LA LOTTA BIOLOGICA PER IL CONTROLLO DI DRYOCOSMUS KURIPHILUS IN ITALIA

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1 Atti Accademia Nazionale Italiana di Entomologia Anno LXIII, 2015: LA LOTTA BIOLOGICA PER IL CONTROLLO DI DRYOCOSMUS KURIPHILUS IN ITALIA CHIARA FERRACINI (*) - ALBERTO ALMA (*) (*) Università degli Studi di Torino, Dipartimento di Scienze Agrarie, Forestali e Alimentari (DISAFA), Largo Paolo Braccini 2, Grugliasco (To); chiara.ferracini@unito.it Lettura tenuta durante la Tavola Rotonda Tecniche di lotta ed eradicazione di fitofagi d interesse forestale. Seduta pubblica dell Accademia - Firenze - 12 giugno Biological control of the Asian chestnut gall wasp in Italy Torymus sinensis Kamijo is a biological control agent of the chestnut gall wasp Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu. It is reported in the literature as univoltine, but in NW Italy it exhibits a prolonged diapause extended for 12 months mainly as late instar larva. After the report of the exotic gall wasp in 2002 in Piedmont (NW Italy) and due to the importance of chestnut throughout the country for fruit and wood production, this parasitoid has been released throughout Italy within projects funded by Piedmont region and by the Ministry of Agricultural, Food and Forestry Policies (MiPAAF), proving to settle successfully in the chestnut-growing areas, significantly reducing the gall wasp outbreaks after 10 years from its first release with parasitization rates up to 95%, and therefore representing one of the typical successful cases of classical biological control. In response to concern about non-target impacts associated with the introduction of this exotic biological control agent, a survey was also performed to assess T. sinensis s host range, and three T. sinensis adults emerging from oak galls of the non-target host Biorhiza pallida Olivier were found. Considering the effectiveness of T. sinensis as biological control agent against D. kuriphilus and its establishment in different Italian areas, further research is needed to evaluate its possible host shift to non target galls. KEY WORDS: Torymus sinensis, chestnut gall wasp, biological control, prolonged diapause, host range INTRODUZIONE L avvento di Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu (Hymenoptera: Cynipidae) è solamente una delle ultime grandi emergenze fitosanitarie che hanno colpito il castagno, comportando gravi ripercussioni nel sistema economico del settore castanicolo. D. kuriphilus, comunemente conosciuto come cinipide galligeno del castagno, rappresenta uno dei più recenti esempi di specie esotiche invasive introdotte negli ecosistemi forestali europei (AEBI et al., 2006). Dal Paese di origine, la Cina, è stato accidentalmente introdotto in Giappone (1941), Corea (1958), USA (1974), Nepal (1999) e Canada (2012) (Fig. 1) (ALMA et al., 2014). La sua presenza in Europa fu segnalata per la prima volta nel 2002 in Piemonte, in provincia di Cuneo e successivamente il galligeno si è rapidamente diffuso in tutta Italia fino a raggiungere molti Paesi Europei: Austria (2013), Croazia (2010), Francia (2005), Germania (2013), Paesi Bassi (2010), Portogallo (2014), Regno Unito (2015), Repubblica Ceca e Slovacchia (2012), Slovenia (2005), Spagna (2012), Svizzera (2009), Turchia (2014) e Ungheria (2013) (BRUSSINO et al., 2002; EFSA, 2010; EPPO, 2005; 2013; 2015). D. kuriphilus ha come unico ospite il castagno (Castanea spp.), compie una generazione l anno e si riproduce per partenogenesi telitoca (MORIYA et al., 1989). Le femmine ovidepongono nelle gemme in estate, causando nella primavera dell anno successivo, la formazione di galle sui germogli e sulle foglie con conseguenti riduzioni sia nella crescita sia nella fruttificazione delle piante colpite. Le perdite di produzione possono variare dal 30 al 60% raggiungendo anche picchi dell 85% in annate siccitose. Malgrado finora non risultino segnalate morie causate dal cinipide, il forte peggioramento dello stato vegetativo delle piante a seguito di attacchi ripetuti, ha reso i castagni più sensibili alle patologie fungine, evidenziando in particolar modo una forte recrudescenza del cancro corticale (BOSIO et al., 2013; BATTISTI et al., 2014; FERRACINI et al., 2014). Il castagno riveste una considerevole importanza in Italia sia a livello economico sia ambientale. I castagneti sono parte della tradizione agricola di molte regioni italiane, inoltre l ampia diffusione del castagno, coltivato o naturalizzato, è cruciale per il mantenimento della biodiversità locale. L elevata dannosità del fitofago in relazione all impatto ambientale e alle perdite economiche ha suscitato la necessità di sviluppare velocemente Pubblicato marzo 2016

