Castelul Ashley Louisa

1 Centrul de cercetare cooperativă pentru biosecuritatea plantelor naționale, Universitatea din Canberra, Bruce ACT 2601, Australia

dieta

3 Facultatea de Agricultură și Mediu, Universitatea din Sydney, Australian Technology Park, Eveleigh, NSW 2015, Australia

5 Adresa actuală: Școala de Științe de Mediu și Rural, Universitatea din New England, Armidale NSW 2351 Australia

Olivia Louise Reynolds

2 EH Graham Center for Agricultural Innovation, NSW Department of Primary Industries and Charles Sturt University, Elizabeth Macarthur Agricultural Institute, Private Bag 4008, Narellan, NSW 2567, Australia

Sarah Mansfield

3 Facultatea de Agricultură și Mediu, Universitatea din Sydney, Australian Technology Park, Eveleigh, NSW 2015, Australia

Jessica Louise Micallef

2 EH Graham Center for Agricultural Innovation, NSW Department of Primary Industries and Charles Sturt University, Elizabeth Macarthur Agricultural Institute, Private Bag 4008, Narellan, NSW 2567, Australia

Geoff Michael Gurr

4 EH Graham Center for Agricultural Innovation, NSW Department of Primary Industries și Charles Sturt University, PO Box 883, Orange, NSW 2800, Australia

Abstract

Introducere

Muștele fructelor din Queensland, Bactrocera tryoni (Froggatt) (Diptera: Tephritidae), este cel mai mare dăunător al muștei fructelor din estul Australiei, literatura cu privire la impactul și controlul său datând de mai bine de 115 ani (Clarke și colab. 2011). Scăderea disponibilității insecticidelor permise a dus la necesitatea explorării unor tactici suplimentare care încorporează controlul biologic într-un sistem integrat de gestionare a dăunătorilor pentru B. tryoni. Parasitoidul Diachasmimorpha tryoni (Cameron) (Hymenoptera: Braconidae) este endemic în Australia și a fost introdus cu succes în Hawaii în 1913 (Duan și Messing 1999). D. tryoni a fost folosit mai târziu cu succes pe Maui, Hawaii, într-o eliberare augmentativă (Wong și colab. 1991) și ulterior într-un program concomitent de eliberare a parazitoidelor și sterile de muște (Wong și colab. 1992) pentru a suprima o populație sălbatică din fructele mediteraneene. zbura, Ceratitis capitata (Wiedemann). De asemenea, este utilizat în mod eficient de-a lungul frontierei mexicane/guatemaleze (Sivinski și colab. 2000) pentru controlul C. capitata.

Lipsa surselor adecvate de zahăr pentru viespile parazitoide adulte a fost recunoscută ca fiind o cauză importantă a eșecului în programele de control biologic (McDougall și Mills 1997; Bautista și colab. 2001). Se știe că consumul de zahăr (carbohidrați) crește durata de viață și fecunditatea multor specii de parazitoizi (Siekmann și colab. 2001), motiv pentru care multe facilități de creștere în masă cresc adulți cu miere sau soluții de miere (Cancino și Montoya 2006). Multe parazitoide, inclusiv D. tryoni, necesită carbohidrați ca sursă de energie (Jervis și colab. 1993; Wäckers 2001), care sunt furnizate de consumul de alimente bogate în zahăr (Wyckhuys și colab. 2008). Sursele de carbohidrați furnizate parazitoizilor sunt importante pentru creșterea duratei de viață a adulților, ceea ce influențează direct eficacitatea acestor parazitoizi în programele de control biologic (Jacob și Evans 2000).

Efectul diferitelor surse de hrană asupra duratei de viață și a fecundității nu a fost explorat pentru D. tryoni; cu toate acestea, se știe că mierea crește durata de viață la alte braconide, inclusiv Fopius arisanus (Sonan) (Wu și colab. 2008), D. longicaudata (Ashmead) (Sivinski și colab. 2006) și D. kraussii (Fullaway) (Duan 2000 ).). Cu toate acestea, este important să obțineți informații specifice speciilor, în special în ceea ce privește sursa de hrană, pentru a sprijini sistemele de creștere în masă și a optimiza rezultatele controlului biologic. Un alt factor potențial important care nu a fost investigat pentru D. tryoni este efectul ovipoziției asupra duratei de viață a femeilor. Cercetările indică faptul că există un cost energetic al actului de reproducere (Wu și colab. 2008), care poate scurta durata de viață a femelei D. tryoni.

