ショウジョウバエの幼虫寄生生物であるGanaspis brasiliensis(世界的な侵略的な果樹害虫)は、この害虫の生物学的防除のために承認されているか、またはヨーロッパおよび米国への導入が検討されています。この記事では、この寄生生物の小規模および大規模飼育の両方のプロトコルを提供します。
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ショウジョウバエの幼虫寄生生物であるGanaspis brasiliensis(世界的な侵略的な果樹害虫)は、この害虫の生物学的防除のために承認されているか、またはヨーロッパおよび米国への導入が検討されています。この記事では、この寄生生物の小規模および大規模飼育の両方のプロトコルを提供します。
東アジア原産のスポッティングされた翼のショウジョウバエ、 ショウジョウバエの鈴木井 (松村)(双翅目:ショウジョウバエ)は、過去10年間にアメリカ大陸、ヨーロッパ、アフリカの一部に広く定着し、侵略地域でさまざまな柔らかい皮の果物の壊滅的な害虫となっています。生物学的防除は、特に自己永続性および特殊な寄生生物による、この非常に移動性の高い多食性害虫の持続可能な地域全体の管理のための実行可能な選択肢であると期待されている。 ガナスピス・ブラジリエンシス Ihering(膜翅目:Figitidae)は、東アジアに広く分布している幼虫寄生生物であり、 D. suzukiiの最も効果的な寄生生物の1つであることがわかっている。
その有効性と潜在的な非標的リスクの厳格な導入前評価の後、この種のより宿主特異的な遺伝子群の1つ(G1 G. brasiliensis)が最近、米国およびイタリアでの導入および野外放出のために承認されました。東アジアでD. suzukiiを攻撃するために一般的に見出された別の遺伝子群(G3 G. brasiliensis)は、近い将来に導入が検討されるかもしれない。現在、G. brasiliensisを研究のために飼育したり、D. suzukiiに対する野外リリースのために大量生産したりすることに大きな関心が寄せられています。このプロトコルと関連するビデオ記事では、研究のための小規模と大量生産とフィールドリリースのための大規模の両方で、この寄生虫の効果的な飼育方法について説明しています。これらの方法は、この世界的な侵略的害虫の有望な生物学的防除剤としてのこのアジア原産の寄生生物のさらなる長期研究および使用に利益をもたらす可能性がある。
東アジア原産の、斑点を付けられた翼のショウジョウバエ、ショウジョウバエ鈴木井(松村)(双翅目:ショウジョウバエ科)は、アメリカ大陸、ヨーロッパ、アフリカの一部に広く定着している1,2。ハエは非常に多食性であり、その原産地および侵入地域で柔らかく薄い皮を持つ様々な栽培および野生の果実を利用することができる1,2,3。この害虫の現在の管理戦略は、影響を受けやすい果実が熟しているときに作物畑の成虫のハエを標的とする殺虫剤の頻繁な使用に大きく依存している。繰り返しスプレーがしばしば使用されるが、これはおそらく、非作物生息地からの貯水池ハエ個体群の一貫した波及効果および侵入地域に居住する有効な天敵の欠如によるものである1,4。生物学的防除は、特に自己永続性の特殊な寄生生物による、景観レベルでのハエの個体群を抑制するのに役立ち、この非常に移動性および多食性の害虫の持続可能な地域全体の管理に重要な役割を果たす可能性がある4,5,6。
過去10年間、研究者は、東アジアのハエの原産地7,8,9でショウジョウバエの共進化した寄生生物と、南北アメリカとヨーロッパのハエの侵略地域で効果的だが新しく関連する寄生生物を発見するための努力に焦点を当ててきました4,5,6。ハエの新しく侵入した地域では、アソバラc.f.タビダ(Nees)(膜翅目:Braconidae)、Leptopilina boulardi(Barbotin et al)、L. heterotoma(Thompson)(膜翅目:Figitidae)などの一般的に発生する幼虫ショウジョウバエ寄生生物は、ハエの強い免疫抵抗のためにD. suzukiiから発達したり、寄生レベルが低いりすることができない10。北米およびヨーロッパのパキクレポイデウス・ヴィンデミア(ロンダニ)(膜翅目:Pteromalidae)およびトリコプリア・ショドジョウバエ(パーキンス)(膜翅目:Diapriidae)および南米のトリコプリア・アナストレファエ・リマ(Trichopria anastrephae Lima)のようないくつかのコスモポリタンでジェネラリストの蛹寄生虫のみがこのハエから容易に発達することができる4。対照的に、東アジアの探査では、D. suzukii 4,5,6から多くの幼虫寄生生物が発見されている。