ISOTOPEST: Anwendung der Stabil-Isotopenanalytik zur Identifizierung der Herkunft von invasiven Schadinsekten, die in neuen Gebieten aufgefunden werden

Projektleitung

Gernot Hoch

Forschungseinrichtung

Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft

Projektnummer

101366

Projektlaufzeit

-

Finanzierungspartner

Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus| Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus

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Praxisrelevanz
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Allgemeine Projektinformationen

Schlagwörter (deutsch)

Invasive Schadorganismen, Stabil-Isotopenanalytik, Surveys, Bekämpfung

Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)

Titel (englisch)

Analysis of stable isotopes for the identification of the origin of invasive insect pests found in new areas

Abstract (englisch)

Resource intensive phytosanitary measures for eradication of invasive pest insects have to be justified on a solid scientific basis. Preliminary work of the applicants showed that analysis of stable isotopes has the potential to enable determination of the origin of potentially invasive insects intercepted in surveyed areas (e.g. by pheromone traps) and, hence, to discriminate between insects that already developed in Europe from insects that were introduced as fully developed stages. To further develop stable isotope analysis for this purpose and describe its potential as well as limitations, a substantial sample of insects from various origins (EU and non-EU) will be analyzed within the framework of a multi-national EUPHRESCO project. Correlations between isotope pattern of pest insect and host tree will be analyzed from the following species: Anoplophora glabripennis, Monochamus spp. (the vector of the pine wood nematode) and Dendrolimus pini. Comparative studies will show if the method can be used for further insect species and whether the isotope pattern of one species can be used for analyzing specimens of other, related species.

Projektziele

Das EUPHRESCO-Projekt ISOTOPEST soll eine Methode entwickeln, mit der neu eingeschleppte Individuen einer Schädlingsart von solchen unterschieden werden können, die sich bereits im neuen Gebiet entwickelt haben. Im Rahmen des Projekts werden vor allem ALB und Monochamus Arten untersucht, aber auch zusätzliche Arten auf ihre Eignung für die Methode getestet. Das hier beantragte Projekt stellt den Beitrag des BFW und der BLT zum EUPHRESCO-Projekt dar.
Die spezifischen Ziele sind:
a) Aufbau einer Datenbank für die Isotopensignaturen zur Identifizierung der geographischen Herkunft verschiedener invasiver (Insekten-)Arten. Der Umfang der Datenbasis wird davon abhängen, welche Anzahl an Proben beschafft werden kann und wird auch von den Spezies abhängig sein
b) Informationen über die Isotopen-Entwicklung bei einer Insektenart vom Ei bis zur adulten Form bei kontrollierter Fütterung im Labor
c) Eine Abschätzung, ob die Isotopenanlytik auch zur Untersuchung der Entwicklungsdauer verwendet werden kann (wieviele Jahre die Entwicklung bis zur adulten Form an einem bestimmten Ort dauert)
d) Eine Abschätzung, ob die Ergebnisse von einer Spezies auf eine andere, ähnliche Art übertragen werden kann
e) Anleitungen und Empfehlungen zur Entscheidungsfindung basierend auf den erarbeiteten Daten
f) Publikation der Ergebnisse in wissenschaftlichen Zeitschriften.

Die internationale Zusammenarbeit mit Partnern aus Europa und den USA im Rahmen des EUPHRESCO-Projektes ermöglicht Zugang zu breit gestreuten Informationsquellen. Management-, Kontroll- und Monitoringsansätze in verschiedenen Ländern können analysiert und auf die Anwendbarkeit in Europa geprüft werden. Weiters wird der Wissensstand zu den untersuchten Schädlingsarten auf den neuesten Stand gebracht und innerhalb der Arbeisgruppe ständig aktualisiert.
Das EUPHRESCO-Gesamtprojekt ist in 6 Arbeitspakete aufgeteilt zu denen jeweils alle Projektpartner Beiträge leisten.

Praxisrelevanz

Das Risiko einer Einschleppung und Etablierung von ALB, Kiefenholznematode oder Kieferspinner (in letzterem Fall auf die Britischen Inseln) wird als sehr hoch eingestuft. Das Schadpotential dieser Arten ist sehr groß. Daher ist eine strenge Überwachung äußerst wichtig und, bei Auftreten eines Schädling-Individuums eine rasche Reaktion und die richtige Gegenmaßnahme essentiell. Die geplante Methode ermöglicht und erleichtert die richtige Entscheidung beim Erstauftreten: Weiteres (intensives) Monitoring, oder Ausrottungsmaßnahmen (gefolgt von weiterführendem Monitoring). Wie oben dargestellt sind Aufwand und Konsequenzen dabei höchst unterschiedlich, die geplante Methode hilft dabei, die richtige Maßnahme zu finden.

Berichte

Abschlussbericht

Kurzfassung

Das vorliegende Forschungsprojekt 101366 stellt den österreichischen Beitrag zum EUPHRESCO Projekt 2017-A-250 "Use of Stable Isotope Ratio Analysis (SIRA) for the identification of invasive species native in alien environments" dar, das in einem internationalen Konsortium (jeweils mit eigener, nationaler Finanzierung) durchgeführt wird. Dazu wurden verschiedene phytosanitär bedeutende, rinden- und holzbrütende Käfer mit Ursprung in verschiedenen Regionen gesammelt und einer Analyse stabiler Isotopen unterzogen. Der österreichische Projektteil konzentrierte sich auf Arten der Bockkäfergattung Monochamus, die als Überträger des Kiefernholznematoden von prioritärer Bedeutung sind. Käfer aus neun europäischen Ländern wurden analysiert. Die untersuchten Monochamus galloprovincialis-Proben zeigen eine Schwankungsbreite der Isotopen-Ergebnisse von -115 bis -45 ‰ für d2H, -27 bis -21 ‰ für d13C und -11 bis + 6 ‰ für d15N. Proben aus höheren geographischen Breiten (Schweden) hatten deutlich niedrigere d2H-Werte als Proben aus niedrigeren Breiten. Proben aus Spanien und Frankreich weisen eine Variationsbreite von ca. 40 ‰-Punkten auf, die unterschiedlichen Regionen (Meeresnähe bis Bergwald) widerspiegelnd. Portugal weist eine relativ geringe Variationsbreite von ca. 20 ‰-Punkten bei d2H auf. Die Ergebnisse zeigen, dass teilweise – bei bestehenden Überlappungen – eine Unterscheidung zwischen verschiedenen Ländern und auch eine regionale Differenzierung innerhalb eines Landes möglich ist. Eine tiefergehende statistische Analyse wird im Rahmen des noch laufenden Euphresco-Gesamtprojektes erfolgen, wenn die Ergebnisse aller Projektpartner vorliegen. Dann wird auch eine generelle Schlussfolgerung zur Methode möglich sein.

Berichtsdateien

Endbericht_ISOTOPEST_Juli2022_ax1.pdf

Abstract (deutsch)

Das vorliegende Forschungsprojekt 101366 stellt den österreichischen Beitrag zum EUPHRESCO Projekt 2017-A-250 "Use of Stable Isotope Ratio Analysis (SIRA) for the identification of invasive species native in alien environments" dar, das in einem internationalen Konsortium (jeweils mit eigener, nationaler Finanzierung) durchgeführt wird. Dazu wurden verschiedene phytosanitär bedeutende, rinden- und holzbrütende Käfer mit Ursprung in verschiedenen Regionen gesammelt und einer Analyse stabiler Isotopen unterzogen. Der österreichische Projektteil konzentrierte sich auf Arten der Bockkäfergattung Monochamus, die als Überträger des Kiefernholznematoden von prioritärer Bedeutung sind. Käfer aus neun europäischen Ländern wurden analysiert. Die untersuchten Monochamus galloprovincialis-Proben zeigen eine Schwankungsbreite der Isotopen-Ergebnisse von -115 bis -45 ‰ für d2H, -27 bis -21 ‰ für d13C und -11 bis + 6 ‰ für d15N. Proben aus höheren geographischen Breiten (Schweden) hatten deutlich niedrigere d2H-Werte als Proben aus niedrigeren Breiten. Proben aus Spanien und Frankreich weisen eine Variationsbreite von ca. 40 ‰-Punkten auf, die unterschiedlichen Regionen (Meeresnähe bis Bergwald) widerspiegelnd. Portugal weist eine relativ geringe Variationsbreite von ca. 20 ‰-Punkten bei d2H auf. Die Ergebnisse zeigen, dass teilweise – bei bestehenden Überlappungen – eine Unterscheidung zwischen verschiedenen Ländern und auch eine regionale Differenzierung innerhalb eines Landes möglich ist. Eine tiefergehende statistische Analyse wird im Rahmen des noch laufenden Euphresco-Gesamtprojektes erfolgen, wenn die Ergebnisse aller Projektpartner vorliegen. Dann wird auch eine generelle Schlussfolgerung zur Methode möglich sein.

Abstract (englisch)

Research Project 101366 is the Austrian contribution to the Euphresco-Project 2018-A-250 "Use of Stable Isotope Ratio Analysis (SIRA) for the identification of invasive species native in alien environments", which has been carried out in an international consortium (with individual, national funding). Bark and wood boring beetles from various geographic origins were subjected to the analysis of stable isotopes with the aim of differentiating their origin. The Austrian project contribution focused on longhorn beetles of the genus Monochamus, which function as vectors of the pinewood nematode. Samples from nine European countries were analyzed. The samples showed a variation of stable isotopes from -115 to -45 ‰ for d2H, -27 to -21 ‰ for d13C and -11 to + 6 ‰ for d15N. Samples from higher latitude (i.e., Sweden) showed markedly lower d2H values than samples from lower latitude. Samples from Spain and France varied within ca. 40 ‰-points, representing a wide variety of regions (coastal to mountain forests). Samples from Portugal where more homogenous; they varied within ca. 20 ‰-points. The results show that a partial – with existing overlap – differentiation between countries as well as between regions within countries is possible with stable isotopes. An in-depth statistical analysis of the data will be carried out in the still ongoing Euphresco project when data from all partners are available. Then also a general conclusion on the method will be possible.

Autor/innen

Hoch, G., Horacek, M., Hood-Nowotny, R.

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