În mod similar, cunoașterea biologiei reproducerii și a ecologiei parazitoizilor este crucială atunci când se dezvoltă programe de control biologic bazate pe eliberări augmentative (Eliopoulos și colab. 2003). D. tryoni este o specie sinovigenă (Ramadan și colab. 2002), deci necesită nutrienți pentru ca potențialul de producție al gametilor să fie atins (Cicero și colab. 2011). Pot fi necesare cerințe specifice de hrană, perechi și gazde adecvate pentru ca femelele să maturizeze ouă suplimentare (Wang și Messing 2003). Maturarea ulterioară a ouălor nu este instantanee la speciile sinovigenice, iar ouăle nu pot fi produse și depuse imediat după găsirea unei gazde (Ellers și colab. 2000). În general, printre viespile parazitoide există puține diferențe în numărul de descendenți produși între femelele împerecheate și virgine (King 2002; Riddick 2005), dar parazitoidele braconide, inclusiv Diachasmimorpha spp. Joyce și colab., 2010). Cunoașterea efectului stării de împerechere asupra încărcăturii de ouă ar putea fi utilă pentru estimarea potențialului de producție al D. tryoni în sistemele de creștere în masă.

Deși nu este documentat pentru D. tryoni, este o constatare frecventă la parazitoizi că femelele mari trăiesc mai mult, au mai multe ouă disponibile imediat pentru depunere și produc mai mulți descendenți decât omologii lor mai mici (Cloutier și colab. 2000; Doyon și colab. 2005) . Cercetările oferă un sprijin puternic că fitnessul femelelor crește odată cu mărimea viespilor parazitoide în general (Lauziere și colab. 2000). O dimensiune mai mare oferă mai multe avantaje fiziologice și comportamentale, cum ar fi durata de viață crescută, fecunditatea și producția de descendenți (Sagarra și colab. 2001).

Au fost efectuate studii pentru a înțelege efectul stării și mărimii împerecherii asupra fecundității potențiale a femelei D. tryoni în condiții de laborator, precum și efectul a 3 surse de carbohidrați (miere, zahăr alb și sirop auriu (56% sirop inversat (glucoză și fructoză), 44% zaharoză) la concentrații de apă de 100 ml/L) împreună cu ovipoziția pe durata duratei de viață și potențialul de reproducere. Experimentele s-au adresat (1) dacă femelele virgine sau imperecheate au produs mai mulți descendenți și/sau au maturizat mai multe ouă, (2) efectul ovipoziției asupra duratei de viață a femelelor, (3) sursa de carbohidrați care a promovat cel mai bine durata de viață și fecunditatea femeilor și ( 4) dacă dimensiunea femelei a afectat pozitiv încărcătura ouălor și durata de viață. Informațiile obținute în urma acestor experimente vor contribui la dezvoltarea protocoalelor de cultivare în masă pentru D. tryoni în Australia împotriva muștei fructului Queensland, vor avea relevanță directă pentru utilizarea sa în programele de peste mări împotriva altor ținte și vor avea o influență asupra creșterii altor agenți himenopterieni.

Materiale și metode

Culturi de insecte

Culturile de D. tryoni și B. tryoni au fost stabilite din piersici infestate colectate la Gosford Horticulture Institute, Gosford, New South Wales (NSW), Australia, în ianuarie 2011. Culturile de parazitoizi și muște de fructe au fost păstrate într-o cameră de creștere (22 ± 2 ° C, 65 ± 15% HR, 16: 8 L: D) la Institutul Agricol Elizabeth Macarthur (EMAI), Menangle, NSW. Parazitoizii au fost crescuți pe descendenții câmpului larvele B. tryoni colectate și suplimentate, atunci când este necesar, cu larvele B. tryoni de la instalația de producție a muștelor fructelor de la EMAI. Parazitoizii adulți au fost hrăniți cu o dietă standard de miere pură (dungată pe o ceașcă de 50 ml folosind o pensulă) și apă (furnizată dintr-un fitil dentar înmuiat în apă), cu excepția cazului în care au fost folosiți în experimentele care specifică alte tratamente. Toate larvele B. tryoni au fost crescute pe o dietă standard de morcov rehidratat standard (Christenson și colab. 1956; Snowball și colab. 1961) realizată la fața locului. Muștele adulte au fost hrănite cu cuburi de zahăr alb, hidrolizat de drojdie (MP Biomedicals, www.mpbio.com) și apă.

