Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5...

43
Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia Oleg Kulinich All-Russian Center of Plant Quarantine, Pogranichnay str. 32, Bykovo, 140150, Russia. email: [email protected] 2015

Transcript of Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5...

Page 1: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia

Oleg Kulinich

All-Russian Center of Plant Quarantine, Pogranichnay str. 32, Bykovo, 140150, Russia.

email: [email protected]

2015

Page 2: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

THE WOOD RESERVE IN RUSSIAN AREA (M3 / HECTARE)

About 20 species of forest pests were introduced in Russia for last 15 years.

Page 3: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

In 2006, the Box Tree Moth Cydalima perspectalis was first detected in Germany. Since then, the pest has been spreading throughout Europe. Currently, it is known to occur in Germany, France, Switzerland, Great Britain, Belgium, Austria, Italy, Hungary, Slovenia, Turkey and Georgia.

The Box Tree Moth, Cydalima perspectalis

Page 4: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

The Box Tree Moth, Cydalima perspectalis

The pest was introduced into Russian Sochi area with circular-shaped European box, Buxus sempervirens L. from Italy in 2012. On September 22, 2012, larvae of the moth were first detected on the European box in a nursery used for temporary storage of plants for planting intended for landscape gardening in the main Olympic Village. 3rd generation of Cydalima

perspectalis (Sochi, 22.10.2013 г.)

Page 5: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

The Box Tree Moth, Cydalima perspectalis

By the time of detection, the larvae had already significantly damaged several Buxus plants. The infested plants were treated with “Aktellik”. The treatment did not eliminate all the larvae which lead to further spread of Cydalima perspectalis onto urban plantings.

European box affected by the box tree moth (Sochi)

Page 6: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

The Box Tree Moth, Cydalima perspectalis

Initial observations in Sochi region show that the pest produces 2-4 generations per year.

Cydalima perspectalis , 3rd

larva stage

Page 7: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

In the Black Sea coastal region of the Caucasus, the moth may pose a serious threat to natural relic forest stands of Buxus colchica. Defoliation of Buxus

colchica caused by Cylindrocladium buxicola. Guamskoe Valley rocks

(October, 2013)

Page 8: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

The Box Tree Moth, Cydalima perspectalis

Yew and boxwood grove, Sochi (Buxus colchica), 2015

Page 9: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

WELCOME TO SOCHI

Page 10: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

From 2007-2011, the following species were recorded in the Krasnodar Territory, the most southern region of Russia:

Gall midge, Obolodiplosis robiniae; East Asian elm sawfly, Aproceros leucopoda; Locust digitate leaf miner, Parectopa robinella; Locust leaf miner, Phyllonorycter robiniella. Latid planthopper, Metcalfa pruinosa;

Page 11: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

East Asian elm sawfly Aproceros leucopoda Takeuchi, 1939

Gall midge Obolodiplosis robiniae (Haldeman, 1847);

Phyllonorycter robiniella (Clemens, 1859) and Parectopa robiniella Clemens, 1863

Page 12: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Aproceros leucopoda (Takeuchi, 1939) The most important of

these introductions affects Ulmus pumila

plantations where outbreak populations of

the East Asian elm sawfly, Aproceros

leucopoda (Takeuchi) has caused extensive defoliation of forest shelter belts along

highways and railroads leading to the southern portions of European

Russia.

Page 13: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Aproceros leucopoda (Takeuchi, 1939)

•Tree defoliation of Ulmus pumila along

the federal highways and

railroads leading to southern Russian

Page 14: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

The flatid planthopper, Metcalfa pruinosa (Say, 1830)

The flatid planthopper,Metcalfa pruinosa (Say) is a

widespread pest in both South and North America. It was first recorded in Russia the Krasnodar Territory in 2009. The first reported

outbreaks of this insect were in forest plantations in 2010.

Page 15: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

The flatid planthopper, Metcalfa pruinosa (Say)

From 2010 through 2011 the north-south infested range of this insectexpanded in the Krasnodar Territoryabout 150 km and east to west over 10km. This polyphagous species causesinjury on many woody and herbaceousplants including: vines, bastard acacias,apple trees, elms, willows and corn. Insouthern cities within the KrasnodarTerritory it was recorded on ash, maple,blackberry, cherry plum, vines androses.

Page 16: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Sochi Red palm weevil

Page 17: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Rhynchophorus ferrugineus

Page 18: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Rhynchophorus ferrugineus

Portugal, Estoril (2014) Russia, Sochi

Page 19: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

a marked pathogenicity when they invade new regions of the country.

Two species in particular are considered important forests pests and include a bark-beetle, Polygraphus proximus and a wood borer,Emerald ash borer,Agrilus planipennis.

Page 20: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Polygraphus proximus Blandford

The native distribution of Polygraphus proximus(Blandford) is the Russian Far East. Recently significant damage caused by this forest pest on Abies balsamea has been observed in Krasnoyarsk Territory. However, damage caused by this bark beetle species has also been recorded in other Russia regions as well.

Page 21: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Polygraphus proximus Blandford: new invasive species

Distribution:

Southern part of the Russian Far East,

Japan and North China.

