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Method Article
Ganaspis brasiliensis- un parassitoide larvale di Drosophila suzukii (un parassita invasivo globale delle colture da frutto) - è stato approvato o è considerato per l'introduzione in Europa e negli Stati Uniti per il controllo biologico di questo parassita. Questo articolo fornisce protocolli per l'allevamento su piccola scala e su larga scala di questo parassitoide.
Originaria dell'Asia orientale, la drosophila ad ala maculata, Drosophila suzukii (Matsumura) (Ditteri: Drosophilidae), si è diffusa nelle Americhe, in Europa e in alcune parti dell'Africa nell'ultimo decennio, diventando un devastante parassita di vari frutti dalla pelle morbida nelle sue regioni invase. Il controllo biologico, in particolare per mezzo di parassitoidi auto-perpetuanti e specializzati, dovrebbe essere un'opzione praticabile per una gestione sostenibile a livello di area di questo parassita altamente mobile e polifago. Ganaspis brasiliensis Ihering (Hymenoptera: Figitidae) è un parassitoide larvale ampiamente distribuito in Asia orientale, ed è stato trovato per essere uno dei parassitoidi più efficaci di D. suzukii.
A seguito di rigorose valutazioni pre-introduzione della sua efficacia e dei potenziali rischi non bersaglio, uno dei gruppi genetici più specifici dell'ospite di questa specie (G1 G. brasiliensis) è stato recentemente approvato per l'introduzione e il rilascio sul campo negli Stati Uniti e in Italia. Un altro gruppo genetico (G3 G. brasiliensis), che è stato anche comunemente trovato per attaccare D. suzukii in Asia orientale, potrebbe essere considerato per l'introduzione nel prossimo futuro. Attualmente c'è un enorme interesse nell'allevamento di G. brasiliensis per la ricerca o nella produzione di massa per il rilascio sul campo contro D. suzukii. Questo protocollo e l'articolo video associato descrivono metodi di allevamento efficaci per questo parassitoide, sia su piccola scala per la ricerca che su larga scala per la produzione di massa e il rilascio sul campo. Questi metodi possono beneficiare di ulteriori ricerche a lungo termine e l'uso di questo parassitoide nativo asiatico come promettente agente di controllo biologico per questo parassita invasivo globale.
Originaria dell'Asia orientale, la drosophila ad ala maculata, Drosophila suzukii (Matsumura) (Ditteri: Drosophilidae), si è diffusa nelle Americhe, in Europa e in alcune parti dell'Africa 1,2. La mosca è estremamente polifaga, essendo in grado di utilizzare vari frutti coltivati e selvatici con pelli morbide e sottili nelle sue regioni native e invase 1,2,3. Le attuali strategie di gestione per questo parassita si basano fortemente sull'uso frequente di insetticidi che colpiscono le mosche adulte nei campi coltivati quando i frutti sensibili stanno maturando. Vengono spesso utilizzati spray ripetuti, probabilmente a causa della costante ricaduta di popolazioni di mosche da giacimento provenienti da habitat non coltivati e della mancanza di nemici naturali efficaci residenti nelle regioni invase 1,4. Il controllo biologico, in particolare per mezzo di parassitoidi specializzati che si auto-perpetuano, può aiutare a sopprimere le popolazioni di mosche a livello paesaggistico e svolgere un ruolo fondamentale per la gestione sostenibile a livello di area di questo parassita altamente mobile e polifago 4,5,6.
