Sviluppo di strategie innovative per il controllo sostenibile di coleotteri xilomicetofagi invasivi del genere Xylosandrus

The intensifying commercial and social globalization is creating unprecedented opportunities for the movement of arthropod species from their native area to new ones all around the world. At the same time, the globally occurring climate change favor an increasing trend of non-native species arrival, establishment, and spread. In such a context, biological invasions by non-native organisms represent a serious threat to food security, ecosystem biodiversity and sustainable economies. There are various economically relevant alien insect pests causing serious impact in different agricultural, urban, ornamental and forest contexts. An important example is represented by the invasive Xylosandrus ambrosia beetles (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae). However, little is documented about effective management strategies targeting this group of fungus-farming insects. Within this framework, the multidisciplinary research activities of the present thesis are focused on: (i) the review of current knowledge on the bio-ecology of these pests and of the available management tools; (ii) the potential of various mycoparasitic Trichoderma fungi and antagonistic Bacillus bacteria to alter ambrosia beetle microbiome by suppressing fungal mutualists; (iii) the potential of native European ants as natural enemies of the exotic X. compactus and their effects on host colonization and beetle reproductive success; (iv) the estimation of baseline toxicity by biopesticides and conventional synthetic insecticides (with different MoAs and origins) against X. compactus; (v) the potential of some plant essential oils to alter beetle orientation behavior, acting as repellents; (vi) the role of volatile organic compounds released by beetle mutualistic fungi in mediating host-tree selection by X. germanus dispersal females. Overall, the obtained results provide new relevant insights toward the development of innovative and sustainable management strategies targeting economically relevant non-native Xylosandrus ambrosia beetles.

L'intensificarsi della globalizzazione crea opportunità senza precedenti per lo spostamento di artropodi invasivi dalle aree di origine a nuovi territori. Allo stesso tempo, i cambiamenti climatici in atto a livello globale favoriscono l'arrivo, all'insediamento e la diffusione di specie non autoctone. In questo contesto, le invasioni biologiche da parte di specie esotiche rappresentano una seria minaccia per la disponibilità di cibo, la biodiversità degli ecosistemi e le economie sostenibili. Esistono vari esempi di insetti alieni, economicamente rilevanti, che stanno causando gravi impatti in diversi contesti agricoli, urbani, vivaistico-ornamentali e forestali, tra cui i coleotteri xilomicetofagi invasivi del genere Xylosandrus (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae). Tuttavia, poco è noto circa potenziali mezzi di controllo efficaci nei confronti di questo gruppo di insetti fitofagi. In questo contesto, le attività di ricerca multidisciplinari della presente tesi riguardano: (i) la revisione delle attuali conoscenze sulla bio-ecologia di questi fitofagi, nonché di quelle relative agli strategie di controllo già disponibili; (ii) il potenziale di vari funghi micoparassiti del genere Trichoderma e batteri antagonisti del genere Bacillus nell'alterare le relazioni mutualistiche di questi coleotteri; (iii) il potenziale di alcune formiche native europee come nemici naturali della specie esotica X. compactus; (iv) la valutazione della tossicità di base di bioinsetticidi e di sintesi (con diverso MoA e origine) nei confronti di X. compactus; (v) il potenziale degli oli essenziali di Rosmarinus officinalis cv verbenone e Carlina acaulis nell’alterare l’orientamento di questi coleotteri, agendo come repellenti; (vi) il ruolo di composti organici volatili rilasciati dai funghi mutualistici sull’orientamento e la selezione delle piante ospiti da parte delle femmine disperdenti di X. germanus. Nel complesso, i risultati ottenuti forniscono nuove rilevanti basi per lo sviluppo di strategie di controllo innovative e sostenibili rivolte ai coleotteri non autoctoni del genere Xylosandrus.