Host plants:

Abies and other conifers,

including Pinus koraiensis

Page 22: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Distribution of P. proximus in Russia (EPPO)

Page 23: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Polygraphus proximus

It entered EuropeanRussia where itintensively attacksAbies sibirica, A.balsamea, Picеa abiesin Europen Russia(Moscow region) andA. sibirica in CentralSiberia (KrasnoyarskTerritory)

Page 24: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Emerald Ash Borer Agrilus planipennis:Geographical distribution (EPPO)

Page 25: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Emerald Ash Borer Agrilus planipennis

Geographical distribution:

Asia: North-eastern China, Japan, the Republic of Korea, Mongolia, Russia (Far East) and Taiwan

Russia (Russian Far East, introduced to Moscow area)

North America: Introduced to Canada and the USA

Page 26: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Emerald Ash Borer (EAB) Agrilus planipennisFairmaire

This species is supposed to have been introduced to Moscow area from China with packing material.

Page 27: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Emerald ash borer Agrilus

planipennis

.EAB’s preferred hosts are North

American species of Fraxinus which are frequently included

in city gardening design projects.

Page 28: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Emerald Ash BorerAgrilus planipennis

EAB attacks only Fraxinus pennsilvanica, F.americana andF. excelsior ash trees in the parks and forest belt along roads and railways in Moscow region.

Page 29: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Emerald Ash Borer Agrilusplanipennis

Areas of possible spread of the EAB in Russia (in yellow).Outbreak (in red). Natural spread (in green).

Page 30: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

The Pine Wood Nematode

If the PWN were introduced into the country, and became widespread there, it is estimated that annual costs could range from 1.3 to 3.7 billion US dollars a year. Similar damage will also be true for Europe in the case of PWN spread and lack of control.

Pine wilt disease (PWD), caused by the pinewood nematode (PWN) Bursaphelenchus xylophilus,has severely damaged susceptible conifers in Asian and European forests.

Page 31: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь
Page 32: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь
Page 33: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Places of survey (2010-2015) and founding of Bursaphelenchus mucronatus in Russia

Page 34: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Main goal

What factors affect to pathogenicity of B. xylophilus and B. mucronatusand

can B. mucronatus populations induce pine wilt disease, such as occurs for B. xylophilus?

Page 35: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Main goal

What factors affect to pathogenicity of B.xylophilus and B. mucronatus and can B.mucronatus populations induce pine wilt disease, i.e. as occurs for B.xylophilus?

The most likely factors affectingB.xylophilus pathogenicity include: biological characters of the nematode species, and host plant and climate.

Page 36: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Resent research (2000-2010) that has been done in China and South Korea showed that the Pine Wilt Disease of conifers are induced by complex of pathogenic bacteria and the PWN that the nematode carries (Zhao et al., 2009; Kwon et al., 2010; Wu et al. 2013 and others).

Page 37: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Бактерии-доминанты в проявлениях вилта в регионах мира

Pseudomonas fluorescens

Burkholderia arboris

Bacillus spp.

Page 38: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Twenty species of bacteria belonging to nine families and 9 genus were isolated from the nematodes and identifiedBacteria associated with wood-inhabiting Bursaphelenchusmucronatus nematodes

Page 39: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Бактерии-симбионты нематод Bursaphelenchus mucronatusBacteria associated with wood-inhabiting Bursaphelenchus mucronatus nematodes

Twenty species of bacteria belonging to nine families Enterobacteriacea, Xanthomonadaceae, Pseudomonadaceae, Burkholderiaceae, Rhizobiaceae, Nocardiaceae, Flavobacteriaceae, Bacillaceae, Paenibacillaceae were isolated from the nematodes and identified.

Из 24 изолятов нематод B.mucronatus выделено 20 видов бактерий относящихся к 5 классам и 9 семействам.

Наиболее часто встречались бактерии рода Pseudomonas (44%). Идентифицировано 5 видов бактерий этого рода.

Page 40: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Associated bacteria were studied in the dauerlarva stage of B. mucronatusnematodes isolated from the longhorn beetle Monochamus urussovi Fisch. Here too Pseudomonas fluorescens species were extracted from this larva stage of B. mucronatus .

Page 41: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

На значительной части территории средняя июльская температура составляет 20 С и выше.

There are large areas within Russia where the mean July temperature higher exceeds 20 C.

Page 42: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь

Thus, we can make an assumption that in 2010, B.mucronatus nematodes and symbiotic bacteria of P. fluorescens caused the death of some pine forests in areas where the mean air temperature in European Russia was 26.4 С in June and 25.5С in August.

Сравнительные графики средней температуры воздуха на территории Воронежской области за 2010 г. и за период 2001-2012 гг.

18,7

7,7

1,6

22,5

6,3

-3,1-4,1

14,6

20,8

22

15,7

9

-0,1

-6,7-5,5

5,3

14,8

25,526,4

17,6

9,5

-0,7

-5,8

-14,6

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30t, 0C

2001-2012 гг. -5,5 -6,7 -0,1 9 15,7 18,7 22 20,8 14,6 7,7 1,6 -4,1

2010 г. -14,6 -5,8 -0,7 9,5 17,6 22,5 26,4 25,5 14,8 5,3 6,3 -3,1

Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь

Page 43: Recent Research on Quarantine Forest Pests in Russia...2010 г. -14,6-5,8 -0,7 9,5 17,622,5 26,425,514,8 5,3 6,3 -3,1 Январь Февраль Март Апрель Май Июнь