Negli ultimi dieci anni, i ricercatori hanno concentrato gli sforzi per scoprire parassitoidi co-evoluti di Drosophila suzukii negli areali nativi della mosca in Asia orientale 7,8,9, così come parassitoidi efficaci ma recentemente associati nelle regioni invase della mosca nelle Americhe e in Europa 4,5,6. Nelle regioni appena invase della mosca, i parassitoidi larvali Drosophila comunemente presenti, come Asobara c.f. tabida (Nees) (Hymenoptera: Braconidae), Leptopilina boulardi (Barbotin et al.), e L. heterotoma (Thompson) (Hymenoptera: Figitidae), non sono in grado di svilupparsi o avere bassi livelli di parassitismo su D. suzukii a causa della forte resistenza immunitaria della mosca10. Solo alcuni parassitoidi pupali cosmopoliti e generalisti come Pachycrepoideus vindemiae (Rondani) (Hymenoptera: Pteromalidae) e Trichopria drosophilae (Perkins) (Hymenoptera: Diapriidae) in Nord America e in Europa, e Trichopria anastrephae Lima in Sud America possono facilmente svilupparsi da questa mosca4. Al contrario, le esplorazioni in Asia orientale hanno scoperto un certo numero di parassitoidi larvali da D. suzukii 4,5,6. Tra questi, Asobara japonica Belokobylskij, Ganaspis brasiliensis Ihering e Leptopilina japonica Novković & Kimura sono i parassitoidi larvali dominanti 7,8,9,11. In particolare, i due figitidi (L. japonica e G. brasiliensis) erano i principali parassitoidi presenti prevalentemente nella frutta fresca infestata da D. suzukii e/o altri drosofilidi strettamente imparentati nella vegetazione naturale 7,8,9. Questi tre parassitoidi larvali asiatici sono stati importati in strutture di quarantena negli Stati Uniti e in Europa e valutati per la loro efficienza relativa 12,13,14,15,16,17, adattabilità climatica18, potenziali interazioni competitive interspecifiche 19 e, soprattutto, specificità dell'ospite 8,20,21 ,22.
Le valutazioni di quarantena hanno mostrato che Ganaspis brasiliensis era più specifico per l'ospite di Drosophila suzukii rispetto ad altri parassitoidi larvali asiatici testati, sebbene probabilmente consiste di diversi biotipi o specie criptiche con specificità dell'ospite variabile 8,21,22,23,24. Nomano et al.22 hanno raggruppato individui Ganaspis provenienti da diverse regioni geografiche in cinque gruppi genetici (denominati G1-G5) sulla base di analisi molecolari del frammento del gene della citocromo ossidasi I mitocondriale. I gruppi G2 e G4 sono segnalati solo da alcune località tropicali dell'Asia meridionale, e il gruppo G5 è stato segnalato dall'Asia e da altre regioni (ad esempio, Argentina, Brasile, Hawaii e Messico) da ospiti sconosciuti (Buffington, osservazione personale). Collezioni sul campo di frutti selvatici infestati da D. suzukii in Corea del Sud7, Cina8 e Giappone 9,23,25 hanno trovato G1 da solo o una miscela di esemplari che rappresentano i gruppi G1 e G3. I due gruppi sembrano essere simpatrici e coesistono sulle stesse piante ospiti abitate da D. suzukii e altre mosche ospiti strettamente correlate. Tuttavia, sono state osservate alcune differenze tra i due gruppi, con G1 che sembra avere un grado più elevato di specificità dell'habitat ospite o ospite rispetto a G3, sebbene entrambi attacchino un certo numero di specie strettamente correlate nei test di quarantena21,22. Ulteriori analisi molecolari dettagliate possono aiutare a determinare lo stato delle specie, in particolare per i gruppi G1 e G3. Questo studio si riferisce a loro come G1 G. brasiliensis e G3 G. brasiliensis. Alcuni primi studi hanno anche chiamato il G1 G. brasiliensis come G. cf. brasiliensis 14,21,22. Il G1 G. brasiliensis è stato recentemente approvato per il rilascio sul campo contro D. suzukii negli Stati Uniti e in Italia (diversi altri paesi europei stanno attualmente considerando la sua introduzione), mentre il G3 G. brasiliensis potrebbe essere considerato per il rilascio sul campo nel prossimo futuro. Recenti indagini hanno anche trovato popolazioni avventive di L. japonica e G1 G. brasiliensis nella Columbia Britannica, Canada26, e nello Stato di Washington, USA (Beers et al., dati non pubblicati), e popolazioni avventive di L. japonica nella provincia di Trento, Italia27.