その中で、Asobara japonica Belokobylskij、Ganaspis brasiliensis Ihering、およびLeptopilina japonica Novković & Kimuraは、優勢な幼虫寄生虫である7,8,9,11。特に、2つのフィジティッド(L. japonicaとG. brasiliensis)は、D. suzukiiおよび/または他の密接に関連したショウジョウバエが自然植生で寄生する新鮮な果物に主に見られる主要な寄生生物であった7,8,9。これら3種のアジアの幼虫寄生虫を米国と欧州の検疫施設に輸入し、その相対効率12、13、14、15、16、17、気候適応性18、潜在的な種間競合相互作用19、そして最も重要なことに、宿主特異性8,20,21について評価した。、22。
検疫評価では、Ganaspis brasiliensisは他の試験済みのアジアの幼虫寄生虫よりもショウジョウバエの鈴木井に宿主特異的であることが示されたが、宿主特異性が異なる異なるバイオタイプまたは謎の種からなる可能性が高い8,21,22,23,24。Nomano et al.22は、ミトコンドリアシトクロムオキシダーゼI遺伝子断片の分子解析に基づいて、異なる地理的領域からのGanaspis個体を5つの遺伝子群(G1-G5と命名)にグループ化した。G2およびG4グループは、南アジアのいくつかの熱帯地域からのみ報告され、G5グループは、未知の宿主(バフィントン、個人観測)からアジアおよび他の地域(例えば、アルゼンチン、ブラジル、ハワイ、メキシコ)から報告された。韓国7、中国8、日本9、23、25でD. suzukiiが寄生した野生の果物の野外コレクションは、G1単独またはグループG1とG3を表す標本の混合物を発見しました。この2つのグループは交感神経のようで、D. suzukiiや他の近縁の宿主ハエが生息する同じ宿主植物に共存している。それにもかかわらず、2つのグループ間ではいくつかの違いが観察されており、G1はG3よりもD. suzukiiに対する宿主または宿主の生息地特異性が高いように見えるが、検疫試験では多くの近縁種を攻撃している21,22。さらに詳細な分子分析は、特にG1およびG3群の種の状態を決定するのに役立つ可能性がある。この研究は、それらをG1 G.ブラジリエンシスおよびG3 G.ブラジリエンシスと呼ぶ。いくつかの初期の研究では、G1 G. brasiliensisをGと名付けた。 ブラジリエンシス14,21,22参照。G1 G. brasiliensisは最近、米国とイタリアでD. suzukiiに対してフィールドリリースが承認されました(他のいくつかのヨーロッパ諸国も現在その導入を検討しています)、G3 G. brasiliensisは近い将来にフィールドリリースが検討される可能性があります。最近の調査では、カナダのブリティッシュコロンビア州(カナダ26)と米国のワシントン州(Beers et al., unpublished data)のL. japonicaとG1 G. brasiliensisの両方の冒険的な集団と、イタリアのトレント州での冒険的なL. japonicaの個体群27も発見されました。
ショウジョウバエの鈴木井管理のための生物学的防除プログラムの開発への大きな関心と、ガナスピス・ブラジリエンシスの冒険的かつ意図的な導入の実質的な生物学的防除の可能性を考えると、将来の長期研究および/または野外放出のために、この幼虫寄生生物の効率的な飼育方法を開発する必要がある。このプロトコルと関連するビデオ記事では、この寄生生物の2つの飼育方法のセットを説明しています:(1)ホストフルーツ(ブルーベリー)とD. suzukiiの培養のための人工食の混合物を使用したフラスコでの小規模実験室飼育。この方法は、もともと昆明、中国8から収集されたG3材料を使用して開発されました。(2)D.すずきの培養に宿主果実(ブルーベリー)を用いた大型ケージでの野外放流のための大量飼育。大規模飼育に使用された遺伝子群は、東京、日本9,22で生まれたG1株でした。両方のグループにバイアルや小さな容器を使用するなど、飼育方法の他のスケールについても簡単に説明します。
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1. G3ガナスピス・ブラジリエンシスの小規模実験室飼育方法
2. G1ガナスピス・ブラジリエンシスの大規模飼育方法
