Potential of Local Entomopathogenic Nematode Isolates to Control the Adults of the Scarab Beetle, Epicometis hirta (Coleoptera: Scarabaeidae)*

Abstract

The scarab beetle, Epicometis (Tropinota) hirta (Poda) (Coleoptera: Scarabaeidae), is a serious pest that feeds and destroys developing and blossoming flowers of apple plants. The pest has recently been reported more frequently from apple orchards in Turkey. The control of the adults of E. hirta is challenging due to the restrictions on the application of the chemicals used against the adults during the flowering period of apple orchards in Turkey. Other control methods fail to achieve desired results in the control of the adults. Therefore, there is an increasing need for more sustainable and environmentally-friendly control methods against the adults of E. hirta. In the present study, the pathogenicity of Turkish entomopathogenic nematode (EPN) isolates was evaluated using adults of this pest under laboratory conditions, toward developing an EPN-based integrated E. hirta control plan. Virulence of local EPN isolates against E. hirta was tested in 12-well bioassay plates containing sterile soil treated with different EPN concentrations (0, 190 and 380 IJs adult-1) and then incubated at 25 or 30 oC. All the EPNs isolates caused high mortality ranging from 45 to 100% at 25 oC, or 60 to 100% at 30oC, respectively. The local Steinernema carpocapsae (Weiser) (Nematoda: Rhabditida) isolate E76-S from Turkey was the most efficient, achieving the maximum mortality rate (100%) at both temperatures. The evidence of this study gave promising results for the control of the adults of E. hirta using local EPN isolates but further studies should be carried out in field conditions to determine the field performance of EPNs.

Keywords

• Scarab beetle
• Steinernema spp.
• Heterorhabditis spp.
• beneficial nematodes
• biological control

Yerel Entomopatojen Nematod İzolatlarının, Bakla Zınnı, Epicometis hirta (Coleoptera: Scarabaeidae) Erginlerini Kontrol Etme Potansiyeli

Öz

Bakla Zınnı, Epicometis (Tropinota) hirta (Poda) (Coleoptera: Scarabaeidae), elma ağaçlarının tomurcuk ve açan çiçeklerinde beslenen ve ciddi tahribatlara neden olan önemli bir zararlıdır ve son zamanlarda Türkiye'deki elma bahçelerindeki artan bir sıklıkta bildirilmektedir. Türkiye'deki elma bahçelerinin çiçeklenme döneminde bu zararlıya karşı kullanılan kimyasalların uygulanmasına ilişkin kısıtlamalar nedeniyle E. hirta erginlerinin kontrolü oldukça zordur. Bu zararlıya karşı diğer mücadele yöntemleri kullanarak, E. hirta erginlerinin kontrolünde istenen sonuçları elde edilememektedir. Bu nedenle, E. hirta'nın erginlerine karşı daha sürdürülebilir ve çevre dostu kontrol yöntemlerine ihtiyaç artmaktadır. Bu çalışmada entomopatojen nematodların da içerisinde yer aldığı entegre bir mücadele programı oluşturulmasına yönelik, yerel entomopatojen nematod (EPN) izolatlarının E. hirta erginleri üzerindeki patojenisitesi laboratuvar koşulları altında değerlendirilmiştir. Yerel EPN izolatlarının E. hirta erginleri üzerindeki virülensi, farklı EPN konsantrasyonlarda (0, 190 ve 380 IJ ergin-1) ve sıcaklıkta (25 veya 30 °C’de) içerisinde steril toprak bulunan (12) well-platelerde test edilmiştir. Test edilen EPN izolatları, 25° C'de %45-100 ve 30°C'de %60-100 arasında değişen ölümlere neden olmuştur. Steinernema carpocapsae (Weiser) (Nematoda: Rhabditida) E76-S izolatı her iki sıcaklıkta da maksimum ölüm oranı (%100) meydana getirerek en etkili izolat olmuştur. Bu çalışmanın sonuçları, yerel EPN izolatları kullanarak E. hirta erginlerinin kontrolü için umut verici sonuçlar vermiştir, ancak EPN'lerin arazi koşullarındaki etkinliğini belirlemek için arazi koşullarında çalışmalar yapılmasına ihtiyaç vardır.

