Vorkommen und Verbreitung von Insektizidresistenzen bei Fliegen (Musca domestica) in Milchviehbetrieben im Bundesland Brandenburg, Deutschland

Abstract

Die Bekämpfung von Stallfliegen findet heute überwiegend mit Insektiziden statt. Die hohe Vermehrungsrate der Insekten kann unter Einsatz von Insektiziden innerhalb weniger Generationen zu Insektizidresistenzen führen. Untersuchungen über das Vorkommen und die Verbreitung von Insektizidresistenzen bei Stallfliegen wurden in den letzten Jahren bis auf wenige Ausnahmen weder im Bundesland Brandenburg noch in anderen Bundesländern durchgeführt. Ziel der Arbeit war es, Vorkommen und Verbreitung von Insektizidresistenzen in der Region Brandenburg zu dokumentieren, um den Betrieben eine individuelle und wirksame Beratung hinsichtlich zukünftiger Fliegenbekämpfung geben zu können. Zusätzlich wurde ein kürzlich entwickeltes Testverfahren (FlyBox®) auf seine Eignung als mobiler „Schnelltest“ für Resistenzen geprüft. Von Juni bis November 2008 wurden auf 60 Milchviehbeständen im Bundesland Brandenburg Fliegen (Musca domestica L.) gefangen und auf ihre Insektizidempfindlichkeit getestet. Zunächst wurden in einem ersten Untersuchungsabschnitt die Wirkstoffe Deltamethrin mit der FlyBox® und Thiamethoxam, Imidacloprid und Spinosad im Fütterungstest auf den Betrieben vor Ort getestet. In einem zweiten Untersuchungsabschnitt wurden Fliegenpopulationen von 15 auffälligen Betrieben bezüglich Insektizidresistenzen im Labor nachgezüchtet, um ihre Empfindlichkeit unter kontrollierten Bedingungen in weiteren Versuchen mit etablierten Verfahren und einer Auswahl vorher nicht eingesetzter Wirkstoffe untersuchen zu können. Bei diesen Evaluierungen kamen als weiteres Pyrethroid topikal appliziertes λ-Cyhalothrin, Imidacloprid und Thiamethoxam im modifizierten Fütterungsversuch sowie die Larvizide Cyromazin und Triflumuron zum Einsatz. Die Expositionszeit im Fütterungstest im Labor wurde gegenüber dem Feldversuch von einer Stunde auf 48 Stunden Dauerexposition erhöht, um eine Aufnahme des Wirkstoffes zu garantieren. 52 von 60 im Feldversuch getesteten Fliegenstämmen (86,7%) waren resistent gegenüber Deltamethrin, 6 Stämme (10%) sind als verdächtig einzustufen und lediglich 2 Stämme (3,3%) als sensibel zu bewerten. Spinosad zeigte im Fütterungstest bei allen Stämmen 100%ige Wirksamkeit. Gegenüber Thiamethoxam zeigten sich ebenfalls keine Resistenzen. Nur 9 von 60 Stämmen (15%) waren verdächtig. Die übrigen 51 Stämme (85%) sind als sensibel anzusehen. 9 von 60 Stämmen (15%) zeigten gegenüber Imidacloprid Resistenzen. 42 (70%) sind als verdächtig zu bewerten. Nur 9 Stämme (15%) sind sensibel gegenüber Imidacloprid. Die Untersuchungen der auffälligen Betriebe hinsichtlich der Resistenzen vor Ort zeigten, dass Thiamethoxam nach 48 Stunden bei allen 15 Stämmen wirksam war. Bei Imidacloprid zeigten sich 9 der 15 Stämme (60%) als verdächtig. 6 Stämme (40%) reagierten sensibel auf Imidacloprid. Während die topikale Applikation von λ -Cyhalothrin beim sensiblen WHOStamm schon bei der Discriminating Dose (DD) (2,5 ng a.i./Fliege) zu 100% Mortalität führte, betrug die maximale Mortalität 27% bei einer der nachgezüchteten 15 Populationen. Alle 15 Stämme waren bei der DD resistent gegenüber λ- Cyhalothrin. Die larvizide Wirkung von Cyromazin zeigte nach Einsatz der DD (0,75ppm) bei 12 von 15 Populationen (80%) volle Wirksamkeit. Nur 3 Stämme (20%) waren als verdächtig anzusehen. Triflumuron-Resistenzen wurden bei 2 Stämmen (13,3%) (PM9 und MOL2) festgestellt, 6 (40%) waren als verdächtig einzustufen und nur 7 Stämme (46,7%) sind als sensibel zu werten. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Pyrethroidresistenzen in Milchviehbetrieben im Bundesland Brandenburg weit verbreitet sind und diese Wirkstoffklasse für den weiteren Einsatz nicht zu empfehlen ist. Andere Wirkstoffklassen wie Neonicotinoide und die Klasse der Insektenwachstumsregulatoren zeigen in den meisten Fällen noch gute Wirksamkeit, Resistenzen sind aber auch hier schon vorhanden. Spinosad erwies sich als hochpotenter Wirkstoff gegen Fliegen. Aufklärungsbedarf zum Thema Fliegenbekämpfung und Insektizideinsatz bei den Betrieben besteht und ist dringend nötig, um Resistenzentwicklungen zu verhindern bzw. zu verlangsamen. Das Ziel weiterer Untersuchungen sollte sein, bundesweit flächendeckende Untersuchungen auf Betrieben durchzuführen, um so den Status der Resistenzen überblicken zu können und entsprechende Bekämpfungsprogramme an die jeweilige Situation individuell anpassen zu können.