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図4は、USDA-ARS有益な昆虫導入ユニット(デラウェア州ニューアーク)の検疫施設で、2つの異なる寄生密度(6または10ペア)と2つの異なる曝露時間(5または10日)を使用して、G3 Ganaspis brasiliensisの小規模実験室飼育の代表的な結果を示しています。寄生生物密度とばく露時間の組み合わせごとに14回の反復があった。合計で、64フラスコは4,018匹のワタ(フラスコあたり71.7±4.9匹の子孫)を産み、49.5%±1.9%の雌の子孫であった。21°Cで、成虫寄生虫は産卵後約30〜35日で出現した。寄生生物密度および曝露時間は、反復(フラスコ)当たりに産生される子孫の総数に有意に影響を及ぼさず(一元配置分散分析、F3,52 = 0.379、P = 0.769)、雌の子孫の割合にわずかな影響しか及ぼさなかった(一元配置分散分析、変動を安定化するために必要に応じて分析前にロジット変換されたデータ、F3,52 = 2.796、 ...
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生物学的防除剤の長期研究およびその後のフィールドリリースは、効果的で経済的な飼育技術の利用可能性に依存する。この研究で記載された方法は、 Ganaspis brasiliensisの小規模および大規模飼育の両方のための効率的なプロトコルであることが証明されています。小規模飼育プロトコルは、労働量を最適化し、寄生生物コロニーと宿主コロニーを同時に維持するために必要な特殊機器を減らすために、数年間にわたって開発されました。実験室での研究やバイオアッセイのためのコロニーを維持するのに適しています。同様の方法が、この寄生生物の検疫評価のためにこの寄生剤を後付けするために著者らによって使用されている。大規模な飼育プロトコルは、最近イタリアで行われたように、野外放出のために多数のワタを生産することを可能にする。これらの技術は、近い将来に大規模な飼育のために他の研究所、生産者、または企業に簡単に移転することができ、方法論のさらなる改善の基礎として機能します。
Ganaspis brasiliensisとL. japonica...
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著者らは、開示すべき利益相反はありません。
著者らは、G1 G. brasiliensisを親切に提供してくれたLukas SeehausenとMarc Kenis(スイス、CABI)に感謝します。イタリアでは、イタリアのトレント州Provincia Autonoma di Trentoが、米国では、National Institute of Food and Agriculture、USDA Specialty Crops Research Initiative賞(#2020-5118-32140)、USDA Animal and Plant Health Inspection Service(Farm Bill、fund 14-8130-0463)、およびUSDA ARS CRIS 基本資金(Project 8010-22000-033-00D)によって資金提供されました。USDAは機会均等のプロバイダーおよび雇用主であり、この出版物に記載されている製品を推奨していません。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 活性ドライイースト | Fleischmanns酵母、シンシナティ、オハイオ州、米国 | なし | カビの成長を減らし、ハエへのフルイの魅力を高めるために果物を覆うために使用されます |
| 細菌学的寒天 | Merk Life Science S.r.l.、ミラノ、イタリア | A1296 - 5KG | 標準ショウジョウバエ中型 |
| 漂白剤溶液 | クロロックス社、オークランド、カリフォルニア州、米国 | なし | 果肉果実 |
| の消毒に使用されますブルーストッパー | Azer Scientific, Morgantown, PA, USA | ES3837 | 昆虫の換気を可能にしながらチューブを密封するために使用 |
| Blueberries | Grocery Store, Newark, DE, USA | なし | ハエの宿主果実として提供(他の様々な果物も使用可能) |
| BugDorm 昆虫飼育ケージ (W24.5 x D24.5 x H63.0 cm) | Mega View Science Co. Ltd., Taichung, Taiwan | 4E3030 | 寄生虫の飼育に使用(寄生ケージ) |
| BugDorm 昆虫飼育ケージ(W32.5 x D32.5 x H32.5 cm) | Mega View Science Co. Ltd., Taichung, Taiwan | 4E4590 | ハエの飼育に使用 |
