Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Ganaspis brasiliensis - личиночный паразитоид Drosophila suzukii (глобальный инвазивный вредитель плодовых культур) - был одобрен или рассматривается для интродукции в Европу и Соединенные Штаты для биологического контроля этого вредителя. В этой статье представлены протоколы как мелкомасштабного, так и крупномасштабного выращивания этого паразитоида.
Родом из Восточной Азии, пятнистая дрозофила, Drosophila suzukii (Matsumura) (Diptera: Drosophilidae), широко распространилась в Северной и Южной Америке, Европе и некоторых частях Африки за последнее десятилетие, став разрушительным вредителем различных мягкокожих фруктов в своих захваченных регионах. Ожидается, что биологический контроль, особенно с помощью самовоспроизводящихся и специализированных паразитоидов, станет жизнеспособным вариантом устойчивого управления этим высокомобильным и полифаговым вредителем в масштабах всего района. Ganaspis brasiliensis Ihering (Hymenoptera: Figitidae) является личиночным паразитоидом, который широко распространен в Восточной Азии и, как было установлено, является одним из самых эффективных паразитоидов D. suzukii.
После тщательной предварительной оценки его эффективности и потенциальных нецелевых рисков одна из наиболее специфических для хозяина генетических групп этого вида (G1 G. brasiliensis) была недавно одобрена для интродукции и выпуска в полевые условия в Соединенных Штатах и Италии. Другая генетическая группа (G3 G. brasiliensis), которая также обычно подвергалась нападению на D. suzukii в Восточной Азии, может быть рассмотрена для внедрения в ближайшем будущем. В настоящее время существует огромный интерес к выращиванию G. brasiliensis для исследований или в массовом производстве для полевого выпуска против D. suzukii. Этот протокол и связанная с ним видеостатья описывают эффективные методы выращивания этого паразитоида, как в небольшом масштабе для исследований, так и в больших масштабах для массового производства и выпуска в полевые условия. Эти методы могут принести пользу дальнейшим долгосрочным исследованиям и использованию этого паразитоида азиатского происхождения в качестве перспективного агента биологического контроля над этим глобальным инвазивным вредителем.
Родом из Восточной Азии, пятнистая дрозофила, Drosophila suzukii (Matsumura) (Diptera: Drosophilidae), широко распространилась в Северной и Южной Америке, Европе и некоторых частях Африки 1,2. Муха чрезвычайно полифаговая, будучи способной использовать различные культурные и дикие плоды с мягкой и тонкой кожурой в своих родных и захваченных регионах 1,2,3. Современные стратегии борьбы с этим вредителем в значительной степени зависят от частого использования инсектицидов, которые нацелены на взрослых мух на полях сельскохозяйственных культур, когда созревают восприимчивые плоды. Часто используются повторные опрыскивания, возможно, из-за постоянного распространения популяций резервуарных мух из некультурных мест обитания и отсутствия эффективных естественных врагов, обитающих в захваченных регионах 1,4. Биологический контроль, особенно с помощью самовоспроизводящихся специализированных паразитоидов, может помочь подавить популяции мух на ландшафтном уровне и сыграть решающую роль в устойчивом управлении этим высокомобильным и полифаговым вредителем 4,5,6 в масштабах всего района.
За последнее десятилетие исследователи сосредоточили усилия на обнаружении совместно эволюционировавших паразитоидов Drosophila suzukii в родных ареалах мухи в Восточной Азии 7,8,9, а также эффективных, но недавно ассоциированных паразитоидов в захваченных регионах мухи в Северной и Южной Америке и Европе 4,5,6. В недавно захваченных регионах мухи обычно встречающиеся личинки Drosophila parasitoids, такие как Asobara c.f. tabida (Nees) (Hymenoptera: Braconidae), Leptopilina boulardi (Barbotin et al.) и L. heterotoma (Thompson) (Hymenoptera: Figitidae), не могут развиваться или иметь низкий уровень паразитизма на D. suzukii из-за сильного иммунного сопротивления мухи10. Только некоторые космополитические и универсальные паразитоиды куколки, такие как Pachycrepoideus vindemiae (Rondani) (Hymenoptera: Pteromalidae) и Trichopria drosophilae (Perkins) (Hymenoptera: Diapriidae) в Северной Америке и Европе, и Trichopria anastrephae Lima в Южной Америке, могут легко развиться из этой мухи4. Напротив, исследования в Восточной Азии обнаружили ряд личиночных паразитоидов от D. suzukii 4,5,6. Среди них Asobara japonica Belokobylskij, Ganaspis brasiliensis Ihering и Leptopilina japonica Novković & Kimura являются доминирующими личиночными паразитоидами 7,8,9,11. В частности, две фигитиды (L. japonica и G. brasiliensis) были основными паразитоидами, преимущественно встречающимися в свежих фруктах, зараженных D. suzukii и/или другими близкородственными дрозофилидами в естественной растительности 7,8,9. Эти три азиатских личиночных паразитоида были импортированы в карантинные учреждения в США и Европе и оценены по их относительной эффективности 12,13,14,15,16,17, климатической адаптивности 18, потенциальным межвидовым конкурентным взаимодействиям19 и, самое главное, специфичности хозяина 8,20,21 ,22.