Dato il significativo interesse per lo sviluppo di programmi di controllo biologico per la gestione della Drosophila suzukii e il sostanziale potenziale di controllo biologico delle introduzioni avventive e deliberate di Ganaspis brasiliensis, vi è la necessità di sviluppare metodi di allevamento efficienti per questo parassitoide larvale per future ricerche a lungo termine e / o rilascio sul campo. Questo protocollo e l'articolo video associato descrivono due serie di metodi di allevamento per questo parassitoide: (1) allevamento di laboratorio su piccola scala in palloni utilizzando una miscela di frutta ospite (mirtillo) e dieta artificiale per la coltura di D. suzukii. I metodi sono stati sviluppati utilizzando materiale G3 originariamente raccolto da Kunming, Cina8. (2) Allevamento di massa per il rilascio in campo in grandi gabbie utilizzando frutta ospite (mirtillo) per la coltura di D. suzukii. Il gruppo genetico utilizzato per l'allevamento su larga scala era lo stock G1 originario di Tokyo, in Giappone 9,22. Altre scale di metodi di allevamento, come l'uso di fiale o piccoli contenitori per entrambi i gruppi, sono anche brevemente discusse.
1. Metodi per l'allevamento in laboratorio su piccola scala di G3 Ganaspis brasiliensis
2. Metodi per l'allevamento su larga scala di G1 Ganaspis brasiliensis
La Figura 4 mostra i risultati rappresentativi dell'allevamento in laboratorio su piccola scala di G3 Ganaspis brasiliensis utilizzando due diverse densità parassitoidi (sei o 10 coppie) e due diversi tempi di esposizione (5 o 10 giorni) presso la struttura di quarantena dell'USDA-ARS Beneficial Insects Introduction Unit (Newark, Delaware). Ci sono state 14 repliche per ogni combinazione di densità parassitoide e tempo di esposizione. In totale, i 64 palloni hanno prodotto 4.018 v...
La ricerca a lungo termine e le successive emissioni sul campo di un agente di controllo biologico dipendono dalla disponibilità di tecniche di allevamento efficaci ed economiche. I metodi descritti in questo studio hanno dimostrato di essere protocolli efficienti sia per l'allevamento su piccola scala che su larga scala di Ganaspis brasiliensis. Il protocollo di allevamento su piccola scala è stato sviluppato nel corso di diversi anni per ottimizzare la quantità di manodopera e ridurre le attrezzature specia...
Gli autori non hanno conflitti di interesse da divulgare.
Gli autori ringraziano Lukas Seehausen e Marc Kenis (CABI, Svizzera) per aver gentilmente fornito G1 G. brasiliensis. I finanziamenti in Italia sono stati forniti dalla Provincia Autonoma di Trento, Trento, Italia, e negli Stati Uniti dal National Institute of Food and Agriculture, dal premio USDA Specialty Crops Research Initiative (# 2020-5118-32140), dall'USDA Animal and Plant Health Inspection Service (Farm Bill, fondo 14-8130-0463) e dai fondi di base USDA ARS CRIS (progetto 8010-22000-033-00D). L'USDA è un fornitore di pari opportunità e datore di lavoro e non approva i prodotti menzionati in questa pubblicazione.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Active dry yeast | Fleischmanns Yeast, Cincinatti, OH, USA | None | Used to cover fruit to reduce mold growth and enhance the frui attraction to the flies |
Bacteriological agar | Merk Life Science S.r.l., Milan, Italy | A1296 - 5KG | Used to prepare the Standard Drosophila Medium |
Bleach solution | Clorox Company, Oakland, CA, USA | None | Used to disinfect flesh fruit |
