기생충 Ganaspis brasiliensis를 양육하는 방법, 침습성 초파리 스즈키에 대한 유망한 생물학적 조절제
Summary
Ganaspis brasiliensis-Drosophila suzukii (세계적인 침습성 과일 작물 해충)의 애벌레 기생충 -이 해충의 생물학적 방제를 위해 유럽과 미국에 도입 될 것으로 승인되었거나 고려되었습니다. 이 기사는이 기생충의 소규모 및 대규모 양육을위한 프로토콜을 제공합니다.
Abstract
동아시아가 원산지인 초파리인 초파리( Drosophila suzukii , Matsumura)(딥테라: 초파리대)는 지난 십 년간 아프리카의 미주, 유럽 및 일부 지역에서 널리 설립되어 침입한 지역에서 다양한 부드러운 껍질을 가진 과일의 파괴적인 해충이 되었습니다. 생물학적 통제, 특히 자기 영속적이고 전문화 된 기생충을 통한 생물학적 통제는이 고도로 이동성이 높은 다식성 해충에 대한 지속 가능한 지역 전체 관리를위한 실행 가능한 옵션이 될 것으로 예상됩니다. 가나피스 브라실리엔시스 Ihering (Hymenoptera : Figitidae)은 동아시아에 널리 분포하는 애벌레 기생충이며, D. suzukii의 가장 효과적인 기생충 중 하나 인 것으로 밝혀졌습니다.
효능 및 잠재적 인 비 표적 위험에 대한 엄격한 사전 도입 평가에 따라,이 종의 숙주 특이적 유전 그룹 중 하나 (G1 G. brasiliensis)는 최근 미국과 이탈리아에서 도입 및 현장 방출을 위해 승인되었습니다. 동아시아에서 D. suzukii를 공격하는 것으로 일반적으로 밝혀진 또 다른 유전 그룹 (G3 G. brasiliensis)은 가까운 장래에 도입 될 것으로 간주 될 수 있습니다. 현재 연구를 위해 G. brasiliensis를 키우거나 D. suzukii에 대한 현장 방출을위한 대량 생산에 엄청난 관심이 있습니다. 이 프로토콜 및 관련 비디오 기사는이 기생충에 대한 효과적인 양육 방법을 연구를위한 소규모 및 대량 생산 및 현장 출시를위한 대규모 모두에 대해 설명합니다. 이러한 방법은이 글로벌 침습성 해충에 대한 유망한 생물학적 방제제로서이 아시아 원주민 기생충의 장기적인 연구 및 사용에 도움이 될 수 있습니다.
Introduction
동아시아가 원산지인 초파리인 초파리(Drosophila suzukii, Matsumura)(딥테라: 초파리대)는 아메리카 대륙, 유럽 및 아프리카 1,2 일부 지역에서 널리 설립되었습니다. 파리는 매우 다식 성이며, 원산지 및 침입 지역 1,2,3에서 부드럽고 얇은 피부를 가진 다양한 재배 및 야생 과일을 활용할 수 있습니다. 이 해충에 대한 현재의 관리 전략은 감수성이있는 과일이 익을 때 작물 밭에서 성인 파리를 대상으로하는 살충제의 빈번한 사용에 크게 의존합니다. 반복되는 스프레이가 자주 사용되는데, 아마도 비작물 서식지에서 저수지 플라이 개체군이 지속적으로 유출되고 침략 지역(1,4)에 거주하는 효과적인 천적이 부족하기 때문일 수 있다. 생물학적 통제, 특히 자기 영속적 인 특수 기생충을 통한 생물학적 통제는 조경 수준에서 비행 개체군을 억제하는 데 도움이 될 수 있으며이 이동성이 높은 다식성 해충 4,5,6의 지속 가능한 지역 전체 관리에 중요한 역할을 할 수 있습니다.
지난 수십 년 동안 연구자들은 동아시아 7,8,9의 파리의 토착 범위에서 초파리 스즈키의 공동 진화 된 기생충과 미주 및 유럽 4,5,6의 파리의 침략 지역에서 효과적이지만 새로 관련된 기생충을 발견하기위한 노력에 중점을 두었습니다. 파리의 새로 침입 된 지역에서는 Asobara c.f. tabida (Nees) (Hymenoptera : Braconidae), Leptopilina boulardi (Barbotin et al.) 및 L. heterotoma (Thompson) (Hymenoptera : Figitidae)와 같이 일반적으로 발생하는 유충 초파리 기생충은 파리의 강한 면역 저항으로 인해 D. suzukii에서 기생 수준이 낮거나 발달 할 수 없습니다10. 북미와 유럽의 Pachycrepoideus vindemiae (Rondani) (Hymenoptera : Pteromalidae) 및 Trichopria drosophilae (Perkins) (Hymenoptera : Diapriidae)와 같은 일부 국제 및 일반 번데기 기생충 만이 파리에서 쉽게 발전 할 수 있습니다4. 대조적으로, 동아시아에서의 탐사 는 D. suzukii 4,5,6에서 많은 애벌레 기생충을 발견했습니다. 그 중 Asobara japonica Belokobylskij, Ganaspis brasiliensis Ihering, Leptopilina japonica Novković & Kimura는 지배적 인 애벌레 기생충 7,8,9,11입니다. 특히, 두 개의 피규어 (L. japonica 및 G. brasiliensis)는 D. suzukii 및 / 또는 천연 식물 7,8,9에서 다른 밀접하게 관련된 drosophilids에 의해 감염된 신선한 과일에서 주로 발견되는 주요 기생충이었습니다. 이 세 개의 아시아 유충 기생충은 미국과 유럽의 검역 시설로 수입되었으며, 상대적 효율성 12,13,14,15,16,17, 기후 적응성 18, 잠재적 인 상호 특이적 경쟁 상호 작용 19, 그리고 가장 중요한 것은 숙주 특이성 8,20,21에 대해 평가되었습니다. ,22.