2 178 Fig. 1 Distribuzione mondiale del cinipide galligeno del castagno, Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu (situazione aggiornata al 2015). delle efficaci azioni di controllo per limitare il danno. Diversi tentativi di controllo sono stati sperimentati sia mediante l utilizzo di varietà resistenti sia con l impiego di prodotti chimici, ma con scarsi risultati come già evidenziato in letteratura (MORIYA et al., 2003). Data la necessità di intervenire tempestivamente, il Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali (MiPAAF) con decreto del 23 febbraio 2006 ha stabilito le Misure per la lotta obbligatoria contro il cinipide del castagno Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu. Oltre alle azioni atte a limitare la diffusione del cinipide si tracciavano le misure di contenimento, preferendo la lotta biologica classica mediante l impiego del parassitoide Torymus sinensis Kamijo (Hymenoptera: Tory - midae). Il successivo decreto del 30 ottobre 2007 Misure d emergenza provvisorie per impedire la diffusione del cinipide del castagno, Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu, nel territorio della Re - pubblica italiana, in recepimento della decisione della Commissione europea 2006/464/CE abroga il precedente decreto. In Italia a partire dal 2003 il DISAFA ha avviato un progetto di lotta biologica, finanziato dalla Regione Piemonte, che ha previsto l introduzione e la diffusione del parassitoide T. sinensis, mediante il metodo propagativo, nelle aree del cuneese infestate dal cinipide (QUACCHIA et al., 2008). I primi positivi risultati riguardanti la parassitizzazione del cinipide e l esperienza maturata hanno permesso di redigere un dettagliato protocollo d attuazione della lotta biologica, parte integrante del Documento di sintesi del Piano del Settore Castanicolo del MiPAAF, con lo scopo di fornire tutte le indicazioni utili per l allevamento e la diffusione del parassitoide, dalla raccolta delle galle alla fase di rilascio in pieno campo (QUACCHIA et al., 2010). Successivamente, nel 2012 il MiPAAF ha finanziato un progetto nazionale di lotta biologica (Lobiocin) che ha previsto la realizzazione di aree di moltiplicazione e il rilascio diretto del parassitoide in numerosi siti di pieno campo, sulla base delle linee guida riportate nel protocollo sopracitato. Il numero di lanci di T. sinensis è stato assegnato ad ogni regione dal tavolo tecnico castanicolo di coordinamento nazionale su proposta delle Associazioni Castagno A.T.S. (Città del Castagno, Castanea e Centro Studio sul Castagno), principalmente sulla base dei seguenti parametri: superficie investita a castagno (ha), valore delle produzioni castanicole medie regionali ( ) e presenza di varietà IGP/DOP. Oltre ai rilasci di T. sinensis, sono stati previsti anche tre workshops formativi interregionali, con la collaborazione dei Servizi Fitosanitari Regionali di competenza, per la realizzazione e gestione delle aree di moltiplicazione e di tutti i processi connessi all allevamento del parassitoide, nonché la realizzazione di una carta nazionale riportante i siti di rilascio e le aree di moltiplicazione. Nel 2013 è stato quindi attivato il progetto biennale Bioinfocast sempre finanziato dal MiPAAF, per potenziare l allevamento del parassitoide presso i laboratori del DISAFA e aumentare il numero

3 179 di lanci nelle aree castanicole italiane. Il progetto ha visto il coinvolgimento anche del CRA di Firenze (ora CREA ABP), delle Associazioni Castagno A.T.S. che hanno curato il trasporto del parassitoide e dei Servizi Fitosanitari Regionali per l individuazione dei siti di rilascio. Nel 2012 sono state realizzate 11 aree di moltiplicazione in 9 regioni italiane. L attività di rilascio del parassitoide, nell ambito dei progetti ministeriali, ha raggiunto nel complesso siti di lancio su scala nazionale, per un totale di esemplari, distribuiti nelle 17 regioni italiane interessate dal comparto castanicolo (ALMA et al., 2014) (Fig. 2). In Piemonte, a distanza di dieci anni dalle prime introduzioni in provincia di Cuneo, T. sinensis risulta essere ben insediato sul territorio con valori di parassitizzazione compresi tra 80% e 95%, che hanno portato nella primavera 2015 ad un drastico calo della presenza di galle e ad una buona ripresa vegetativa dei castagni e produzione di frutti, già in aumento dall autunno CICLO BIOLOGICO DI TORYMUS SINENSIS T. sinensis viene descritto in letteratura come una specie univoltina, caratterizzata da un ciclo biologico perfettamente sincronizzato con quello del suo ospite. Si riproduce sessualmente ma in caso di mancato accoppiamento si riproduce per partenogenesi arrenotoca. La femmina depone le uova Fig. 2 Numero di lanci di Torymus sinensis Kamijo effettuati in Italia dal 2012 al 2014 nell ambito dei progetti ministeriali Lobiocin e Bioinfocast (fonte ALMA et al., 2014). nelle galle fresche direttamente all interno della cella larvale, successivamente la larva ectoparassita si nutre della larva del cinipide e si impupa durante l inverno. L adulto sfarfalla in primavera dalle galle secche dell anno precedente, si nutre di sostanze zuccherine e ha una vita media di circa 30 giorni (PIAO e MORIYA, 1999) (Fig. 3). Fig. 3 Torymus sinensis Kamijo: larva matura (a), pupa (b, c), adulto in attività di ovideposizione (d) (fonte ALMA et al., 2014).