| BugDorm 昆虫飼育ケージ (W32.5 x D32.5 x H32.5 cm) | View Science Co. Ltd., 台中, 台湾 | 4E4545 | 寄生虫の飼育に使用(卵形ケージ) |
| 金網(0.64 cm, 19ゲージ) | エバービルト、オハイオ州、米国 | 308231EB | 最大の寄生虫産卵を可能にするために果物を持ち上げるために使用 |
| コーンミール | 食料品店、トレント、テネシー州、イタリア | なし | 標準ショウジョウバエミディアム |
| デンタルコットンロール(1 x 3.8 cm) | Gima S.p.A.、Gessate、MI、イタリア | 35000 | 貯蔵容器内の寄生虫に水を供給するために使用されます |
| ウジョウバエダイエット | フロンティアサイエンティフィック、ニューアーク、デラウェア | 、米国TF1003 | ショ |
| ウジョウバエのバイアルナロー、ポリスチレン(2.5 x 9.5 cm) | VWR International、LLC.、Radnor、PA、US | 75813-160 | 内の寄生虫に水を供給するために使用されます |
| ショウジョウバエバイアルプラグ、酢酸セルロース(2.5 cm) | VWR International、LLC.、Radnor、PA、US | 89168-886 | 内の寄生虫に水を供給するために使用されます |
| 三角フラスコ(250mL) | Carolina Biological, Burlington, NC, USA | 731029 | ハエや寄生虫の飼育に使用 |
| ファルコン型遠心チューブ(50mL) | VWR International, LLC., Radnor, PA, US | VWRI525-0611 | 成虫の寄生虫を出荷するように改造 |
| 泡止め | Jaece Industries, North Tanawanda, NY, USA | L800-C | 昆虫の換気を可能にしながらフラスコを密封するために使用 |
| ハニー | 食料品店、ニューアーク、デラウェア | 、米国 なし | 寄生虫の食品として提供 |
| Identi-Plug プラスチックフォームストッパー | フィッシャーサイエンティフィックカンパニーLLC、ピッツバーグ、ペンシルベニア州、US | 14-127-40E | 寄生虫のフィーダーとして使用され、保管容器を密封するために使用されます |
| 工業用ペーパータオル | 食料品店、ニューアーク、デラウェア | なし | 蛹の蛹化基質として提供され、水分が軽減されました |
| ミクロンメッシュ生地(250 mL) | 工業用ネット、メープルグローブ、ミネソタ州、米国 | WN0250-72 | 昆虫の換気蓋を作るために使用 |
| 栄養酵母(フレーク) | 食料品店、トレント、テネシー州、イタリア | なし | 標準ショウジョウバエミディアムペーパー |
| コースター(10.2 cm) | フマスター、ウィスコンシン州、米国 | 35NG26 | ハエと寄生した蛹 |
| の蛹化基質として移植プラスチックカップ (Ø 13.3 cm, 800 mL) | Berry Superfos, Taastrup, Denmark | Unipak 5134 | 成虫の寄生虫を保存するように変更 |
| プラスチックの蓋 (Ø 13.3 cm) | Berry Superfos, Taastrup, Denmark | PP 2830 | 成虫の寄生虫を保存するように変更 |
| Propionic acid | Merk Life Science S.r.l., Milan, Italy | P1386 - 1L | スタンダードショウジョウバエミディアム |
| サッカロースの | 調製に使用食料品店、トレント、テネシー州、イタリア | なし | 標準ショウジョウバエ中型 |
| (475 mL) | StackMan、ベトナム | DC1648 | 寄生した幼虫が蛹になるのに使用 |
| 大豆粉 | 食料品店、トレント、テネシー州、イタリア | なし | 標準ショウジョウバエミディアム |
| フェルトワッシャー(厚さ0.64 cm、内径5 mm x 外径20 mm) | Quiklok、 リンカーン、ニューハンプシャー州、米国 | WFW/.25 x 5 x 20 mm | 寄生虫の供給リングとして使用 |
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