Øget påvisning af umodne tephritid frugtfluer i marken kan udløse rettidig indsats for at eliminere populationer af disse destruktive skadedyr. Det er hurtigere og mere præcist at opdage sene stjernelarver, når man moser værtsfrugt i en pose og fører frugtkødet gennem en række sigter end håndskæring og visuel inspektion.
Frugtfluer af familien Tephritidae er blandt de mest destruktive og invasive skadedyr i landbruget i verden. Mange lande gennemfører dyre udryddelsesprogrammer for at eliminere begyndende befolkninger. Under udryddelsesprogrammer gøres der en samordnet indsats for at opdage larver, da dette stærkt indikerer en ynglende population og hjælper med at fastslå angrebets rumlige omfang. Påvisning af umodne livsstadier udløser yderligere bekæmpelses- og reguleringsforanstaltninger for at inddæmme og forhindre yderligere spredning af skadegøreren. Traditionelt opnås larvedetektion ved at skære individuelle værtsfrugter og undersøge dem visuelt. Denne metode er arbejdskrævende, da kun et begrænset antal frugter kan behandles, og sandsynligheden for at mangle en larve er høj. En ekstraktionsteknik, der kombinerer i) mushing værtsfrugt i en plastikpose, ii) silning af papirmasse gennem en række sigter, iii) placering af tilbageholdt papirmasse i en brun sukkervandopløsning og iv) indsamling af larver, der flyder til overfladen, blev testet. Metoden blev evalueret i Florida med feltindsamlet guava naturligt inficeret af Anastrepha suspensa. For at efterligne lave populationer, der var mere repræsentative for et udryddelsesprogram for bananfluer, blev mango og papaya på Hawaii inficeret med et kendt, lavt antal Bactrocera dorsalis larver. Metodens anvendelighed blev testet i marken på guava, der naturligt er inficeret af B. dorsalis for at evaluere metoden under forhold, som arbejdere oplever under et nødfrugtflueprogram. I både felt- og laboratorieforsøg var mushing og sigtning af papirmassen mere effektiv (krævede mindre tid) og mere følsom (flere larver fundet) end at skære frugt. Flydende papirmasse i brunt sukkervandsopløsning hjalp med at opdage tidligere stjernelarver. Mushing og sigtning af frugtmasse af vigtige tephritid-værter kan øge sandsynligheden for at detektere larver under nødprogrammer.
Tephritid frugtfluer er blandt de mest ødelæggende landbrugs skadedyr, hvor slægterne Anastrepha, Bactrocera og Ceratitis udgør den største risiko1. Mange områder er i høj risiko for eksotisk frugtflueetablering baseret på 1) historiske indtrængen og tilhørende afgrænsnings- og udryddelsesprogrammer, 2) den høje ankomstrate for frugtflueværtsmateriale i indgangshavne og 3) klimatiske forhold, der er gunstige for etablering af reproducerende populationer. Staten Californien oplever flere indtrængen og påvisninger af tephritider årligt2. Der har været mere end 200 angreb og udryddelsesprogrammer mod tephritider globalt i løbet af det sidste århundrede, og dette er accelereret betydeligt i de seneste årtier3. Selvom langt de fleste af disse programmer har succes med at udrydde den invaderende bananflue3,4, forbliver den økonomiske og miljømæssige byrde af disse invasioner stadig høj, og muligheden for etablering er altid til stede; et nyligt katastrofalt eksempel er infektionen af Bactrocera dorsalis på det afrikanske kontinent5.
Under nødfrugtflueprogrammer gøres der en samordnet indsats for at opdage og kontrollere ynglepopulationer af de invaderende arter. For eksempel reagerer staten Florida på tephritid-indtrængen ved at anvende jorddrenches (under dryplinjen af frugtbærende værtsplanter) og fjerne værtsfrugt i en radius på 200 m omkring steder, hvor parrede hunner og / eller larver findes6. Disse handlinger og taktikker tjener til at dræbe larver og pupper i jorden og fjerne æg og larver fra frugt i området. I nogle udryddelsesprogrammer fjernes en betydelig mængde værtsfrugt. I 2015 blev over 100.000 kg frugt ødelagt under B. dorsalis udryddelsesprogrammet i Florida6. De økonomiske tab for avlere og tilknyttede industrier alene i karantæneområdet blev anslået til at være over $ 10.7 millioner7.