Insecticides constitute the mainstay for controlling nuisance insects, including house flies. The high reproductive rate of house flies facilitates resistance development within a few generations when insecticides are applied in a non-strategic manner. Knowledge about the occurrence and distribution of insecticide resistance in houseflies is actually scarce; there have been only a few and limited surveys to assess the presence of insecticide resistance in Germany. The purpose of this study was to evaluate the occurrence and distribution of insecticide resistance in the region of Brandenburg/Germany with the objective of designing best-bet strategic approaches for the control of nuisance insects. The recently developed FlyBox® method was validated as a simple, reliable test for assessing insecticide resistance against pyrethroids. Therefore, houseflies (Musca domestica) were caught on 60 dairy farms in Brandenburg/Germany to evaluate their susceptibility to insecticides between June and November 2008. In an on-farm cross-sectional survey the susceptibility of Musca domestica to deltamethrin (100mg/m2) was assessed with the FlyBox® method. Additionally, the efficacy of thiamethoxam, imidacloprid and spinosad was investigated in non-choice feeding-tests. Following the results of the preliminary on-farm cross-sectional survey fly populations from 15 farms with a reduced susceptibility, which had been detected during the rapid on-farm assessment were caught and bred in the laboratory. The susceptibility of the resulting offspring was tested with established methods under controlled conditions. The toxicity of λ-cyhalothrin was assessed by topical application and varying concentrations. Thiamethoxam and imidacloprid were tested with modified feeding-tests, and the insect growth regulators cyromazine and triflumuron were evaluated with larvicide tests. Instead of one hour exposure during the non-choice feeding-test the test insects were exposed for 48 hours with thiamethoxam und imidacloprid. On-farm assays: The on-farm surveys revealed that 52 of 60 tested strains (86,7%) were resistant to deltamethrin, 6 strains (10%) were classified as suspicious, and merely 2 strains (3,3%) were considered being sensitive. Exposure to spinosad lead to 100% mortality of all strains. There was no resistance to thiamethoxam according to WHO definition. Only 9 of 60 strains (15%) showed a decrease in susceptibility. The remaining 51 strains (85%) could be classified as sensitive. However, 9 out of 60 strains (15%) showed resistance to imidacloprid.Forty two (70%) were considered suspicious. Only 9 strains (15%) were found to be fully susceptible to imidacloprid. Laboratory assays: Almost 100% of all exposed Musca domestica were affected after 48 hours; hence, according to WHO definition the fly populations from the 15 farms were fully susceptible to thiamethoxam. Six strains from the 15 farms were still fully susceptible to imidacloprid contrasting with the remaining 9 strains which were thus classified suspicious. Topical application of λ-cyhalothrin caused 100% mortality in the WHO-strain at the discriminating dose (DD) (2,5 ng a.i./fly). None of the 15 strains displayed at the DD a mortality exceeding 27 %, leading to the conclusion that they were resistant to λ-cyhalothrin at the DD. The DD of cyromazine (0,75ppm) prevented development in 12 out of 15 strains; only 3 strains (20%) were suspicious. Triflumuron resistance was detected in 2 strains (13,3%) (PM9 and MOL2), 6 (40%) were suspicious and only 7 strains (46,7%) were rated sensitive. The results of the survey demonstrate a widespread resistance of Musca domestica to pyrethroids on dairy farms in the region of Brandenburg/Germany. Other classes of insecticides like neonicotinoids and insect growth regulators appear to be effective in most cases; nevertheless, resistance is already existent. Spinosad proved to be a highly effective active ingredient for the control of Musca domestica. There is an urgent need for knowledge transfer of how best to achieve control of insect pests in livestock husbandry systems. Best-bet strategies and continuous surveillance should greatly help to avoid or reduce the risk of insecticide resistance development. There is also an urgent need for an extension of insecticide resistance survey into other areas and in other livestock husbandry systems. The objective should be to adapt and to design appropriate management and pest control strategies for any given situation.