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方法文章

用于繁殖寄生蜂Ganaspis brasiliensis的方法:一种针对入侵性斑翅果蝇Drosophila suzukii的有前景的生物防治手段

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DOI:

10.3791/63898

2022年6月2日

本文内容

摘要

Ganaspis brasiliensis 是斑翅果蝇(Drosophila suzukii,一种全球性入侵性果树害虫)的幼虫寄生蜂,目前已获准或正在考虑引入欧洲和美国,用于对该害虫进行生物防治。本文提供了该寄生蜂小规模和大规模饲养的操作方案。

摘要

斑翅果蝇(Drosophila suzukii Matsumura)(双翅目:果蝇科)原产于东亚,近十年来已在美洲、欧洲及非洲部分地区广泛定殖,成为入侵地区多种薄皮果实的毁灭性害虫。生物防治,特别是利用可自我延续且具有专一性的寄生性天敌,被认为是可持续地进行区域性防控这种高迁移性、多食性害虫的可行策略。Ganaspis brasiliensis Ihering(膜翅目:细蜂科)是一种幼虫期寄生蜂,在东亚广泛分布,被证实是对D. suzukii最具专一性和防治效果的寄生蜂之一。

在对其功效和潜在非靶标风险进行了严格的引入前评估后,该物种中宿主特异性较强的一个遗传类群(G1 G. brasiliensis)最近已获准在美国和意大利引入并进行田间释放。另一个遗传类群(G3 G. brasiliensis)在东亚地区也常被发现攻击D. suzukii,未来可能也会被考虑用于引入。目前,人们对饲养G. brasiliensis以用于研究,或大规模生产以进行田间释放来防控D. suzukii具有极大兴趣。本实验方案及配套视频文章描述了该寄生蜂在小规模研究和大规模生产及田间释放中的有效饲养方法。这些方法有助于进一步推动对该原产于亚洲的寄生蜂的长期研究与应用,使其成为防控这一全球性入侵害虫的有前景的生物防治手段。

引言

原产于东亚的斑翅果蝇Drosophila suzukii(Matsumura)(双翅目:果蝇科)已在美洲、欧洲及非洲部分地区广泛定殖1,2。该果蝇具有极强的多食性,在其原生地和入侵地均可利用多种果皮柔软且较薄的栽培及野生果实1,2,3。目前对该害虫的防治主要依赖在易感果实成熟期间频繁施用杀虫剂以杀灭农田中的成虫。由于非作物生境中果蝇种群持续迁入,以及入侵地区缺乏有效的本地天敌,往往需要多次喷药1,4。生物防治,特别是利用可自我延续的专性寄生蜂,可能有助于在景观尺度上抑制果蝇种群,并在对该高迁移性、多食性害虫进行可持续的区域性管理中发挥关键作用4,5,6

在过去十年中,研究人员致力于在东亚地区——Drosophila suzukii 的原生....

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方案

1. G3 Ganaspis brasiliensis 小规模实验室繁育方法

  1. 准备寄主饲料。
    1. 将 600 mL 蒸馏水加入一个 1,500 mL 的玻璃容器中,并在电热板上加热该水。
    2. 加入 88.6 g 市售干燥饲料(由琼脂、酿酒酵母、玉米粉、对羟基苯甲酸甲酯和蔗糖制成),或按照 Dalton 等人发表的配方28制备饲料(见步骤 2.1.2)。
    3. 向干燥饲料中加入 300 mL 蒸馏水,并充分搅拌饲料混合物。
    4. 将混合物加入沸腾的水中。
    5. 使电热板上的液体饲料持续煮沸 10 分钟,期间定期搅拌混合物以防止烧焦。
    6. 将饲料在室温下冷却 30 分钟,期间偶尔搅拌以均匀散热,并防止饲料表面凝固。
    7. 在一个容器中量取 6.7 mL 95% 的乙醇,在另一容器中量取 3.5 mL 1 M 丙酸溶液。
    8. 待饲料冷却后,先加入乙醇,再加入丙酸溶液,每次添加后均充分搅拌。
    9. 准备蓝莓(从当地市场购买):先用冷水冲洗,再用次氯酸钠漂白液(稀释至 5%)冲洗,最后再用冷水冲洗一次。
    10. 用纸巾将果实擦干,并手工捣碎,直至每颗果实的果皮破裂,果肉和汁液充分暴露。
    11. 向每个 250 mL 的锥形瓶中加入 25–3....