4 180 La dissezione di galle di castagno invernali condotta in estate, a sfarfallamento avvenuto degli adulti del parassitoide, ha messo in evidenza la presenza di larve mature e in minor misura di pupe, risultate appartenenti in seguito ad analisi morfologica e molecolare alla specie T. sinensis. Indagini preliminari sono state quindi condotte nell inverno 2013 raccogliendo galle in diverse aree castanicole in provincia di Cuneo. In tutti i siti monitorati è stata riscontrata una diapausa prolungata di un anno, con sfarfallamento degli adulti durante il mese di aprile, contemporaneamente alla generazione univoltina (Fig. 4). La percentuale di individui sfarfallati nel 2014 si è comunque attestata su valori bassi, pari a circa 0,4 (FERRACINI et al., 2015a). Gli individui diapausanti di entrambi i sessi sono risultati essere di dimensioni inferiori rispetto a quelli della generazione annuale considerando come caratteri morfologici di confronto la larghezza dello scutello e la lunghezza della tibia del terzo paio di zampe e dell ovopositore (Fig. 5). In prove condotte in ambiente controllato è stato osservato il regolare accoppiamento, inoltre le femmine diapausanti sono state in grado di ovideporre in presenza di galle fresche di castagno, manifestando un comportamento analogo alla popolazione univoltina. In seguito ai rilasci dell antagonista naturale T. sinensis in pieno campo a partire dal 2005, la popolazione del cinipide galligeno è andata incontro ad un rapida riduzione. Il fenomeno della diapausa prolungata può quindi essere dovuto, oltre che a fattori abiotici, ad una improvvisa mancanza nella disponibilità dell ospite da parte del parassitoide (FERRACINI et al., 2015a). Nonostante l incidenza di tale strategia comportamentale sia stata osservata a basse percentuali, la presenza di individui diapausanti all interno delle galle secche nel periodo successivo al normale sfarfallamento della generazione univoltina rappresenta un elemento importante nella gestione del castagneto. È consigliabile infatti non eliminare il materiale di risulta delle potature, bensì accatastarlo all interno del castagneto almeno per due anni, per permettere lo sfarfallamento della popolazione diapausante. Fig. 4 Rappresentazione grafica del ciclo biologico di Torymus sinensis Kamijo. Adulti della generazione univoltina (con sfarfallamento nella primavera 2013) e di quella diapausante (con sfarfallamento posticipato di un anno). Fig. 5 Caratteri morfologici (larghezza dello scutello e lunghezza della tibia del terzo paio di zampe) utilizzati per confrontare gli adulti di Torymus sinensis Kamijo della generazione univoltina e di quella diapausante.

