Un protocollo ottimizzato per la cura dei Fopius arisanus, Un parassitoide di frutta Tephritid mosche
2 luglio 2011
Fopius arisanus è un uovo-parassitoide larvale di moscerini della frutta Tephritid che viene utilizzato con successo nel controllo biologico di questi parassiti importanti tropicale. Descriviamo qui un protocollo ottimizzato per l'allevamento di F. arisanus su piccola scala con materiali facilmente reperibili.
FOIA Aus è un importante agente di controllo biologico nelle Hawaii perché attacca le mosche delle piante fritte, che sono parassiti economicamente rilevanti in tutte le regioni tropicali e in particolare qui alle Hawaii. Il vantaggio di FOIA Aus è che attacca lo stadio a uovo dell'insetto parassita, controllandolo quindi in una fase precoce. Nei seguenti filmati, potrete osservare da vicino come alleviamo FOIA Aus in un ambiente di laboratorio.
E alla fine di questo programma, verranno illustrate alcune discussioni su come questo particolare parassitoide sia stato utilizzato in un programma di rilascio di successo nella Polinesia Francese. Inizieremo il nostro protocollo con parassiti adulti pronti a ovideporsi nelle uova di una mosca della frutta ospite. Il primo passaggio consiste nel preparare le uova della mosca della frutta per presentarle al parassitoide.
Successivamente, si lasciano schiudere, sviluppare e impuppare le larve di moscerino della frutta. Una volta che i moscerini raggiungono lo stadio di pupa, vengono selezionati in base alla dimensione per arricchire la popolazione di parassiti. Infine, i parassiti emergono e vengono mantenuti fino alla maturazione.
Successivamente si incontrano e sono nuovamente pronti a entrare in OSI in un nuovo lotto di frutta. Uova di moscerino. Questo completa il ciclo.
Preparare un substrato per il frutto. Uova di mosca mediante la creazione di blocchi di trivella di circa 10 centimetri per lato. La trivella viene preparata a una concentrazione di nove grammi di polvere di trivella per litro di acqua.
Utilizzando una superficie livella, riempire le capsule fino all'orlo con l'agar liquido, lasciandolo solidificare per almeno 45 minuti. Una volta che i blocchi di agar sono solidi, applicare un singolo strato di carta da filtro che copra la parte superiore di ciascun blocco di agar. La carta deve aderire facilmente all'agar grazie all'umidità superficiale.
Un secondo arrotolamento. Applicare le uova di moscerino sulla superficie dei blocchi della coclea rivestita con tessuto. Un volume di 0,5 millilitri di uova di moscerino in sospensione fornisce circa 6.000 uova per blocco.
Un pennello largo 2,5 centimetri, inumidito con acqua, viene utilizzato per distribuire uniformemente le uova di moscerino della frutta sulla superficie del tessuto. Le uova di moscerino della frutta vengono ora posizionate al di sotto della griglia inferiore delle gabbie dei parassiti per consentire la deposizione da parte dei parassiti; picchiettando il lato inferiore della griglia si rimuovono i parassiti morti, che potrebbero ostruire la frutta. Le uova di moscerino permettono ai parassiti di deporre le uova durante la notte.
Circa 21 ore sono sufficienti affinché una percentuale elevata delle uova di moscerino della frutta venga parassitata. Un'esposizione più lunga comporta il rischio di superparassitismo. I componenti principali necessari per l'allevamento delle uova dopo l'esposizione ai parassiti sono la dieta per larve di moscerino della frutta, i contenitori per la dieta larvale e i contenitori per la pupe.
Posizionare da tre a tre e mezzo blocchi preparati di augero contenenti uova parassitate su un litro e un quarto di dieta per larve di mosca. Posizionare il contenitore della dieta con le uova su un supporto rialzato e un contenitore per la pupe sopra uno strato di vermiculite fine o sabbia lavata profondo un centimetro e mezzo.
Fissare i bordi del contenitore per la pupazione con nastro adesivo di carta. Assicurarsi che vi sia spazio sufficiente tra la parte superiore del contenitore della dieta e il coperchio del contenitore per la pupazione, in modo che le larve possano uscire e immergersi nella vermiculite sottostante. Spostare i contenitori per la pupazione in una stanza a 27 gradi centigradi e 80% di umidità relativa per una settimana.
