Ganaspis brasiliensis – טפיל זחל של Drosophila suzukii (מזיק גידולי פירות פולש עולמי) – אושר או נחשב להכנסתו לאירופה ולארצות הברית להדברה ביולוגית של מזיק זה. מאמר זה מספק פרוטוקולים הן לגידול בקנה מידה קטן והן בקנה מידה גדול של טפיל זה.
הדרוזופילה בעלת הכנפיים המנומרות, Drosophila suzukii (Matsumura) (דיפטרה: Drosophilidae) בעלת הכנפיים המנומרות, התבססה באופן נרחב ביבשת אמריקה, אירופה וחלקים מאפריקה בעשור האחרון, והפכה למזיק הרסני של פירות רכים שונים באזורים הפולשים אליה. הדברה ביולוגית, במיוחד באמצעות טפילים המנציחים את עצמם ומתמחים, צפויה להיות אפשרות בת קיימא לניהול בר קיימא בכל האזור של מזיק נייד ופוליפגוטי זה. גנאספיס ברזילינזיס איהרינג (שם מדעי: Hymenoptera: Figitidae) הוא טפיל זחלי הנפוץ באופן נרחב במזרח אסיה, ונמצא כאחד הטפילים היעילים ביותר של ד. סוזוקי.
לאחר הערכות קפדניות לפני ההקדמה של יעילותו וסיכוניו הפוטנציאליים שאינם ממוקדי מטרה, אחת הקבוצות הגנטיות הספציפיות יותר למארח של מין זה (G1 G. brasiliensis) אושרה לאחרונה להכנסתו ולשחרור שדה בארצות הברית ובאיטליה. קבוצה גנטית נוספת (G3 G. brasiliensis), שנמצאה גם היא בדרך כלל תוקפת את D. suzukii במזרח אסיה, עשויה להיחשב להכנסתה בעתיד הקרוב. כיום יש עניין עצום בגידול G. brasiliensis למחקר או בייצור המוני לשחרור שדה נגד D. suzukii. פרוטוקול זה ומאמר וידאו נלווה מתארים שיטות גידול יעילות עבור טפילות זו, הן בקנה מידה קטן למחקר והן בקנה מידה גדול לייצור המוני ולשחרור שדה. שיטות אלה עשויות להועיל למחקר ארוך טווח נוסף ולשימוש בטרזיטואיד זה שמקורו באסיה כסוכן הדברה ביולוגי מבטיח למזיק הפולשני העולמי הזה.
ילידת מזרח אסיה, דרוזופילה בעלת הכנפיים המנומרות, Drosophila suzukii (Matsumura) (דיפטרה: Drosophilidae), התבססה באופן נרחב ביבשת אמריקה, אירופה וחלקים מאפריקה 1,2. הזבוב הוא פוליפגוטי ביותר, בהיותו מסוגל להשתמש בפירות פרא מעובדים ופראיים שונים עם קליפות רכות ודקות באזורי מולדתו ופלשו 1,2,3. אסטרטגיות הניהול הנוכחיות של מזיק זה מסתמכות במידה רבה על שימוש תכוף בקוטלי חרקים המכוונים לזבובים בוגרים בשדות יבול כאשר פירות רגישים מבשילים. לעתים קרובות נעשה שימוש בריסוסים חוזרים ונשנים, אולי בשל זליגה עקבית של אוכלוסיות זבובים ממאגרים מבתי גידול שאינם יבולים והיעדר אויבים טבעיים יעילים המתגוררים באזורים הפולשים 1,4. הדברה ביולוגית, במיוחד באמצעות הנצחה עצמית של טפילים מיוחדים, עשויה לסייע בדיכוי אוכלוסיות זבובים ברמת הנוף ולמלא תפקיד קריטי לניהול בר-קיימא בכל האזור של המזיק הנייד והפוליפגוטי הזה 4,5,6.
