FF IPM – Fruit Flies In-silico

Klimaerwärmung: Neue Fruchtfliegenarten bedrohen Obstbestände

Im Mittelpunkt des Projektes 'FF IPM' ('In-silico boosted, pest prevention and off-season focused IPM against new and emerging fruit flies') stehen drei eingewanderte Fruchtfliegenarten mit breitem Wirtpflanzenspektrum (Pfirsiche, Mandarinen und Mangos, Guave, Orangen und andere Zitrusfrüchte), die eine unmittelbare Bedrohung für die europäische Frischobstproduktion darstellen. Die Verbreitung der Schaderreger erfolgt einerseits über natürliche Migration in neue, klimatisch geeignete Gebiete sowie über den Transport von befallenen Früchten durch Handel und Tourismus.

Im Vorfeld des Forschungsprojekts 'FF IPM' wurde festgestellt, dass alle drei Fruchtfliegenarten bereits auf mehreren Kontinenten vertreten sind:

• Mittelmeerfruchtfliege (Ceratitis capitata)
• Orientalische Fruchtfliege (Bactrocera dorsalis)
• Pfirsichfruchtfliege (Bactrocera zonata) 

Das Risiko, Schadorganismen in Europa und in weiterer Folge nach Österreich einzuschleppen, hat sich in den letzten Jahrzehnten durch den zunehmend weltweiten Handel und rasche Transporte sowie die Auswirkungen der Klimaänderung erhöht und wird weiter zunehmen. 

Um die Einschleppung gefährlicher Schadorganismen, wie z.B. Insekten, Pflanzenbakterien- oder -viren aus Drittländern auf dem Handelswege in die EU zu verhindern, unterliegen Pflanzen und bestimmte pflanzliche Erzeugnisse einerseits bei der Einfuhr in das Zollgebiet der Europäischen Union einer pflanzengesundheitlichen Kontrolle. Die Klimaerwärmung begünstigt darüber hinaus die Etablierung nicht heimischer Schädlinge meridional-subtropischer Herkunft in Österreich. Zur Entwicklung einer verbesserten, zuverlässigen und effizienten europäischen Überwachungs- und Kontrollstrategie für diese Pflanzenschädlinge sind entsprechende transnationale, koordinierte Forschungs- und Entwicklungsarbeiten notwendig.

Zu diesem Zweck werden im Rahmen des Projekts 'FF IPM' innovative Maßnahmen entwickelt, um

1. die Einschleppung infizierter Früchte zu verhindern
2. die Populationen bereits im Frühstadium der Invasion zu lokalisieren
3. biologische Kontroll- und Reaktionsstrategien, welchen Computer-Simulationen und Modellierungen zugrunde liegen, zu etablieren.

Mit der Entwicklung ganzheitlicher, wissensbasierter Ansätze und innovativer Maßnahmen im Pflanzenschutz, können Interessensvertretern aus der Obstproduktion und der verarbeitenden Industrie in die Lage versetzen werden, den drohenden Risiken durch invasive Fruchtfliegenarten dynamisch zu begegnen. Neben den bereits bekannten Wirtspflanzen Pfirsich, Mandarine, Mango,  Guave, Orange und andere Zitrusfrüchte, würden in Österreich eine Vielzahl von Wild- und Kulturpflanzen potentiell zur Verfügung stehen wie etwa Marille, Pflaume, Apfel, Birne sowie Tomate, Paprika und andere früchtetragende Pflanzenarten.

Es soll betroffenen Akteuren ermöglicht werden, ein lückenloses, dem Jahreszyklus angepasstes, lokales Fruchtfliegen-Management anzuwenden.

Im Rahmen des Projektes nützen die ExpertInnen von 'FF-IPM' bestehende Tools und Dienste zur Überwachung und Kontrolle von Schaderregern und betreiben computergestützte Simulationen zur Aufklärung von biochemischen Prozessen in lebenden Organismen ('in silico'). 'FF IPM' umfasst innovative Frühwarnsysteme und damit verbundene artspezifische Detektions- und Früherkennungsmethoden für alle Entwicklungsstadien der Schädlinge, bis hin zu Eindämmungs- und Eradikationsmaßnahmen im Rahmen von Integrierten Pflanzenschutzkonzepten in Europa.

Es werden innovative Präventionsinstrumente zum Aufspüren von mit Fruchtfliegen befallenen Früchten (e-Nose) sowie zur raschen Identifizierung von beanstandeten Importsendungen (Rapid-Molecular-Pest-ID-Tools) und Produktionsmitteln der verarbeitenden Industrie entwickelt.