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结果

图4展示了在美国农业部农业研究局有益昆虫引进单元(美国特拉华州纽瓦克)的检疫设施内,采用两种不同寄生蜂密度(6对或10对)和两种不同暴露时间(5天或10天)对G3代Ganaspis brasiliensis进行小规模实验室饲养的代表性结果。每种寄生蜂密度与暴露时间的组合均设有14个重复。总共64个培养瓶产生了4,018只蜂(每个培养瓶平均产生71.7 ± 4.9只子代),其中雌性子代占49.5% ± 1.9%。在21 °C条件下,成年寄生蜂在产卵后约30–35天羽化。寄生蜂密度和暴露时间对每个重复(培养瓶)产生的子代总数无显著影响(单因素方差分析,F3,52 = 0.379,P = 0.769),对雌性子代百分比仅有轻微影响(单因素方差分析,分析前根据需要对数据进行logit转换以稳定变异,F3,52 = 2.796,P = 0.049),但人均雌性个体的繁殖效率随寄生蜂数量增加而下降(单因素方差分析,F3,52

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讨论

长期研究及后续对生物防治剂的田间释放依赖于高效且经济的饲养技术。本研究中描述的方法已被证明是小规模和大规模饲养巴西甘蔗瘿蚊茧蜂(Ganaspis brasiliensis)的有效方案。小规模饲养方案经过多年优化,旨在减少所需人力,并降低同时维持寄生蜂及其寄主种群所需的专用设备要求,适用于实验室研究或生物测定中种群的维持。作者曾采用类似方法进行该寄生蜂的检疫评估饲养。大规模饲养方案则可用于生产大量蜂类以供田间释放,如近期在意大利开展的工作。这些技术可轻松转移至其他实验室、生产单位或企业,用于近期的大规模饲养,同时也可作为进一步改进方法学的基础。

这些方案也可用于饲养Leptopilina japonica,因为Ganaspis brasiliensisL. japonica在寄主生境偏好7,8、寄主发育阶段偏好或生殖生物学特性15、温度适应性