Coprire i contenitori con un panno pesante per i primi quattro giorni dopo una settimana. Aprire i contenitori di pupe e rimuovere la dieta larvale. Utilizziamo Bre Dorsals come moscerino della frutta ospite per allevare foia Airis.
Altre specie appartenenti ai generi Asfa e sitis sono anche ospiti potenziali. Se sono presenti larve non mature nella vermiculite, lasciarle impuppare durante la notte setacciando. Le pupe vengono recuperate dalla vermiculite iniziando con un setaccio grosso e un contenitore grande.
Successivamente, utilizzare un setaccio manuale per rimuovere eventuali grumi residui di vermiculite Eria contenente opia. Gli Ais possono essere parzialmente separati dalle mosche della frutta non parassitate in base a. Pertanto, sulla base di ricerche precedenti, raccogliamo soltanto l'aria compresa tra 1,65 e 2,26 millimetri di diametro er, che essendo più piccola, contiene principalmente parassitoidi di dimensioni ridotte.
Le aree più grandi contengono principalmente mosche. È possibile utilizzare una varietà di metodi per la selezione dimensionale delle pupe. Descriveremo un metodo meccanico che impiega un separatore su misura per le aree parassitate raccolte.
La percentuale di femmine aumenta con la dimensione. Posizionare il campione nel imbuto in cima al separatore meccanico per dimensione. Un alimentatore a vibrazione lo sposta verso l'alto lungo una coppia di barre rotanti leggermente divergenti, inclinate di un angolo di 30 gradi. Gli individui cadono singolarmente in una serie di fessure che sfociano, attraverso degli imbuto, in 10 contenitori separati.
Metti i pupe di dimensioni comprese tra 1,65 millimetri e 2,26 millimetri in una gabbia di emergenza per altri sette giorni, fino a quando la maggior parte delle mosche non sarà emersa dai pupe parassitizzati. Successivamente, usa un ventilatore per separare le pupa vuote da quelle che contengono ancora parassitoidi vivi. Per mantenere la colonia di Opia Aus, utilizza una gabbia per il mantenimento dei parassiti dotata di un frontale in vetro rimovibile, di circa 25 centimetri di lunghezza per lato.
La gabbia ha una griglia di un millimetro quadrato sulla parte superiore e su due dei lati. La parte posteriore della gabbia è ricoperta con un foglio di gomma che presenta un foro di nove centimetri per l'accesso. Il fondo della gabbia ha un'apertura ricoperta internamente con una griglia da uno a due millimetri quadrati.
Di dimensioni sufficienti da permettere il posizionamento di due blocchi elicoidali con frutta e uova di mosca per il parassita nella posizione sopra indicata. Le gabbie di contenimento dovrebbero inoltre presentare una parte colorata lungo il quarto inferiore della parte anteriore in vetro, per ridurre al minimo l'accumulo del parassita lungo il fronte della gabbia. Collocare circa 11 grammi dell'aria selezionata in contenitori di plastica, di circa nove centimetri di diametro.
Questo dovrebbe produrre circa da 600 a 700 parassiti per gabbia. La selezione per dimensione dovrebbe portare a circa il 60% di femmine. Fissare i coperchi a rete ai contenitori. I coperchi devono essere ricoperti con una rete da due millimetri quadrati, che permetterà agli adulti di uscire dai contenitori al momento dell'emergenza, ma tratterrà eventuali moscerini della frutta rimanenti.
Mantenere i parassiti a 24 gradi centigradi e circa il 45% di umidità relativa, con un fotoperiodo 12:12 e una buona ventilazione. Distribuire il miele centrifugato lungo la parte superiore delle gabbie almeno tre volte alla settimana, oppure ogni volta che il miele disponibile è secco. Applicare il miele centrifugato in sottili strisce utilizzando la punta di un dito. Si noti che se le strisce sono troppo spesse, il miele gocciolerà all'interno della gabbia; se sono troppo sottili, il miele si seccherà rapidamente e richiederà applicazioni frequenti. Posizionare blocchi di coclea, di 10 centimetri quadrati e quattro centimetri di profondità, sulla sommità delle gabbie per fornire umidità ai parassiti.