5 181 PARASSITOIDI AUTOCTONI INFEUDATI AL CINIPIDE GALLIGENO A carico del cinipide galligeno del castagno nel corso degli anni è stato possibile accertare anche la presenza di numerosi parassitoidi indigeni normalmente legati ad altri galligeni, in particolare infeudati alle querce. Ricerche relative ai limitatori indigeni sono state condotte in diversi Paesi asiatici ed europei, proprio con la finalità di chiarire il loro ruolo nel contenimento di D. kuriphilus. In Italia dal 2002 al 2014 sono state infatti segnalate 38 diverse specie di imenotteri calcidoidei appartenenti a 6 famiglie (Eulophidae, Eupelmidae, Eurytomidae, Ormyridae, Pteromalidae, Torymidae) (QUACCHIA et al., 2013; ALMA et al., 2014). Fatta eccezione per T. flavipes (Walker) per la cui specie sono stati evidenziati valori di parassitizzazione più elevati (fino al 32%) in Emilia Romagna (SANTI e MAINI, 2011), la percentuale di parassitizzazione di D. kuriphilus risulta tutt ora estremamente bassa, evidenziando come a distanza di oltre 10 anni dall introduzione del cinipide il ruolo svolto dai parassitoidi indigeni per il contenimento sia ancora quasi nullo (ALMA et al., 2014). HOST RANGE DI TORYMUS SINENSIS Malgrado gli ottimi risultati conseguiti nel controllo del cinipide, indagini sono tutt ora in corso per valutare quali siano i reali rischi di alterazione degli equilibri consolidati nelle biocenosi degli altri cinipidi derivanti dall introduzione di una specie esotica. La possibile parassitizzazione di organismi non target, con particolare riguardo ai cinipidi galligeni infeudati a piante dei generi Quercus e Rosa, è stata recentemente oggetto di indagine con particolare interesse per le specie di galligeni indicati dall EFSA European Food Safety Authority (EFSA, 2010; FERRACINI et al., 2015b). Nel biennio le indagini sono state condotte al fine di verificare l eventuale fenomeno di host-shift di T. sinensis dal suo ospite primario ai galligeni della quercia, con particolare riguardo per i generi Andricus, Biorhiza, Diplolepis, e Neuroterus. Tra i parassitoidi torimidi le specie riscontrate con maggiore frequenza sono risultate: Megastigmus dorsalis (Fabricius), T. affinis (Fonscolombe), T. auratus (Muller), T. flavipes e T. geranii Walker. Inoltre, oltre alle specie autoctone, nel 2013 tre esemplari di T. sinensis sono sfarfallati da galle appartenenti alla specie Biorhiza pallida Olivier raccolte in Piemonte, evidenziando la non specificità del parassitoide contrariamente ai dati presenti in letteratura (FERRACINI et al., 2015b). Malgrado nel 2014 non si sia verificata alcuna parassitizzazione di organismi non-target, ulteriori indagini su un arco temporale maggiore e con specie di galle differenti da quelle utilizzate in questo studio sono in corso al fine di completare gli studi inerenti la bio-etologia di T. sinensis. RINGRAZIAMENTI Si ringraziano E. Ferrari, E. Gonella, L. Picciau, M. Pontini, M.A. Saladini per il supporto fornito nelle attività di campo e laboratorio. Questo lavoro è stato in parte supportato da progetti di lotta biologica propagativa finanziati dalla Regione Piemonte e dal Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali. RIASSUNTO Torymus sinensis Kamijo è considerato l antagonista principale del cinipide del castagno Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu. E una specie univoltina, anche se recenti studi hanno evidenziato l esistenza di una diapausa prolungata di un anno, prevalentemente allo stadio di larva matura. Dopo il rinvenimento del galligeno in Piemonte nel 2002, zona di prima segnalazione per l Europa, è stato avviato a partire dal 2003 un programma di lotta biologica propagativa mediante l utilizzo di questo antagonista. Successivamente nel triennio il Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali (MiPAAF) ha finanziato i progetti Lobiocin e Bioinfocast per favorire la diffusione del parassitoide sul territorio nazionale. In Piemonte, a distanza di dieci anni dalle prime introduzioni in provincia di Cuneo, T. sinensis risulta essere ben insediato sul territorio con valori di parassitizzazione compresi tra 80% e 95%, che hanno portato nella primavera 2015 ad un drastico calo della presenza di galle, analogamente a diverse altre regioni italiane. Malgrado gli ottimi risultati conseguiti