במהלך העשור האחרון, חוקרים מיקדו מאמצים כדי לגלות טפילים שהתפתחו במשותף של Drosophila suzukii בטווחים הטבעיים של הזבוב במזרח אסיה 7,8,9, כמו גם טפילים יעילים אך חדשים הקשורים באזורים הפולשים של הזבוב ביבשת אמריקה ובאירופה 4,5,6. באזורים שזה עתה פלשו לזבוב, טפילים זחליים נפוצים של דרוזופילה, כגון Asobara c.f. tabida (Nees) (Hymenoptera: Braconidae), Leptopilina boulardi (Barbotin et al.), ו-L. heterotoma (Thompson) (Hymenoptera: Figitidae), אינם מסוגלים להתפתח או להיות בעלי רמות טפילות נמוכות ב-D. suzukii בשל ההתנגדות החיסונית החזקה של הזבוב10. רק כמה טפילים פופאליים קוסמופוליטיים וכלליים כגון Pachycrepoideus vindemiae (רונדאני) (Hymenoptera: Pteromalidae) ו– Trichopria drosophilae (פרקינס) (Hymenoptera: Diapriidae) בצפון אמריקה ובאירופה, ו– Trichopria anastrephae Lima בדרום אמריקה יכולים להתפתח בקלות מזבוב זה4. לעומת זאת, חוקרים במזרח אסיה גילו מספר טפילים זחליים מ-D. suzukii 4,5,6. ביניהם, Asobara japonica Belokobylskij, Ganaspis brasiliensis Ihering, ו Leptopilina japonica Novković &Kimura הם טפילי הזחל הדומיננטיים 7,8,9,11. בפרט, שני הפיגיטידים (L. japonica ו- G. brasiliensis) היו הטפילים העיקריים שנמצאו בעיקר בפירות טריים שורצי D. suzukii ו/או דרוזופילים קרובים אחרים בצמחייה טבעית 7,8,9. שלושת הטפילים האסיאתיים הללו יובאו למתקני הסגר בארה”ב ובאירופה, והוערכו ביעילותם היחסית 12,13,14,15,16,17, יכולת הסתגלות אקלימית18, אינטראקציות תחרותיות בין-ספציפיות פוטנציאליות 19, והכי חשוב, ספציפיות המארח 8,20,21 ,22.
הערכות הסגר הראו כי Ganaspis brasiliensis היה ספציפי יותר לפונדקאי ל-Drosophila suzukii מאשר טפילים אחרים של הזחלים האסיאתיים שנבדקו, אם כי סביר להניח שהוא מורכב מביוטיפים שונים או ממינים קריפטיים שונים עם ספציפיות פונדקאית משתנהשל 8,21,22,23,24. Nomano et al.22 קיבצו את פרטי גנאספיס מאזורים גיאוגרפיים שונים לחמש קבוצות גנטיות (הנקראות G1-G5) בהתבסס על ניתוחים מולקולריים של שבר הגן ציטוכונדריאלי ציטוכרום אוקסידאז I. קבוצות ה-G2 וה-G4 מדווחות רק מכמה מקומות טרופיים בדרום אסיה, וקבוצת ה-G5 דווחה מאסיה ומאזורים אחרים (למשל, ארגנטינה, ברזיל, הוואי ומקסיקו) ממארחים לא ידועים (Buffington, תצפית אישית). אוספי שדה של פירות בר שורצי D. suzukii בדרום קוריאה7, סין8 ויפן 9,23,25 מצאו G1 לבדו או תערובת של דגימות המייצגות קבוצות G1 ו- G3. נראה ששתי הקבוצות סימטריות ומתקיימות יחד על אותם צמחים מארחים המאוכלסים על ידי D. suzukii וזבובים מארחים קרובים אחרים. עם זאת, נצפו כמה הבדלים בין שתי הקבוצות, כאשר נראה כי ל-G1 יש רמה גבוהה יותר של ספציפיות של בית גידול מארח או מארח ל-D. suzukii מאשר