Questi blocchi devono essere cambiati due volte alla settimana. Nel 2001 abbiamo ricevuto un piccolo finanziamento iniziale per verificare se potevamo introdurre dei controlli biologici nella Polinesia Francese per aiutare a mitigare la situazione, poiché in quel periodo la mosca delle frutta orientale stava causando un'infestazione incredibile di tutti i frutti tropicali. Il laboratorio qui alle Hawaii ha effettuato 10 spedizioni.
Quindi ognuna di queste spedizioni ammontava solitamente a circa centomila esemplari di Opia air sayings, anche se in realtà erano molti di più; noi spedivamo il Drosophila orientale con il parassitoide all'interno, e successivamente li facevamo schiudere. Abbiamo quindi allestito un piccolo laboratorio a Tahiti, dove ricevevamo questi esemplari e facevamo emergere i FOIA Air Sanus. Nel corso di un periodo di circa un anno, abbiamo rilasciato quasi un milione di FOIA Aans.
Nel complesso, questo è il caso di maggior successo al di fuori delle Hawaii. Quando FOIA Aus fu inizialmente rilasciato alle Hawaii, è stato il miglior esempio di controllo biologico delle mosche della frutta in tutto il Pacifico. Negli ultimi 10 anni, si è verificata una diffusione notevole del complesso Bactrocera Dorsals in tutto il mondo.
Quindi Bactrocera Carbo si è diffusa in Sud America, in Suriname, e attualmente è presente nel Brasile settentrionale. Inoltre, un'altra specie chiamata Bacter Inance si è diffusa in tutta l'Africa causando ogni sorta di danni. Infine, si è verificata anche la diffusione del batterio della papaia.
Questo successo apre ora opportunità per rilasciare questi FOIA Aus in Sud America, Africa e in altre parti dell'Asia.
Panoramica
Fopius arisanus è una vespa parassitoide che attacca lo stadio uovo-larvale delle mosche dei frutti Tephritidae, insetti nocivi di notevole importanza agricola nelle regioni tropicali. Questo articolo descrive un protocollo ottimizzato per l'allevamento su piccola scala di F. arisanus, utilizzando materiali facilmente reperibili.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Controllo biologico
- Entomologia
- Gestione dei parassiti agricoli
Sfondo
- F. arisanus viene utilizzato per il controllo delle popolazioni di moscerini della frutta.
- I moscerini della frutta rappresentano una minaccia economica per l'agricoltura nelle zone tropicali.
- Il calabrone attacca lo stadio a uovo del moscerino della frutta, impedendone lo sviluppo successivo.
- Protocolli di allevamento efficaci sono essenziali per programmi di controllo biologico efficienti.
Scopo dello studio
- Fornire un protocollo dettagliato per l'allevamento di F. arisanus.
- Migliorare l'efficienza dei metodi di controllo biologico contro i moscerini della frutta.
- Facilitare l'uso di F. arisanus nelle strategie di gestione dei parassiti.
Metodi Utilizzati
- Preparazione di uova di moscerino della frutta su blocchi di agar per la parassitizzazione.
- Utilizzo di diete larvali specifiche e contenitori per la pupe durante lo sviluppo.
- Selezione delle pupe in base alla dimensione per ottimizzare l'emergenza di femmine parassitoidi.
- Mantenimento di colonie di parassitoidi in condizioni ambientali controllate.
Risultati principali
- Parassitizzazione con successo delle uova di moscerino della frutta da parte di F. arisanus.
- Metodi di allevamento efficienti producono un'alta percentuale di parassitoidi femmine.
- Costituzione di una colonia sostenibile per continui sforzi di controllo biologico.
- Dimostrazione dell'efficacia del protocollo in condizioni di laboratorio.
Conclusioni
- Il protocollo ottimizzato di allevamento può contribuire in modo significativo ai programmi di controllo biologico.
- F. arisanus mostra potenzialità come soluzione sostenibile per il controllo delle popolazioni di moscerini della frutta.
- Ulteriori ricerche potrebbero migliorare l'applicazione di questo parassitoide in diverse regioni.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
La creazione di colonie di laboratorio affidabili di insetti imenotteri parassitoidi come Fopius arisanus è fondamentale per far progredire i programmi di controllo biologico contro le mosche dei frutti tefritidi, responsabili di ingenti danni economici. Protocolli di allevamento ottimizzati aumentano la fiducia predittiva nella validazione degli obiettivi, consentendo una produzione costante di agenti biologici per ridurre i rischi meccanicistici nelle strategie di gestione dei parassiti. Questo approccio favorisce una continuità traslazionale dalla fase di scoperta fino alla valutazione preclinica nei processi biotecnologici agricoli.