For at finde tephritidlarver i karantæneområderne indsamler et lille team entomologer værtsfrugter i en radius på 200 m omkring et hunfluedetekteringsområde og skærer og inspicerer visuelt hver frugt for larver6. Med begrænsede personaleressourcer og hundredvis af mulige værter bliver opgaven vanskelig, især i de områder, hvor plantediversiteten i både kommercielle produktionsområder og boligværfter er høj. Derudover kan larver blive savnet, når de skærer værtsfrugter. I en undersøgelse, der evaluerede frugtskæring i indgangshavnene, viste det sig, at skæring af frugt ikke var så effektiv til at detektere A. suspensa sammenlignet med at holde de inficerede frugter i flere uger og tælle larverne og pupperne, der findes i puppesubstratet8.
Der er alternativer til frugtskæring til påvisning af et angreb 9,10,11,12,13. For eksempel er en flydende brunt sukker og en varmtvandsmetode begge accepterede procedurer, der bruges til at detektere vestlige kirsebærfrugtfluer i høstede kirsebær 9,10. Den brune sukkermetode indebærer at placere knust frugt i sukkervandopløsning og samle larver, der flyder til toppen. Flydemetoden med brunt sukker blev udviklet specifikt for at opfylde lovgivningsmæssige regler for eksporterede kirsebær, som kræver, at pakkerier overvåger for karantæne frugtflue skadedyr. Der er også et godkendt amerikansk-Canada blåbærcertificeringsprogram, der inkluderer flydende vand med brunt sukker, saltvandsflydeevne eller kogning for at understøtte fytosanitet14. Ved test af nøjagtigheden af sukker og varmtvandsflød brugte forskere sigtemetoden til at bestemme, hvor mange larver der savnes 9,10,11,12,13. En undersøgelse viste, at blanding af knuste blåbær i en saltopløsning og filtrering af opløsningen gennem et genanvendeligt kaffefilter var fire gange bedre til at detektere Drosophila suzukii-larver end visuelt at inspicere overfladen af salt- og sukkeropløsninger14. Derudover blev gaskromatografi anvendt til påvisning af A. suspensa larver i citrus15. Disse metoder er ikke blevet testet for anvendelighed i feltundersøgelser.
Vores mål var at udvikle og teste en metode til at finde tephritidlarver i marken ved hjælp af sigtning og flydende sukkervand. Denne metode muliggør en mere effektiv påvisning af umodne bananfluer end den traditionelle frugtskæringsmetode, hvilket understøtter rettidig kontrol af avlspopulationer under udryddelsesprogrammer for bananfluer.
Vores mål var at udvikle en effektiv måde at finde tephritid larver i marken. Motivationen for at iværksætte et udryddelsesprogram eller etablere et karantæneområde er påvisning af parrede hunner eller larver6, hvilket indikerer en ynglepopulation. Den nuværende metode til at skære og visuelt søge frugt er ineffektiv til at finde larver, da der normalt er mange flere værtsfrugter til stede, end der kan inspiceres individuelt. Derudover er populationerne af tephritider sandsynligvis lave i et område med ny invasion, hvilket gør chancerne for at finde larver i en stor mængde frugt utroligt vanskelige. For eksempel blev der i 2015 Bactrocera dorsalis udryddelsesprogram i Florida identificeret 54 forskellige værtsarter, og mere end 4.000 frugter blev skåret. I dette udryddelsesprogram blev der kun fundet få larver i mango, og ingen andre værter viste sig at være inficeret6. Vi fandt ud af, at MSF / MS-metoden var både mere følsom og hurtigere til at detektere A. suspensa og B. dorsalis larver ved forarbejdning af frugter, der havde en stor mængde papirmasse (mango, guava og papaya) i bulk sammenlignet med frugtskæring. Den større mængde værtsfrugter, som det er muligt at inspicere ved hjælp af mushing- og sigtemetoden, kombineret med stigningen i påvisning af en sjælden larve, kan øge sandsynligheden for, at et angreb vil blive fundet tidligt. Tidlig påvisning af en ynglebestand kan øge sandsynligheden for udryddelse og reducere omkostningerne ved programmet.
Vores eksperimenter viste, at antallet af larver, der blev opdaget af arbejdere, der skar og visuelt inspicerede frugter, varierede betydeligt. Arbejdere, der skar frugt, savnede 50% og 75% af B. dorsalis larverne placeret i henholdsvis mango og papaya. I modsætning hertil blev kun 5% og 15% af larverne savnet ved hjælp af MS-metoden til behandling af henholdsvis mango og papayafrugt. På samme måde viste en undersøgelse, der evaluerede frugtopskæring i indgangshavne, at der var betydelig variation i antallet af angrebne frugter og larver, der blev fundet af inspektørerne8. Undersøgelsen viste, at erfarne havneinspektører savnede 64%-99% af A. suspensa-larverne og 16%-82% af den angrebne frugt, når frugten blev skåret og visuelt inspiceret8. Vores resultater tyder på, at mushing og sigtning metode kan mindske sandsynligheden for, at en arbejdstager ville gå glip af at opdage en inficeret frugt.