검역 평가에 따르면 Ganaspis brasiliensis는 다른 테스트 된 아시아 유충 기생충보다 Drosophila suzukii에 더 특이적이었지만 다양한 숙주 특이성을 가진 다른 생물형 또는 암호 종으로 구성 될 가능성이 높습니다 8,21,22,23,24. Nomano et al.22는 미토콘드리아 시토크롬 옥시다제 I 유전자 단편의 분자 분석을 기반으로 서로 다른 지리적 영역의 Ganaspis 개인을 5 개의 유전 그룹 (G1-G5로 명명)으로 그룹화했습니다. G2 및 G4 그룹은 몇몇 남아시아 열대 지역에서만 보고되고, G5 그룹은 알려지지 않은 숙주(들)로부터 아시아 및 다른 지역(예를 들어, 아르헨티나, 브라질, 하와이 및 멕시코)으로부터 보고되었다(버핑턴, 개인 관찰). 한국7, 중국8 및 일본에서 D. suzukii에 의해 감염된 야생 과일의 현장 컬렉션 9,23,25는 G1 단독 또는 G1 및 G3 그룹을 나타내는 표본의 혼합물을 발견했습니다. 두 그룹은 D. suzukii 및 다른 밀접하게 관련된 숙주 파리가 서식하는 동일한 숙주 식물에 공존하고 공존하는 것처럼 보입니다. 그럼에도 불구하고, G1은 G3보다 D. suzukii에 대해 더 높은 수준의 숙주 또는 숙주 서식지 특이성을 갖는 것으로 보이지만, 둘 다 검역 검사21,22에서 밀접하게 관련된 많은 종을 공격하지만, 두 그룹 사이에 약간의 차이가 관찰되었다. 더 상세한 분자 분석은 특히 G1 및 G3 그룹의 종 상태를 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 연구는 G1 G. brasiliensis 및 G3 G. brasiliensis라고 부릅니다. 일부 초기 연구에서는 G1 G. brasiliensis를 G로 명명했습니다. cf. brasiliensis 14,21,22. G1 G. brasiliensis는 최근 미국과 이탈리아의 D. suzukii에 대한 현장 출시를 위해 승인되었으며 (다른 여러 유럽 국가에서도 현재 도입을 고려하고 있음), G3 G. brasiliensis는 가까운 장래에 현장 출시를 위해 고려 될 수 있습니다. 최근 설문 조사에 따르면 캐나다 브리티시 컬럼비아주 26 및 미국 워싱턴 주 (Beers et al., 미공개 데이터)의 L. japonica 및 G1 G. brasiliensis의 출현 인구와 이탈리아 트렌토 주27의 모험적인 L. japonica 인구가 발견되었습니다.
Drosophila suzukii 관리를위한 생물학적 제어 프로그램 개발에 대한 상당한 관심과 Ganaspis brasiliensis의 모험적이고 고의적 인 도입의 실질적인 생물학적 통제 잠재력을 감안할 때, 미래의 장기 연구 및 / 또는 현장 방출을 위해이 애벌레 기생충에 대한 효율적인 양육 방법을 개발할 필요가 있습니다. 이 프로토콜 및 관련 비디오 기사는이 기생충에 대한 두 가지 양육 방법을 설명합니다 : (1) D. 스즈키의 배양을위한 숙주 과일 (블루 베리)과 인공 식단의 혼합물을 사용하여 플라스크에서 소규모 실험실 사육. 이 방법은 원래 중국 쿤밍 (Kunming, China)에서 수집 한 G3 재료를 사용하여 개발되었습니다8. (2) D. 스즈키의 배양을 위해 숙주 과일 (블루 베리)을 사용하여 큰 새장에서 현장 방출을위한 대량 사육. 대규모 사육에 사용 된 유전 그룹은 일본 도쿄에서 시작된 G1 주식 9,22 개였습니다. 두 그룹 모두에 바이알 또는 작은 용기를 사용하는 것과 같은 다른 양육 방법의 다른 스케일도 간략하게 논의됩니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
생물학적 조절제의 장기간의 연구 및 후속 현장 방출은 효과적이고 경제적인 사육 기술의 가용성에 의존한다. 이 연구에서 설명 된 방법은 Ganaspis brasiliensis의 소규모 및 대규모 양육을위한 효율적인 프로토콜로 입증되었습니다. 소규모 사육 프로토콜은 노동력을 최적화하고 기생충과 숙주 식민지를 동시에 유지하는 데 필요한 특수 장비를 줄이기 위해 수년에 걸쳐 개발되었습니다. 실험실…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 G1 G. brasiliensis를 친절하게 제공 한 Lukas Seehausen과 Marc Kenis (CABI, Switzerland)에게 감사드립니다. 이탈리아의 기금은 Provincia Autonoma di Trento, Trento, Italy, 그리고 미국에서는 National Institute of Food and Agriculture, USDA Specialty Crops Research Initiative Award (#2020-5118-32140), USDA Animal and Plant Health Inspection Service (Farm Bill, fund 14-8130-0463) 및 USDA ARS CRIS 기본 기금 (프로젝트 8010-22000-033-00D)에 의해 제공되었습니다. USDA는 기회 균등 제공자 및 고용주이며이 간행물에 언급 된 제품을 보증하지 않습니다.
Materials
| 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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