Artspezifische e-Trapping-Systeme (Fangsysteme) werden für die drei Fruchtfliegenarten weiterentwickelt und durch neuartige Erkennungsstrategien auf Grundlage räumlicher Modellierung eingesetzt. "ON als auch OFF-Season"-Ansätze (während und außerhalb der Saison) des Integrierten Pflanzenschutzmanagements sowie unterschiedliche Detektionsstrategien werden in acht verschiedenen Ländern an ausgewählten Standorten auf ihre Wirksamkeit geprüft. Durchgeführt werden dabei Versuche zu den Themengebieten Überwinterungsdynamik, Verhalten unter Stressbedingungen, Etablierungs- und Verbreitungsmuster bei niedrigen Populationsdichten in Kombination mit räumlichen Populationsmodellen.

Die Ergebnisse des Projekts tragen dazu bei, die Faktoren, die im Zusammenhang mit dem Klimawandel zur Verbreitung biologischer nicht heimischer Schaderreger stehen, besser zu verstehen. Weiter unterstützen sie europäische Länder dabei, auf die Gefahren neuer, invasiver Fruchtfliegenarten für ihre Produktion und Vermarktung von frischem Obst und Gemüse vorzubereiten.

Spezifische Projekt-Ziele

1. Die Schaffung eines grundlegenden Paradigmenwechsels im integrierten Pflanzenschutz gegen Fruchtfliegen von Maßnahmen während der Saison (ON-Season) zu außerhalb der Saison (OFF-Season). 
2. Die Effizienzsteigerung von integrierten Pflanzenschutzmaßnahmen durch den Einsatz innovativer Simulations- und Modellierungsprogramme und die Entwicklung neuartiger Maßnahmen und Dienste. 
3. Ein verbessertes Management des phytosanitären Risikos aufgrund der Einschleppung von schädlichen Fruchtfliegenarten durch den Einsatz innovativer Präventions-, Erkennungs- und Diagnose-Maßnahmen sowie neuer Strategien und Dienste.  
4. Die Umsetzung der europäischen Pflanzengesundheitspolitik sowie die Bereitstellung von fachspezifischer Unterstützung für relevante lokale, regionale und europäische Pflanzengesundheitsbehörden.

Schwerpunkt AGES/Österreich

Das AGES 'FF-IPM' Team bearbeitet schwerpunktmäßig Fragestellungen

• zum Überwinterungspotential und zur Kältetoleranz ausgewählter Fruchtfliegenarten 
• zur Entwicklung von molekularen Nachweismethoden ausgewählter Fruchtfliegenarten 
• zur Testung von molekularen Nachweismethoden zur Nachverfolgbarkeit von Fruchtfliegen-Herkünften und zur Erfassung der saisonalen Furchtfliegen-Populationsdynamik 
• zur Testung von e-Trapping-Systemen 
• zur Entwicklung von Infrastruktur und Instrumenten zur Unterstützung der Entscheidungsfindung für Prävention und Pflanzenschutzmaßnahmen 
• zu Vorteilen und Machbarkeit der neu entwickelten Fruchtfliegen-Bekämpfungsstrategie im Einklang mit bestehenden Rechtsnormen

Z.T. erfolgt bei den diagnostischen Fragestellungen eine Kooperation mit dem Euphresco-Netzwerk.

‚FF IPM‘ – Fruit Flies In silico ist ein Projekt von H2020-EU.3.2.1.1. - Increasing production efficiency and coping with climate change, while ensuring sustainability and resilience (Topic  SFS-05-2018-2019-2020 - New and emerging risks to plant health).

• Panepistimio Thessalias (Griechenland)
• Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (Österreich)
• Benaki Phytopathological Institute (Griechenland)
• The Agricultural Research Organisation of Israel - The Volcani Centre (Israel)
• Musee Royal de l'Afrique Centrale (Belgien)
• Insilico-IPM Slawomir Lux (Polen)
• PCA Technologies SRL (Italien)
• Sveučilište u Splitu (Kroatien)
• Universitat Jaume de Castellon (Spanien)
• e-nema Gesellschaft für Biotechnologie und Biologischen Pflanzenschutz mbH (Deutschland)
• Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement – C.I.R.A.D. EPIC (Frankreich)
• Instituto Universitário de Lisboa (Portugal)
• Università degli Studi del Molise (Italien)
• Anecoop Sociedad Cooperativa (Spanien)
• R&DO LIMITED (Zypern)
• Szyniszewska Anna (Polen)
• Stellenbosch University (Süd-Afrika)
• Citrus research International (Süd-Afrika)
• Commonwealth scientific and industrial research organisation (Australien)
• China agricultural University (China)
• The regents of the University of California (Vereinigte Staaten von Amerika)