ל-G3, למרות ששניהם תוקפים מספר מינים קרובים במבחני ההסגר21,22. ניתוחים מולקולריים מפורטים נוספים עשויים לסייע בקביעת מצב המינים, במיוחד עבור קבוצות G1 ו-G3. מחקר זה מתייחס אליהם כ- G1 G. brasiliensis ו- G3 G. brasiliensis. כמה מחקרים מוקדמים גם כינו את G1 G. brasiliensis כ-G. cf. brasiliensis 14,21,22. ה- G1 G. brasiliensis אושר לאחרונה לשחרור שדה נגד D. suzukii בארה”ב ובאיטליה (מספר מדינות אירופיות אחרות שוקלות גם הן כעת את הצגתו), בעוד שה- G3 G. brasiliensis עשוי להיחשב לשחרור שדה בעתיד הקרוב. סקרים אחרונים מצאו גם אוכלוסיות אדוונטיות של L. japonica ו- G1 G. brasiliensis בקולומביה הבריטית, קנדה26, ומדינת וושינגטון, ארה”ב (Beers et al., נתונים שלא פורסמו), ואוכלוסיות L. japonica הרפתקניות במחוז טרנטו, איטליה27.
בהתחשב בעניין המשמעותי בפיתוח תוכניות הדברה ביולוגית לניהול Drosophila suzukii ופוטנציאל ההדברה הביולוגית המשמעותי של הקדמה הרפתקנית ומכוונת של Ganaspis brasiliensis, יש צורך לפתח שיטות גידול יעילות עבור טפילות זחל זו עבור מחקר ארוך טווח עתידי ו / או שחרור שדה. פרוטוקול זה ומאמר וידאו נלווה מתארים שתי קבוצות של שיטות גידול עבור טפיל זה: (1) גידול מעבדה בקנה מידה קטן בצלוחיות באמצעות תערובת של פירות מארחים (אוכמניות) ותזונה מלאכותית לתרבית של D. suzukii. השיטות פותחו באמצעות חומר G3 שנאסף במקור מקונמינג, סין8. (2) גידול המוני לשחרור שדה בכלובים גדולים באמצעות פרי מארח (אוכמניות) לתרבית של D. suzukii. הקבוצה הגנטית ששימשה לגידול בקנה מידה גדול הייתה מלאי G1 שמקורו בטוקיו, יפן 9,22. קשקשים אחרים של שיטות גידול, כגון שימוש בבקבוקונים או במיכלים קטנים עבור שתי הקבוצות, נדונים גם הם בקצרה.
מחקר ארוך טווח ושחרור שדה לאחר מכן של חומר הדברה ביולוגית תלויים בזמינות של טכניקות גידול יעילות וחסכוניות. השיטות המתוארות במחקר זה הוכחו כפרוטוקולים יעילים הן לגידול בקנה מידה קטן והן לגידול בקנה מידה גדול של Ganaspis brasiliensis. פרוטוקול הגידול בקנה מידה קטן פותח במשך מספר שנים כדי לייעל …
The authors have nothing to disclose.
המחברים מודים ללוקאס סיהאוזן ולמארק קניס (CABI, שוויץ) על שסיפקו בחביבות את G1 G. brasiliensis. המימון באיטליה ניתן על ידי Provincia Autonoma di Trento, טרנטו, איטליה, ובארה”ב על ידי המכון הלאומי למזון וחקלאות, פרס יוזמת המחקר של גידולים מיוחדים של USDA (#2020-5118-32140), שירות הפיקוח על בריאות בעלי חיים וצמחים של USDA (הצעת חוק החווה, קרן 14-8130-0463), וקרנות הבסיס של USDA ARS CRIS (פרויקט 8010-22000-033-00D). משרד החקלאות האמריקאי הוא ספק ומעסיק של שוויון הזדמנויות ואינו תומך במוצרים המוזכרים בפרסום זה.
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 |