Anahtar Kelimeler

• Bakla zınnı
• Steinernema spp.
• Heterorhabditis spp.
• faydalı nematodlar
• biyolojik mücadele

References

1. Abdel-Razek, A. S. (2010). Field evaluation of bacterial symbionts of entomopathogenic nematodes for suppression of hairy rose beetle, Tropinota squalida Scop., (Coleoptera: Scarabaeidae) population on cauliflower in Egypt. Archives of Phytopathology and Plant Protection, 43(1), 18-25.
2. Abdel-Razek, A. S., & Abd-Elgawad, M. M. M. (2013). Effects of entomopathogenic nematodes on suppressing hairy rose beetle, Tropinota squalida Scop. (Coleoptera: Scarabaeidae) population in cauliflower field in Egypt. International Scholarly and Scientific Research & Innovation, 7, 28-32.
3. Al-Alawi, M. S. (2014). Efficacy of essential oils from medicinal plants in control of the hairy rose beetle, Tropinata squalida (Scopoli) and their comparative toxicity to the honey bee, Apis mellifera L. American Journal of Agricultural and Biological Sciences, 9(3), 284-288.
4. Arslan, Ö. M., & Aslan, M. M. (2015). Kahramanmaraş ili badem ağaçlarında bakla zınnı (Epicometis hirta (Poda) (Coleoptera: Scarabaeidae)’nın farklı tuzaklarla yakalanması üzerine araştırma. Kahramanmaraş Sütçü İmam University Journal of Natural Sciences, 18(4), 6-12.
5. Atmaca, S., Pekbey, G., & Canhilal, R. (2018). Bazı entomopatojen fungusların baklazınnı, Epicometis hirta (Poda) (Coleoptera: Scarabaeidae) erginlerine karşı virülensliği. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 8(2), 37-42.
6. Azizoglu, U., Karabörklü, S., Ayvaz, A., & Yilmaz, S., (2016). Phylogenetic relationships of insect-associated free-living Rhabditid nematodes from Eastern Mediterranean Region of Turkey. Applied Ecology and Environmental Research, 14(3), 93-103.
7. Belair, G., Vincent, C., & Chouinard, G., (1998). Foliar sprays with Steinernema carpocapsae against early-season apple pests. Journal of Nematology, 30(4S), 599.
8. Boemare, N., Givaudan, A., Brehelin, M., & Laumond, C., (1997). Symbiosis and pathogenicity of nematode-bacterium complexes. Symbiosis, 22(1-2), 21-45.