Flydning af sukker og varmt vand accepteres protokoller i en systemtilgangsmetode til sikring af, at kirsebær og blåbær er fri for bananfluer14. En delmængde af en forsendelse knuses ind i opløsningen, hvorefter en inspektør visuelt screener overfladen af sukkeropløsningen for tilstedeværelse af æg og larver. Selvom et større antal frugter kan behandles sammenlignet med at skære individuelle frugter, påvirkes sandsynligheden for at finde larver ved hjælp af disse teknikker stadig af inspektørens evne, stadiet og antallet af larver, der er til stede, og typen af frugt8. Vi fandt, at B. dorsalis og A. suspensa ligesom andre tephritider løsner sig fra frugtpulpen og flyder til overfladen. Interessant nok fandt vi, at med større sene stjernelarver, som er målet i nød- og udryddelsesprogrammer, da de kan identificeres morfologisk, herunder sukkerflødning, øgede metodens nøjagtighed ikke. Faktisk øgede tilsætning af flydemetoden behandlingstiden med 90% for papaya og med 48% for mango. Øget behandlingstid plus de ekstra materialer (dvs. vand, skraldespande, sukker osv.) understøtter ikke operationelt tilføjelse af dette trin, når du søger efter store stjerner i marken. Sukkerflydemetoden kan være hensigtsmæssig, når målet er at påvise alle stadier, herunder tidlige stjerner, f.eks. i indgangshavne og pakkerier. Filtrering af sukkeropløsningen med en finmasket sigte vil sandsynligvis give den mest nøjagtige påvisning af æg og tidlige larvestjerner11,12.
MS- og MSF-teknikkerne fungerer godt med frugt, der let kan moses og har en stor mængde papirmasse. Tephritid larver har tendens til at grave sig ned i frugtmasse, hvilket gør visuel detektion vanskelig. Et kritisk aspekt af MS- og MSF-metoderne er at adskille larverne fra papirmassen. Sigtningsprocessen fjerner papirmassen og udsætter således larverne på sigteskærme. På samme måde adskiller sukkervandsmetoden larverne fra papirmassen ved at få larverne til at flyde, mens frugtkødet synker til bunden af gryden. Larver, der adskilles fra papirmassen ved MS- eller MSF-metoderne, observeres let at bevæge sig på sigteskærmen eller vandoverfladen. Selvom mushing, sigtning og eventuelt flydende metode i høj grad forbedrede hastigheden og nøjagtigheden af at detektere tephritidlarver i vigtig værtsfrugt, er processen muligvis ikke passende for alle frugter. For eksempel kan værtsfrugt med hård papirmasse, såsom grønne avocadoer eller frugt med et stort frø / pit og relativt lille mængde papirmasse, såsom tropiske mandler, være lettere at behandle ved håndskæring og visuel inspektion.
Vi konstaterede, at MS- og MSF-metoderne var hurtigere, når et relativt lille antal frugter (5-10) blev behandlet. Forskellen ville sandsynligvis være større, hvis større mængder frugt blev behandlet, hvilket kan være nødvendigt og typisk for nødfrugtflueprogrammer. Fjernelse af flydetrinnet øgede detektionshastigheden yderligere uden at gå på kompromis med nøjagtigheden ved at finde store tephritidlarver (>3 mm). Vi viste, at disse teknikker kunne tages med til marken, som simulerede de forhold, som arbejdere oplevede under et nødfrugtflueprogram. Vores undersøgelser tyder på, at MS-metoderne kan give mulighed for en mere rettidig påvisning af sene stjernelarver og efterfølgende udryddelse af tephritid-ynglepopulationer. Læger uden Grænser kan bruges til at påvise æg og tidlige stjerner, der i øjeblikket ikke er mål for udryddelsesprogrammer.
The authors have nothing to disclose.
Vi vil gerne takke Silvia Durand, Teri Allen, Jose Alegria og Alejandra Canon for hjælp til behandling af guavaen ved University of Florida, Rick Kurashima, Jean Auth og Bruce Inafuku for hjælp til at evaluere den kunstigt inficerede frugt på Hawaii og Michael Stulberg for nyttige kommentarer til tidligere versioner af manuskriptet. Dette projekt blev delvist finansieret af USDA APHIS og University of Florida Cooperative Agreement og delvist støttet af USDA-ARS (projekt 2040-22430-027-00D). Resultaterne og konklusionerne i denne foreløbige publikation er ikke formelt formidlet af USDA og bør ikke fortolkes som udtryk for nogen agenturbestemmelse eller politik. Omtalen af handelsnavne eller kommercielle produkter i denne publikation er udelukkende med det formål at give specifikke oplysninger og indebærer ikke anbefaling eller godkendelse fra USDA. USDA er en udbyder og arbejdsgiver med lige muligheder.
Anti foamer | MicroLubrol | ML200-50-4 | MicroLubrol 2000 Fluid Pure Silicone Oil, https://www.microlubrol.com |
Brown Sugar | Dominos | 1 lb Box Dark Brown Sugar Crystals, https://www.dominosugar.com/products/dark-brown-sugar | |
Cutting Boards | KitchenAid | KE703NOSMGA | KitchenAid Classic Nonslip Plastic Cutting Board, 12×18-Inch, https://www.amazon.com/KitchenAid-Classic-Nonslip-Plastic-11×14-Inch/dp/B09117L774/ref=sxin_24_ac_d_mf_brs?ac_md=2-1-S2l0Y2hlbkFpZA%3D%3D-ac_d_mf_brs_brs&content-id=amzn1.sym.1ad31f34-ba12-4dca-be4b-f62f7f5bb10d%3Aamzn1.sym.1ad31f34-ba12-4dca-be4b-f62f7f5bb10d&crid=UXMLNC72BL0 M&cv_ct_cx=cutting%2Bboards&keywords=cutting%2Bboards &pd_rd_i=B091118V8T&pd_rd_r= 4c48b4ad-4d4d-4b4b-8799-fc7313 2f8e34&pd_rd_w=li862&pd_rd_wg =KogbB&pf_rd_p=1ad31f34-ba12-4dca-be4b-f62f7f5bb10d&pf_rd_r=9ATJD6W QBF9DVRY889MP&qid=1673911 429&refresh=1&sprefix=cutting%2Bboards%2Caps%2C198&sr=1-2-8b2f235a-dddf-4202-bbb9-592393927392&th=1 |
Dish Pans | Sterilite | 06578012 | White 12 qrt Dishpan, https://www.amazon.com/STERILITE-06578012-Sterilite-White-Dishpan/dp/B0039V2G5E/ref=sr_1_1?crid=2SMBMLFJF18U&keywords= white+12+qt+dishpan+sterilite&qid=1673911729&s=home -garden&sprefix=white+12+qr+dishpan+sterlite%2Cgarden%2C184&sr=1-1 |
EthOH | Fisher Scientific | BP8202500 | Ethanol Solution 96%, Molecular Biology Grade, https://www.fishersci.com/shop/products/ethanol-solution-96-molecular-biology-grade-fisher-bioreagents/BP8202500 |
Glass Vials | Fisher Scientific | 0333921H | Fisherbrand Class B Clear Glass Threaded Vials With Closures, https://www.fishersci.com/shop/products/class-b-clear-glass-threaded-vials-with-closures-packaged-separately/0333921H |
Knives | Zyliss | 31380 | 5.25" Utility Knife, https://www.amazon.com/ZYLISS-Utility-Kitchen-5-5-Inch-Stainless/dp/B00421ATJK/ref=sr_1_7?crid=2U27KE1HTG5N1&keywords= fruit%2Bcutting%2Bknives&qid=1673911609&s= home-garden&sprefix=fruit%2Bcutting%2Bknives%2Cgarden%2C145&sr=1-7&th=1 |
No. 20 Mesh sieves | Hogentogler & Co. Inc. | 4221 | U.S. Standard Testing Sieves, https://www.hogentogler.com/sieves/18-inch-sieves.asp |
No. 45 Mesh sieves | Hogentogler & Co. Inc. | 4226 | U.S. Standard Testing Sieves, https://www.hogentogler.com/sieves/18-inch-sieves.asp |
No. 8 Mesh sieves | Hogentogler & Co. Inc. | 4215 | U.S. Standard Testing Sieves, https://www.hogentogler.com/sieves/18-inch-sieves.asp |
Soft Forceps | DR Instruments | DRENTF01 | DR Instruments Featherweight Entomology Forceps, https://www.amazon.com/DR-Instruments-DRENTF01-Featherweight-Entomology/dp/B008RBLO8Q |
Zipper Lock Storage Bags | Ziploc | 682254 | Ziploc brand 2 gal Clear Freezer Bags, https://www.amazon.com/Ziploc-Freezer-Bag-Gallon-100/dp/B01NCDWR8A/ref=sr_1_1_sspa?crid=3SQFBT64Z76ES&keywords= ziploc+freezer+bags+2+gallon&qid=1674504602& |