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披露

作者声明无利益冲突。

致谢

作者感谢瑞士CABI的Lukas Seehausen和Marc Kenis慷慨提供G1 G. brasiliensis。意大利方面的研究经费由意大利特伦托自治省(Provincia Autonoma di Trento)提供,美国方面的经费由美国农业部国家食品与农业研究所(National Institute of Food and Agriculture)、美国农业部特色作物研究计划(USDA Specialty Crops Research Initiative)资助(项目号#2020-5118-32140)、美国农业部动植物卫生检验局(USDA Animal and Plant Health Inspection Service,农场法案基金14-8130-0463)以及美国农业部农业研究局CRIS基础资金(项目号8010-22000-033-00D)提供。美国农业部为平等机会提供者和雇主,不认可本出版物中提及的任何产品。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
活性干酵母Fleischmanns Yeast, Cincinatti, OH, USA用于覆盖水果以减少霉菌生长,并增强水果对果蝇的吸引力
细菌学琼脂Merk Life Science S.r.l., Milan, ItalyA1296 - 5KG用于制备标准果蝇培养基
漂白剂溶液Clorox Company, Oakland, CA, USA用于对果肉类水果进行消毒
蓝色塞子Azer Scientific, Morgantown, PA, USAES3837用于密封试管,同时允许昆虫通风
蓝莓杂货店,美国特拉华州纽瓦克作为果蝇的寄主水果提供(也可使用其他多种水果)
BugDorm 昆虫饲养笼(宽24.5 × 深24.5 × 高63.0 cm)Mega View Science Co. Ltd., 中国台湾台中4E3030用于饲养寄生蜂(寄生用饲养笼)
BugDorm 昆虫饲养笼(宽32.5 × 深32.5 × 高32.5 cm)Mega View Science Co. Ltd., 中国台湾台中4E4590用于饲养果蝇
BugDorm 昆虫饲养笼(宽32.5 × 深32.5 × 高32.5 cm)Mega View Science Co. Ltd., 中国台湾台中4E4545用于饲养寄生蜂(羽化用饲养笼)
镀锌铁丝网(0.64 cm,19号规格)Everbilt, OH, USA308231EB用于抬高水果,以便寄生蜂最大程度地产卵
玉米粉杂货店,意大利特伦托用于制备标准果蝇培养基
牙科棉卷(1 × 3.8 cm)Gima S.p.A., 意大利杰萨泰35000用于在储存容器内为寄生蜂提供水分
果蝇饲料Frontier Scientific, Newark, DE, USATF1003定制饲料,用于饲养果蝇
窄口果蝇小瓶,聚苯乙烯材质(2.5 × 9.5 cm)VWR International, LLC., Radnor, PA, US75813-160用于在饲养笼内为寄生蜂提供水分
果蝇小瓶塞,醋酸纤维素材质(2.5 cm)VWR International, LLC., Radnor, PA, US89168-886用于在饲养笼内为寄生蜂提供水分
锥形瓶(250 mL)Carolina Biological, Burlington, NC, USA731029用于饲养果蝇和寄生蜂
离心管(Falcon型,50 mL)VWR International, LLC., Radnor, PA, USVWRI525-0611经改造后用于运输成年寄生蜂
泡沫塞Jaece Industries, North Tanawanda, NY, USAL800-C用于密封锥形瓶,同时允许昆虫通风
蜂蜜杂货店,美国特拉华州纽瓦克作为寄生蜂的食物提供
Identi-Plug 塑料泡沫塞Fisher Scientific Company, L.L.C., Pittsburg, PA, US14-127-40E用作寄生蜂的饲喂装置,并用于密封储存容器
工业用纸巾杂货店,美国特拉华州纽瓦克作为蛹化基质供蛹使用,并可减少湿度
微孔网布(250 mL)Industrial Netting, Maple Grove, MN, USAWN0250-72用于制作昆虫通风盖
营养酵母(片状)杂货店,意大利特伦托用于制备标准果蝇培养基
纸质杯垫(10.2 cm)Hoffmaster, WI, USA35NG26作为果蝇及被寄生蛹的蛹化基质提供
塑料杯(Ø 13.3 cm,800 mL)Berry Superfos, Taastrup, DenmarkUnipak 5134经改造后用于储存成年寄生蜂
塑料盖(Ø 13.3 cm)Berry Superfos, Taastrup, DenmarkPP 2830经改造后用于储存成年寄生蜂
丙酸Merk Life Science S.r.l., Milan, ItalyP1386 - 1L用于制备标准果蝇培养基
蔗糖杂货店,意大利特伦托用于制备标准果蝇培养基
带盖汤杯(475 mL)StackMan, 越南DC1648用于被寄生的幼虫进行蛹化
大豆粉杂货店,意大利特伦托用于制备标准果蝇培养基
白色毛毡垫圈(厚0.64 cm,内径5 mm × 外径20 mm)Quiklok, Lincoln, NH, USWFW/.25 x 5 x 20 mm用作寄生蜂的饲喂环

参考文献

  1. Asplen, M. K., et al. Invasion biology of spotted wing drosophila (Drosophila suzukii): a global perspective and future priorities. Journal of Pest Science. 88 (3), 469-494 (2015).
  2. Tait, G., et al.

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