Blue stopper | Azer Scientific, Morgantown, PA, USA | ES3837 | Used for sealing the tube while allowing ventilation for insects |
Blueberries | Grocery Store, Newark, DE, USA | None | Provided as host fruit for the flies (various other fruit can also be used) |
BugDorm insect rearing cage (W24.5 x D24.5 x H63.0 cm) | Mega View Science Co. Ltd., Taichung, Taiwan | 4E3030 | Used for rearing parasitoids (parasitism cage) |
BugDorm insect rearing cage (W32.5 x D32.5 x H32.5 cm) | Mega View Science Co. Ltd., Taichung, Taiwan | 4E4590 | Used for rearing flies |
BugDorm insect rearing cage (W32.5 x D32.5 x H32.5 cm) | Mega View Science Co. Ltd., Taichung, Taiwan | 4E4545 | Used for rearing parasitoids (eclosion cage) |
Chicken wire (0.64 cm, 19 gauge) | Everbilt, OH, USA | 308231EB | Used to lift up the fruit to allow maximum parasitoid oviposition |
Cornmeal | Grocery Store, Trento, TN, Italy | None | Used to prepare the Standard Drosophila Medium |
Dental cotton roll (1 x 3.8 cm) | Gima S.p.A., Gessate, MI, Italy | 35000 | Used for providing water to the parasitoids within the storage container |
Drosophila diet | Frontier Scientific, Newark, DE, USA | TF1003 | Custom diet used to rear flies |
Drosophila vial narrow, Polystirene (2.5 x 9.5 cm) | VWR International, LLC., Radnor, PA, US | 75813-160 | Used for providing water to the parasitoids within the cage |
Drosophila vial plugs, Cellulose acetate (2.5 cm) | VWR International, LLC., Radnor, PA, US | 89168-886 | Used for providing water to the parasitoids within the cage |
Erlenmeyer flask (250 mL) | Carolina Biological, Burlington, NC, USA | 731029 | Used for rearing flies and parasitoids |
Falcon-style centrifuge tube (50 mL) | VWR International, LLC., Radnor, PA, US | VWRI525-0611 | Modified to ship adult parasitoids |
Foam stopper | Jaece Industries, North Tanawanda, NY, USA | L800-C | Used for sealing the flasks while allowing ventilation for insects |
Honey | Grocery Store, Newark, DE, USA | None | Provided as food for parasitoids |
Identi-Plug plastic foam stopper | Fisher Scientific Company, L.L.C., Pittsburg, PA, US | 14-127-40E | Used as feeder for parasitoids and to seal the storage container |
Industrial paper towel | Grocery Store, Newark, DE, USA | None | Provided as a pupation substrate for pupae and mitigated moisture |
Micron mesh fabric (250 mL) | Industrial Netting, Maple Grove, MN, USA | WN0250-72 | Used to make ventilation lid for insects |
Nutritional yeast (flakes) | Grocery Store, Trento, TN, Italy | None | Used to prepare the Standard Drosophila Medium |
Paper coaster (10.2 cm) | Hoffmaster, WI, USA | 35NG26 | Porvided as pupation substrate for flies and parsitized pupae |
Plastic cup (Ø 13.3 cm, 800 mL) | Berry Superfos, Taastrup, Denmark | Unipak 5134 | Modified to store adult parasitoids |
Plastic lid (Ø 13.3 cm) | Berry Superfos, Taastrup, Denmark | PP 2830 | Modified to store adult parasitoids |
Propionic acid | Merk Life Science S.r.l., Milan, Italy | P1386 - 1L | Used to prepare the Standard Drosophila Medium |
Saccharose | Grocery Store, Trento, TN, Italy | None | Used to prepare the Standard Drosophila Medium |
Soup cup with lid (475 mL) | StackMan, Vietnam | DC1648 | Used for parasitized larvae to pupate |
Soybean flour | Grocery Store, Trento, TN, Italy | None | Used to prepare the Standard Drosophila Medium |
White felt washer (0.64 cm thick, 5 mm ID x 20 mm OD) | Quiklok, Lincoln, NH, US | WFW/.25 x 5 x 20 mm | Used as feeding ring for parasitoids |
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