Карантинные оценки показали, что Ganaspis brasiliensis был более специфичным для хозяина Drosophila suzukii, чем другие протестированные азиатские личиночные паразитоиды, хотя он, вероятно, состоит из разных биотипов или загадочных видов с различной специфичностью хозяина 8,21,22,23,24. Nomano et al.22 сгруппировали людей Ganaspis из разных географических регионов в пять генетических групп (названных G1-G5) на основе молекулярного анализа фрагмента гена митохондриальной цитохромоксидазы I. Группы G2 и G4 зарегистрированы только в нескольких тропических местах Южной Азии, а группа G5 была зарегистрирована из Азии и других регионов (например, Аргентины, Бразилии, Гавайев и Мексики) от неизвестного хозяина (Buffington, личное наблюдение). Полевые коллекции диких фруктов, зараженных D. suzukii в Южной Корее7, Китае8 и Японии 9,23,25 обнаружили G1 отдельно или смесь образцов, представляющих группы G1 и G3. Эти две группы, по-видимому, симпатричны и сосуществуют на одних и тех же растениях-хозяевах, населенных D. suzukii и другими близкородственными мухами-хозяевами. Тем не менее, между двумя группами наблюдались некоторые различия, причем G1, по-видимому, имеет более высокую степень специфичности хозяина или среды обитания для D. suzukii, чем G3, хотя они оба атакуют ряд близкородственных видов в карантинных тестах21,22. Дальнейший подробный молекулярный анализ может помочь определить видовой статус, особенно для групп G1 и G3. Это исследование называет их G1 G. brasiliensis и G3 G. brasiliensis. Некоторые ранние исследования также называли G1 G. brasiliensis как G. ср. brasiliensis 14,21,22. G1 G. brasiliensis недавно был одобрен для полевого выпуска против D. suzukii в США и Италии (несколько других европейских стран также в настоящее время рассматривают возможность его введения), в то время как G3 G. brasiliensis может быть рассмотрен для полевого выпуска в ближайшем будущем. Недавние опросы также обнаружили адвентивные популяции как L. japonica, так и G1 G. brasiliensis в Британской Колумбии, Канаде26 и штате Вашингтон, США (Beers et al., неопубликованные данные), и адвентивные популяции L. japonica в провинции Тренто, Италия27.
Учитывая значительный интерес к разработке программ биологического контроля для лечения Drosophila suzukii и значительный потенциал биологического контроля адвентивных и преднамеренных интродукций Ganaspis brasiliensis, существует необходимость в разработке эффективных методов выращивания этого паразитоида личинок для будущих долгосрочных исследований и / или полевого высвобождения. Этот протокол и связанная с ним видеостатья описывают два набора методов выращивания этого паразитоида: (1) мелкомасштабное лабораторное выращивание в колбах с использованием смеси плодов хозяина (черники) и искусственная диета для культуры D. suzukii. Методы были разработаны с использованием материала G3, первоначально собранного из Куньмина, Китай8. (2) Массовое выращивание для выпуска в поле в больших клетках с использованием плодов хозяина (черники) для культуры D. suzukii. Генетической группой, используемой для крупномасштабного выращивания, был стад G1, происходящий из Токио, Япония 9,22. Другие масштабы методов выращивания, такие как использование флаконов или небольших контейнеров для обеих групп, также кратко обсуждаются.
1. Методы мелкомасштабного лабораторного выращивания G3 G3 Ganaspis brasiliensis
2. Методы крупномасштабного выращивания G1 Ganaspis brasiliensis
На рисунке 4 показаны репрезентативные результаты мелкомасштабного лабораторного выращивания G3 G3 Ganaspis brasiliensis с использованием двух различных плотностей паразитоидов (шесть или 10 пар) и двух разных времени воздействия (5 или 10 дней) в карантинном учреждении UsDA-ARS Benef...
Долгосрочные исследования и последующие полевые выбросы агента биологического контроля зависят от наличия эффективных и экономичных методов выращивания. Описанные методы в этом исследовании оказались эффективными протоколами как для мелкомасштабного, так и для крупномасштабного в...
У авторов нет конфликта интересов для раскрытия.
Авторы благодарят Лукаса Зеехаузена и Марка Кениса (CABI, Швейцария) за любезное предоставление G1 G. brasiliensis. Финансирование в Италии было предоставлено Provincia Autonoma di Trento, Тренто, Италия, и в США Национальным институтом продовольствия и сельского хозяйства, премией USDA Specialty Crops Research Initiative (#2020-5118-32140), Службой инспекции здоровья животных и растений Министерства сельского хозяйства США (Farm Bill, фонд 14-8130-0463) и базовыми фондами USDA ARS CRIS (проект 8010-22000-033-00D). Министерство сельского хозяйства США является поставщиком равных возможностей и работодателем и не одобряет продукты, упомянутые в этой публикации.
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 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены