Lo scarabeo di cetriolo a strisce (SCB) (Acalymma vittatum) è uno dei principali parassiti delle colture di Cucurbitacee negli Stati Uniti nord-orientali. Le larve e le fasi di crescita adulte causano danni economici direttamente nutrendosi di radici, steli, fiori, foglie e frutti delle piante. Il SCB è anche il vettore principale dell'Erwinia tracheiphila, l'agente eziologico dell'appassimento batterico delle Cucurbitaceae. Il cetriolo e il melone sono altamente suscettibili all'appassimento batterico con perdite di resa fino all'80% segnalate, mentre la zucca e la zucca sono moderatamente sensibili.
Le attuali strategie di gestione della SCB e dell'avvizzimento batterico sono incentrate sul mantenimento delle popolazioni di coleotteri al di sotto delle soglie economiche utilizzando controlli chimici, inclusi i neonicotinoidi sistemici, che sono dannosi per gli impollinatori delle colture vegetali. Attualmente, si sa poco dei nemici naturali dei coleotteri cetriolo striato, anche se recenti pubblicazioni indicano che SCB ospita due parassitoidi, una mosca tachinide (Celatoria setosa) e una vespa braconide (Centistes diabroticae).
Un progetto sul campo finanziato dal Dipartimento dell'agricoltura della Pennsylvania nell'ambito del programma Specialty Crop Block Grant nel 2015 ci ha permesso di stabilire appezzamenti di campo biologico a Rodale Institute, Kutztown, PA per testare l'impatto dei sistemi di gestione (plastica rispetto a pacciamatura arrotolata) e l'inclusione di strisce di insetti sulla densità di insetti utili, sulle popolazioni di SCB, sulla resa dei cetrioli e sulla qualità del suolo.
Un precedente studio che misurava il parassitismo da SCB nelle fattorie biologiche e convenzionali a New York ha rilevato alti livelli di parassitismo da C. setosa. L'incubazione di adulti SCB per la valutazione visiva delle misure di coleotteri parassiti di pupe emerse e mosche tachinidi adulte dai corpi SCB richiede la dissezione al microscopio per determinare il numero totale di parassitismo da coleotteri che muoiono prima della pupa (visualizzazione di uova o larve). Questo metodo è noioso e richiede tempo.
Le tecniche molecolari possono essere utili come metodo rapido e affidabile per migliorare la rilevazione del parassitismo dei coleotteri con stadi immaturi di mosche o vespe, nonché dell'infezione dei coleotteri da E. tracheiphila. L'obiettivo generale di questo progetto era verificare la percentuale di parassitismo del coleottero del cetriolo striato e la percentuale di infezione da agente che causa l'appassimento batterico nell'ambito dei sistemi di gestione studiati utilizzando analisi molecolari.
Raccolta di coleotteri e valutazione
In breve, le piantine di cetriolo "Ministro" sono state trapiantate in letti di pacciamatura arrotolati e di plastica circondati da strisce di insetti o strisce erbose (controllo senza insettario) la prima settimana di giugno del 2016. Sono state coperte con coperture di file galleggianti fino al primo segno della fioritura e appena prima della rimozione, sono state installate trappole gialle con cartoncino adesivo al centro di ogni letto di cetriolo e strisce di insetti per monitorare la popolazione per trappola per ciascuno di SCB e altri insetti. Per ulteriori informazioni sulle miscele di colture di copertura e sulle piante utilizzate nelle strisce di insetti, controllare questo link: rodaleinstitute.org/flowering-insectary-strips-provide-habitat-for-beneficial-insects-for-the-control-of-striped-cucumber- scarabeo.
Al Rodale Institute laboratorio di ricerca abbiamo istituito lo studio di incubazione per valutare il numero di coleotteri cetriolo striato parassiti dai parassitoidi. Sono stati effettuati tre campionamenti durante la stagione di crescita dei cetrioli. Questi campionamenti sono stati effettuati il 22 luglio, il 29 luglio e il 5 agosto, dove ad ogni data di campionamento sono stati raccolti 10 SCB per trattamento per replicato e messi in barattoli di vetro coperti con un panno a maglia fine. I coleotteri sono stati mantenuti a 25 ° C con 16: 8 (D: N) (Foto 1.A).
Ogni barattolo conteneva una lunghezza di 2.5 cm di cotone imbevuto di acqua deionizzata e una foglia di cetriolo fresca. I coleotteri sono stati tenuti fino alla morte, alla comparsa di parassitoidi o 21 giorni (Foto 1.B). Ventuno giorni è più lungo del ciclo di vita dei parassitoidi e quindi i coleotteri sopravvissuti sono stati registrati come non parassiti. Tutti i coleotteri e i parassitoidi raccolti nell'estate 2016 sono stati conservati in etanolo al 95% e mantenuti a -20 ° C fino all'estrazione del DNA, all'amplificazione e alla visualizzazione del loro DNA in questo progetto proposto.
In questo articolo web documentiamo i principali risultati chiave dello studio sull'incubazione del 2016 utilizzando tecniche visive e molecolari.
Risultati chiave
La trappola adesiva gialla è uno strumento rapido ed economico che può essere utilizzato per monitorare i parassiti delle piante e gli insetti utili. In questo studio, abbiamo scoperto che il numero medio di coleotteri cetriolo a strisce per trappola di carta adesiva gialla era maggiore nel pacciame di plastica rispetto al pacciame arrotolato (Figura 1). L'aumento è stato del 60% nel trattamento senza insetticida e del 41% nel trattamento con insetticida attribuibile a una maggiore produzione di vegetazione e frutti di cetriolo in pacciamatura plastica.
Lo studio di incubazione ci ha permesso di visualizzare il numero di SCB parassiti e le corrispondenti specie parassitoidi. Gli adulti e le pupe di mosca tachinide emerse dai corpi di SCB sono stati solo visualizzati. Nessun parassitoide braconide è stato visualizzato da coleotteri raccolti in nessuna data di campionamento. Rapporti precedenti suggeriscono che questo parassitoide può essere raro e questo risultato era previsto.
La percentuale di parassitismo dello scarabeo di cetriolo a strisce con la mosca tachinide basata su tecniche visive, rappresentata in barre blu nella Figura 2, era leggermente maggiore nei letti di cetriolo senza insettario che con insettario, la differenza non era significativa e variava tra l'8% e il 15%.
Poiché i coleotteri incubati utilizzati nelle analisi molecolari non rappresentavano con precisione la popolazione di coleotteri sul campo, tuttavia, quando si combinano le informazioni dalle trappole adesive, che mostrano conteggi SCB inferiori nel pacciame arrotolato rispetto al pacciame plastico (Figura 1), potenzialmente i risultati possono dedurre che si potrebbe riscontrare un maggior tasso di parassitismo nel pacciame arrotolato rispetto alla plastica. Tuttavia, altri predatori e interazioni predatore-preda potrebbero aver contribuito a ridurre il numero di SCB nei trattamenti con pacciamatura arrotolata. Questi dati verranno presentati e costituiranno un'area di futura indagine per comprendere meglio come gestire le popolazioni di SCB.
Quattro degli 86 coleotteri di cetriolo a strisce incubati erano portatori del patogeno E. tracheiphila, che ha un'incidenza piuttosto bassa rispetto ai risultati pubblicati. Il lavoro futuro amplierà il numero di coleotteri analizzati e includerà anche l'analisi del DNA del tessuto vegetale.