nel controllo del cinipide, è tuttavia necessario continuare a indagare gli eventuali rischi di alterazione degli equilibri delle biocenosi indigene derivanti dall introduzione di una specie esotica; recenti studi hanno infatti evidenziato in Piemonte la parassitizzazione da parte di T. sinensis di galle non target appartenenti alla specie Biorhiza pallida Olivier. Ulteriori indagini verranno quindi rivolte allo studio della possibile parassitizzazione di organismi non target, con particolare riguardo ai cinipidi galligeni infeudati a piante dei generi Quercus e Rosa. BIBLIOGRAFIA AEBI A., SCHÖNROGGE K., MELIKA G., ALMA A., BOSIO G., QUACCHIA A., PICCIAU L., ABE Y., MORIYA S., YARA K., SELJAK G., STONE G.N., 2006 Parasitoid recruitment to the globally invasive chestnut gall wasp Dryocosmus kuriphilus. In: Ecology and Evolution of Galling Arthropods and their Associates, Ozaki K., Yukava J., Ohgshi T., Price P.W. Ed., Springer-Verlag, Tokio, Japan, pp

6 182 ALMA A., FERRACINI C., SARTOR C., FERRARI E., BOTTA R., 2014 Il cinipide orientale del castagno: lotta biologica e sensibilità varietale. - Italus Hortus 21(3): BATTISTI A., BENVEGNÙ I., COLOMBARI F., HAACK R.A Invasion by the chestnut gall wasp in Italy causes significant yield loss in Castanea sativa nut production. - Agric. Forest. Entomol., 16(1): BOSIO G., ARMANDO M., MORIYA S., 2013 Verso il controllo biologico del cinipide del castagno. - Inftore Agrario, 4(14): BRUSSINO G., BOSIO G., BAUDINO M., GIORDANO R., RAMELLO F., MELIKA G., 2002 Pericoloso insetto esotico per il castagno europeo. - Inftore Agrario, 58(37): EFSA PANEL ON PLANT HEALTH (PLH), 2010 Risk assessment of the oriental chestnut gall wasp, Dryocosmus kuriphilus for the EU territory, on request from the European Commission. - EFSA J., 8: EPPO, 2005 Data sheets on quarantine pests- Dryocosmus kuriphilus. - EPPO Bull., 35: EPPO, 2013 First report of Dryocosmus kuriphilus in Austria (2013/140), First report of Dryocosmus kuriphilus in Germany (2013/141), Dryocosmus kuriphilus found in Hungary (2013/142). - Eppo Reporting Service, No. 7, pp EPPO, First report of Dryocosmus kuriphilus in the United Kingdom (2015/108). - EPPO Reporting Service, No. 6, p. 2. FERRACINI C., FERRARI E., SALADINI M. A., ALMA A., 2014 Il cinipide del castagno. Corylus&Co., Castanea 2014, VI Convegno Nazionale sul Castagno, settembre 2014, Viterbo, p. 63. FERRACINI C., GONELLA E., FERRARI E., SALADINI M.A., PICCIAU L., TOTA F., PONTINI M., ALMA A., 2015a Novel insight in the life cycle of Torymus sinensis, biocontrol agent of the chestnut gall wasp. - BioControl, 60: FERRACINI C., FERRARI E., SALADINI M.A., PONTINI M., CORRADETTI M., ALMA A., 2015b Non-target host risk assessment for the parasitoid Torymus sinensis in Italy. - BioControl, 60: MORIYA S., INOUE K., ÔTAKE A., SHIGA M., MABUCHI M., 1989 Decline of the chestnut gall wasp population, Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu (Hymenoptera: Cynipidae) after the establishment of Torymus sinensis Kamijo (Hymenoptera: Torymidae). Appl. Entomol. Zool., 24: MORIYA S., SHIGA M., ADACHI I., 2003 Classical biological control of the chestnut gall wasp in Japan. In: Proceedings of the 1 st International Symposium on Biological Control of Arthropods, Van Driesche R.G. Ed., USDA Forest Service, Washington, pp PIAO C., MORIYA S., 1999 Oviposition of Torymus sinensis Kamijo (Hymenoptera: Torymidae) under natural conditions. - Entomol. Sci., 2: QUACCHIA A., MORIYA S., BOSIO G., SCAPIN G., ALMA A., 2008 Rearing, release and settlement prospect in Italy of Torymus sinensis, the biological control agent of the chestnut gall wasp Dryocosmus kuriphilus. - BioControl, 53: QUACCHIA A., FERRACINI C., ALMA A., 2010 Origine, diffusione e misure adottate per il contenimento in Europa del cinipide del castagno. - Atti Accademia Nazionale Italiana di Entomologia, Anno LVIII, 2010: QUACCHIA A., FERRACINI C., NICHOLLS J.A., PIAZZA E., SALADINI M.A., TOTA F., MELIKA G., ALMA A., 2013 Chalcid parasitoid community associated with the invading pest Dryocosmus kuriphilus in north-western Italy. - Insect Conserv. Diver., 6: SANTI F., MAINI S., 2011 New association between Dryocosmus kuriphilus and Torymus flavipes in chestnut trees in the Bologna area (Italy): first results. Bull. Insectol., 64(2):