agricole

Centro frutteto

Aree erbose

Bordo frutteto

Siepe

2014-16 Monitoraggio in campo in E-R Scopo: verificare abbondanza, stagionalità e impatto di H.halys ed altri Eterotteri


J. Pest Sci. 2017. 90(4): 1231-1244

H. halys nel 2014 specie più abbondante tra gli eterotteri (38%)

Prevale nelle siepi e a bordo frutteto, quasi assente in aree erbose

Nel 2015 danni >50% in metà delleaziende, fino al 96% in alcuni casi

A pochi anni dalla sua scoperta, H. halys è già fitofago chiave lungo tutto il ciclo colturale per i frutteti, causando gravi danni soprattutto nelle bordure

2014-16 Monitoraggio in E-R


H. halys – Comportamento in campoMaggiore prevalenza e danni ai bordi dei

campi coltivati (effetto bordo)

J. Pest Sci. 2017. 90(4): 1231-1244

Caruso S., Vaccari G., Zanetti G., Maistrello L.

Applicazione in campo "IPM-CPR" per campi coltivati > 3 ha


= GESTIONE DIFFICILE

Soprattutto su frutti e semi

Elevati danni al raccolto = PRODOTTI NON COMMERCIABILI

Danni post-raccolta, effetti su qualità prodotti trasformati?

TIPO DI DANNO

RANGE PIANTE OSPITI

COMPORTAMENTO

Assai ampio: > 300 specie tra cui: piantecoltivate, spontanee, ornamentali

Elevata mobilità di adulti e giovani

Preferenza per parti alte della chioma

"Effetto bordura"



GRUPPO CHIMICO SOSTANZE ATTIVE MAX N°Trattamentiautorizzati

Fosfo-organici Clorpirifos methyl (max 1) Clorpirifos (max 1)Fosmet (max 2) 4

Neonicotinoidi Acetamiprid (max 2) 1

TOTALE 5

DISCIPLINARI PRODUZIONE INTEGRATA in EMILIA ROMAGNA - PERO

2014

Fosfo-organici Clorpirifos methyl (max 2) Clorpirifos (max 1)Fosmet ( max 2) 4

Neonicotinoidi Acetamiprid (max 2) 1Piretroidi Tau-fluvalinate

DeltametrinaEtophenprox

TOTALE 9

2018

PRIMA di H. halys

UNIMORE & CONSORZIO FITOSANITARIO DI MODENA

DOPO H. halys

E. Costi, E. Di Bella, T. Haye, L. Maistrello

Photos S. Bortolini, E. Costi, G. Vaccari

Biologia di H. halys in Svizzera ed Emilia Romagna

Tempo di sviluppo

In campo:

uovo-adulto 60-131 gg

In condizioni controllate:

15°C - nessuno sviluppo

20°C - 75,8 gg

25°C - 42,3 gg

30°C - 33,2 gg

> 35°C- nessuno sviluppo

Halyomorpha halys parametri biologici

in Svizzera


Confronti parametri biologici H. halys

SVIZZERA ITALIA dati 2015

N. generazioni 1 2

Mortalità svernamento (%)

- 72.39

Cimici riproduttive (%)

- 14.26

N° uova/femmina 79.18Svernate: 285I generazione: 214.69

Mortalità totale (%) 86.7Svernate: 56.46I generazione: 97.47

R0 5.69Svernate: 24.04I gener: 5.44

-2 (2017-18)

Halyomorpha halys parametri biologici

in Italia

DUE GENERAZIONI SOVRAPPOSTE/ANNO H. halys CICLO in Emilia Romagna

Massimo picco di uscitada svernamento

temperatura > 13°C

INIZIO ovideposizionitemperatura > 21°C

Tempi di sviluppo, fertilità e mortalità sono strettamente

associati alle condizioni climatiche


• La possibilità di integrare dati dai due approcci ("Life table" e trappole in campo) ha consentito di evidenziare alcuni aspetti sulla biologia di H. halys:

2 generazioni complete, sovrapposte, con compresenza dei diversi stadi di sviluppo

importanza delle condizioni climatiche sulle tempistiche di ovideposizione e sviluppo

il picco delle uscite dallo svernamento è tra aprile e metà maggio

inizio ovideposizioni verso metà maggio; progressivo calo a partire da fine agosto

generazione svernante: mortalità tra uscita svernamento e inizio riproduzione e progressivamente fino a inizio agosto

durata massima di vita: circa un anno per la generazione svernante, 70-80 gg per quella estiva

individui svernanti: soprattutto adulti della II generazione, possibilità che vi siano anche adulti della I generazione

Integrazione life-table/monitoraggio in campo


Indagini sulla biologia - Utilità e scopo

IMMEDIATA UTILITÀ PRATICA PER I TECNICI IN CAMPO

Ogni anno dal 2015, le date e i numeri delle cimici chefuoriescono dallo svernamento, quelle di inizio deposizione per entrambe le generazioni, tempi di sviluppo e mortalitàvenogono comunicate settimanalmente al SERVIZIO FITOSANITARIO EMILIA ROMAGNA e diffuse ai tecnici e agricoltori

USO della serie storica di dati biologici per L’ELABORAZIONE DI MODELLI PREVISIONALI (fenologici e di dinamica di popolazioni)

Alcuni modelli sono stati sviluppati ma non sono previsionali e quindi di scarsa utilità pratica in campo

H. halys: Identificazione dei segnali vibrazionali usati durante il corteggiamento

FS-2 signal


Physiol. Entomol. 2016. 41, 249–259

…ed efficacia del segnale femminile in playback in diversi contesti


J. Pest Sci. 2017. 90(4): 1219-1229

♂

♀

Attractive female signal

Laser vibrometer

Mini-Shaker

TRAPPOLA MULTI-MODALESEMIOCHIMICI

LUCI

VIBRAZIONI


Utilizzo di stimoli diversi per lo sviluppo di innovativi sistemi di cattura

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

males females nymphs

Vibrotrap

Sticky traps (Trecè)

AgBio Pyramid

Catture/Trappola al giorno

2 trappole Ciascuna 3 giorni:10-12 Agosto 20171-3 Settembre 2017

Grande efficacia nella cattura dei maschi

Bassa efficacia verso femmine e ninfe ma:

1) La vibrazione è un segnale sessuale attrattivo nei confronti dei maschi

2) Non è noto l’effetto di un segnale femminile su altre femmine3) La trappola uccide con shock elettrico (1 scossa /min)

H. halys - Prototipo di trappola vibrazionale


Elevato potenziale riproduttivo in condizioni climatichefavorevoli, 2 generazioni sovrapposte al Sud Europa

Cambiamento climatico: 2 generazioni anche in Centro Europa

Tendenza a divenire rapidamente la specie predominante negliecosistemi di arrivo

Elevata promiscuità

Corteggiamento con vibrazioni del substrato

ANTAGONISTI NATURALI?

BIOLOGIA

& ECOLOGIA



Prospettiveapplicative

GRAZIE PER L’ATTENZIONE!

La rivincita delle piante su

H. halys

[email protected]

Dipartimento di Scienze della Vita

Centro BIOGEST-SITEIA

Parte delle ricerche rientra nel progetto 2013.065 Strumenti e protocolli innovativi per il

monitoraggio ed il controllo sostenibile della cimice aliena Halyomorpha halys, nuova minaccia

fitosanitaria, e di altri eterotteri dannosi alle colture frutticole del territorio modenese

Parte delle ricerche è stata finanziata dalla Regione Emilia Romagna nell’ambito del PSR 2014-2020 Op. 16.1.01 - GO PEI-Agri - FA 4B, Pr.

HALYS, con il coordinamento del CRPV

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