9. Böhm, H. (1950). Observations on the occurrence of Epicometis hirta injuring fruit blossom in Austria. Pflanzenschutzberichte, 5, 241-257.
10. Campos-Herrera, R. (2015). Nematode Pathogenesis of Insects and Other Pests: Ecology and Applied Technologies for Sustainable Plant and Crop Protection. Springer, Newyork, USA.
11. Canhilal, R., Reid, W., Kutuk, H., & El-Bouhssini, M. (2007). Susceptibility of sunn pest, Eurygaster integriceps Puton (Hemiptera: Scutelleridae), to various entomopathogenic nematodes (Rhabditida: Steinernematidae and Heterorhabditidae). Journal of Agricultural and Urban Entomology, 24(1), 19-26.
12. Canhilal, R. (2011). Heterorhabdit nematodların (rhabditida: heterorhabditidae) biyolojik etkinliklerinin Galleria mellonella L. (lepidoptera: pyralidae) üzerinde karşılaştırılması. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi (2), 43-51.
13. Ercisli, S., (2004). A short review of the fruit germplasm resources of Turkey. Genetic Resources and Crop Evolution, 51(4), 419-435.
14. Ertop, S., & Özpinar, A. (2011). Çanakkale ili kiraz ağaçlarındaki fitofag ve yararlı türler ıle bazı önemli zararlıların popülasyon değişimi. Türkiye Entomoloji Bülteni, 1(2), 109-118.
15. Gaugler, R. (2018). Entomopathogenic Nematodes in Biological Control. CRC Press, New York, USA.
16. Gezer, B., & Özpınar, A. (2015). Çanakkale ilinde şeftali, elma, kiraz ve kayısılarda Tropinota hirta (Poda) (Coleoptera: Cetoniidae) ergin yoğunluğunu belirlemede farklı tuzakların değerlendirilmesi. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 3(2), 27-34.
17. Gotelli, N. J., & Ellison, A. M. (2013). The analysis of multivariate data. In N. J. Gotelli, & A. M. Ellison (Eds.), A primer of ecological statistics, 2nd edition (pp. 384-445). Sunderland, Sinauer Associates, Inc. Publishers.
18. Grewal, P. S., Lewis, E. E., Gaugler, R., & Campbell, J. F. (1994). Host finding behaviour as a predictor of foraging strategy in entomopathogenic nematodes. Parasitology, 108(2), 207-215.
19. Heve, W.K., El-Borai, F.E., Carrillo, D., & Duncan, L.W. (2016). Biological control potential of entomopathogenic nematodes for management of Caribbean fruit fly, Anastrepha suspensa Loew (Tephritidae). Pest Management Science, 73 (6), 1220-1228.
20. Heve, W. K., El-Borai, F.E., Carrillo, D., & Duncan, L.W. (2017). Increasing entomopathogenic nematode biodiversity reduces efficacy against the Caribbean fruit fly Anastrepha suspensa: interaction with the parasitoid Diachasmimorpha longicaudata. Journal of Pest Science, 91 (2), 799-813.
21. Heve, W. K., El-Borai, F. E., Johnson, E.G., Carrillo, D., Crow, W. T., & Duncan, L.W. (2018). Responses of Anastrepha suspensa, Diachasmimorpha longicaudata and sensitivity of guava production to Heterorhabditis bacteriophora in fruit fly integrated pest management. Journal of Nematology, 50 (3), 261-272.
22. Hussein, M. A., & El-Mahdi, I. F. (2019). Efficiency of three formulated entomopathogenic nematodes against onion thrips, Thrips tabaci under aquaculture system. Journal of Biopesticides, 12(1), 134-138.
23. Jacob, J. S., & Mathew, M. P. (2016). Laboratory evaluation of entomopathogenic nematodes against American serpentine leaf miner, Liriomyza trifolii (Burgess). Journal of Biopesticides, 9(1), 27.
24. Kamali, S., Karimi, J., & Koppenhöfer, A. M. (2018). New insight into the management of the tomato leaf miner, Tuta absoluta (Lepidoptera: Gelechiidae) with entomopathogenic nematodes. Journal of economic entomology, 111(1), 112-119.
25. Kaya, H. K., & Gaugler, R. (1993). Entomopathogenic nematodes. Annual review of entomology, 38(1), 181-206. Kutinkova, H., & Andreev, R. (2004). Integrated pest management in sweet cherry (Prunus avium L.) orchards in Bulgaria. Journal of Fruit and Ornamental Plant Research, 12, 41-47.