Starea împerecherii, fecunditatea și dimensiunea

Două tratamente au fost evaluate în condiții de cultură de laborator: 1) cuști cu 5 D. tryoni femele și 5 D. tryoni masculi (împerecheați) și 2) cuști cu 5 D. tryoni doar femele (virgine). Femelele au fost repartizate în cuști de plastic de 175 × 120 × 60 mm (modelul C500, WF Plastic, www.bwfplastic.com/au) la eclosionare și asociate cu bărbați cu vârsta cuprinsă între 1 și 10 zile. Toate cuștile au fost prevăzute cu dieta standard de miere și apă și au fost acoperite cu plasă de tifon sintetic fixată cu 2 benzi de cauciuc. Grupurile de parazitoizi (mai degrabă decât indivizii) au fost ținute în cuști, astfel încât condițiile de împerechere și ovipoziție să semene cu condițiile experimentate în timpul creșterii în masă. Au existat 10 cuști pentru tratamentul împerecheat (n = 50 femele în total) și 7 cuști pentru tratamentul virgin (n = 35 femele în total); acest experiment a folosit parazitoizi din 3 generații (F5-7) de D. tryoni.

După 10 zile în care bărbaților și femelelor li s-a permis să se împerecheze și să se hrănească, masculii au fost scoși din cuștile împerecheate. Fiecare cușcă, inclusiv cuștile feminine nemărite, a fost apoi prezentată cu o unitate ovipozițională cu 1 ocazie, care cuprindea o cutie Petri care conținea 28 g de mediu de morcov și aproximativ 100 larve B. tryoni de gradul trei ca gazde (precum și miere și apă) timp de 24 de ore. După acest timp, fiecare cutie Petri a fost îndepărtată și așezată pe un pat de vermiculit umezit (vermiculit 4: 1 până la apă) timp de 10 zile, ceea ce a permis suficient timp pentru ca toate larvele gazdă prezente să se cufunde în vermiculit și pupate, și apoi cernute . A fost înregistrat numărul de parazitoizi închisi pe tratament.

Pentru a determina numărul de descendenți pe femeie (randamentul descendenților), numărul total de descendenți recuperați din fiecare unitate de ovipoziție a fost împărțit la numărul de femele care erau încă în viață la data expunerii. După ce femelele părinte din ambele tratamente au fost expuse la larvele gazdă, acestea au fost ucise (congelate) și depozitate într-un congelator de -4 ° C pentru a permite măsurători ulterioare ale tibiei posterioare și numărarea încărcăturii de ouă mature (descrisă mai jos).

Surse de carbohidrați, ovipoziție și durata de viață a femeilor

Supraviețuirea femeilor a fost înregistrată zilnic până la moarte. Femelele au fost depozitate într-un congelator de -4 ° C până când s-au făcut măsurători ale tibiei posterioare.

Măsurători ale tibiei posterioare și ale ouălor

Pentru a determina mărimea parazitoidului feminin D. tryoni, picioarele din spate au fost extinse pentru a expune tibia pentru măsurare cu o reticulă a ocularului microscopului. Femelele au fost analizate în continuare pentru încărcăturile lor de ouă sub aceleași setări ale microscopului prin îndepărtarea abdomenului din restul corpului cu pensete. Au fost introduse găuri mici în abdomen folosind un știft entomologic (0,53 mm diametru). O picătură de apă a fost plasată deasupra abdomenului pentru a permite suspendarea și apoi a fost folosită o alunecare de acoperire pentru a strivi abdomenul pentru a elibera ouăle. Ouăle au fost numărate ca mai sus cu un microscop, iar numerele au fost înregistrate.

Analize statistice

ANOVA-uri unidirecționale separate au fost utilizate pentru a analiza efectul stării de împerechere asupra randamentului descendenților și a încărcăturii de ouă și a efectului ovipoziției asupra duratei de viață. Regresia liniară a fost utilizată pentru a examina relația dintre încărcătura ouălor și mărimea femelei (lungimea tibiei posterioare). Analiza supraviețuirii (regresie neliniară, ajustare Weibull) a fost utilizată pentru a descrie forma relației mortalitate-timp la femei din diferitele tratamente cu carbohidrați. Toate analizele au fost efectuate folosind versiunea GenStat 13 (Payne și colab. 2010), cu excepția analizei de supraviețuire, care a folosit JMP (SAS 1995).