Applicazioni strategiche nella ricerca e sviluppo biotecnologico-farmaceutico
Scoperta Precoce e Validazione del Bersaglio
- Valore scientifico: Consente l'analisi delle interazioni ospite-parassitoide allo stadio dell'uovo per la validazione di bersagli in percorsi di controllo dei parassiti.
- Valore operativo: Fornisce un sistema riproducibile per la validazione funzionale di bersagli, utilizzando la parassitizzazione allo stadio dell'uovo come fenotipo misurabile.
- Valore predittivo: Supporta la previsione dell'efficacia degli agenti biologici attraverso parametri standardizzati di allevamento e di emergenza.
Sviluppo di Screening e Saggi
- Valore scientifico: Genera popolazioni di parassitoidi validate per l'analisi successiva della suscettibilità dell'ospite e del vigore del parassitoide.
- Valore operativo: Fornisce materiale biologico standardizzato con tassi di emergenza quantificati, pronto per saggi e riproducibili.
- Scalabilità: Permette il riutilizzo della piattaforma su diverse specie di ospiti Tefritidi mediante l'isolamento di pupe separate per dimensione.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Continuità Translazionale: Collega l'allevamento in laboratorio al rilascio in campo attraverso il successo documentato nei programmi di rilascio in Polinesia Francese.
- Sistema Rilevante per le Malattie: Utilizza Bactrocera dorsalis e specie correlate come modelli preclinici per valutare l'insediamento e la diffusione dei parassitoidi.
- Avanzamento Basato sul Rischio: Fornisce informazioni per decisioni di avanzamento o sospensione del rilascio regionale sulla base di dati sulla stabilità della colonia e sull'ampiezza dell'ospite.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il metodo di allevamento si integra nel percorso della scoperta supportando la verifica delle ipotesi nella fase iniziale della scoperta, consentendo lo sviluppo di saggi attraverso la produzione standardizzata di parassitoidi e orientando la ricerca traslazionale mediante la validazione dell'ampiezza dell'ospite.
- Biologia della scoperta: Facilita la verifica di ipotesi sulla selezione degli ospiti da parte dei parassitoidi e sui meccanismi di infezione allo stadio delle uova.
- Screening: Garantisce la prontezza del saggio mediante la produzione costante di pupe parassitate comprese nell'intervallo dimensionale 1,65–2,26 mm.
- Analisi: Fornisce dati quantitativi, inclusi i tassi di emergenza, l'aumento percentuale di femmine con la dimensione e l'efficienza di parassitizzazione dopo un'esposizione di 21 ore.
- Ricerca traslazionale: Collega il mantenimento di colonie di laboratorio alla validazione preclinica attraverso rilasci documentati in campo in regioni tropicali.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce un flusso di produzione di parassitoidi riutilizzabile, basato su materiali accessibili a livello globale come agar e vermiculite.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Previsione affidabile dell'espansione dell'ospite e riduzione dei rischi meccanicistici nell'efficacia del controllo biologico.
- Valore operativo: Standardizzazione, riproducibilità e ridotte richieste di manodopera per il mantenimento sostenuto delle colonie.
- Valore strategico: Miglioramento delle decisioni di avvio o meno del rilascio a livello regionale e riduzione del rischio nei programmi di controllo biologico.
- Impatto sul portafoglio: Prioritizzazione corretta rispetto ai rischi per F. arisanus nel controllo di Tephritidi in regioni emergenti infestate da Bactrocera.
Considerazioni sull'implementazione
- Competenze nell'allevamento di insetti, nelle tecniche di parassitizzazione e nel raggruppamento per dimensione delle pupe.
- Strumentazione comprendente separatori meccanici per dimensione, alimentatori a vibrazione e camere ambientali.
- Standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro per la preparazione dei blocchi di agar, l'applicazione delle uova e le procedure di somministrazione del miele.
- Considerazioni sull'adattamento a diverse specie ospiti di Tefritidi e alle condizioni ambientali regionali.
- I limiti pratici includono la dipendenza dalla disponibilità di uova dell'ospite e la necessità di un tempismo preciso nella parassitizzazione (21 ore) per evitare la superparassitizzazione.