26. Laleh, E., Shiri, M. R., & Dunphy, G. B. (2016). Efficacy of the entomopathogenic nematode, Steinernema feltiae Against the vegetable leaf miner, Liriomyza sativae Blanchard (Diptera: Agromyzidae). Egyptian Journal of Biological Pest Control, 26(3), 583.
27. Özbek, H., (2008). Türkiye’de iliman iklim meyve türlerini ziyaret eden böcek türleri. Uludağ Arıcılık Dergisi, 8(3), 92-103.
28. Özkan, C., (2005). Çubuk (Ankara) ilçesi vişne ağaçlarında zararlı olan türler, doğal düşmanları ve önemlileri üzerinde gözlemler. Tarım Bilimleri Dergisi, 11(1), 57-59.
29. Öztürk, N., & Ulusoy, M. R. (2003). Mersin ili kayısılarında saptanan zararlılar. Alatarım Dergisi, 2(2), 21–26.
30. Poinar, G. O., & Grewal, P. S. (2012). History of entomopathogenic nematology. Journal of Nematology, 44, 153-61.
31. Rozner, I., & Rozner, G. (2009). Data to the Lamellicornia fauna of the Republic of Macedonia (Coleoptera: Lamellicornia). Natura Somogyiensis, 15, 57-68.
32. Ražov, J., BaRić, B., & Dutto, M. (2009). Fauna of the Cetoniid beetles (Coleoptera: Cetoniidae) and their damages on peach fruits in orchards of Northern Dalmatia, Croatia. Entomologia Croatica, 13(2), 7-20.
33. Schmera, D., Tóth, M., Subchev, M., Sredkov, I., Szarukán, I., Jermy, T., & Szentesi, A. (2004). Importance of visual and chemical cues in the development of an attractant trap for Epicometis (Tropinota) hirta Poda (Coleoptera: Scarabaeidae). Crop Protection, 23(10), 939-944.
34. Shan, S., Wang, W., Song, C., Wang, M., Sun, B., Li, Y., Fu, Y., Gu, X., Ruan, W., & Rasmann, S. (2019). The symbiotic bacteria Alcaligenes faecalis of the entomopathogenic nematodes Oscheius spp. exhibit potential biocontrol of plant- and entomopathogenic fungi. Microbial Biotechnology, 12(3), 459-471.
35. Stock, S. P. (2009). Field Manual of Techniques in Invertebrate Pathology. Journal of Economic Entomology, 102(4), 1726-1726. Stock, S. P., Kusakabe, A., & Orozco, R. A. (2017). Secondary metabolites produced by Heterorhabditis symbionts and their application in agriculture: what we know and what to do next. Journal of Nematology, 49(4), 373-83.
36. Tezcan, S., & Pehlivan, E. (2001). Evaluation of the Lucanoidea and Scarabaeoidea (Coleoptera) fauna of ecological cherry orchards in İzmir and Manisa provinces of Turkey. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 38(2-3), 31-37.
37. Toth, M., Klein, M. G., & Imrei, Z. (2003). Field screening for attractants of scarab (Coleoptera: Scarabaeidae) pests in Hungary. Acta Phytopathologica et Entomologica Hungarica, 38(3-4), 323-331.
38. Yaşar, B., Çeşme, İ., Baydar, M. S., Aysal, İ., & Yazır, A. B. (2013). Farklı mavi renkli huni tuzaklarının kiraz ağaçları çiçeklerinde beslenen baklazınnı [Epicometis hirta (Poda) (Coleoptera: Scarabaeidae)]’nın yakalanması üzerine etkisi. Türkiye Entomoloji Bülteni, 3(2), 99-105.
39. Yașar, B., & Uysal, O. (2013). Evaluation of the efficacy of different traps in capturing apple blossom beetle (Epicometis hirta (Poda) (Coleoptera: Scarabaeidae). Türkiye Entomoloji Dergisi, 37(2), 169-177.
40. Yuksel, E., & Canhilal, R. (2018). Evaluation of local isolates of entomopathogenic nematodes for the management of black cutworm, Agrotis ipsilon Hufnagel (Lepidoptera: Noctuidae). Egyptian Journal of Biological Pest Control, 28(1), 82.
41. Yuksel, E., Canhilal, R., & Imren, M. (2019). Potential of four Turkish isolates of entomopathogenic nematodes against three major stored products insect pests. Journal of Stored Products Research, 83, 317-321.