Drosophila melanogaster as a model to study host-parasitoid interactions: the case of the polydnaviral protein TnBVANK1

Parasitic wasps attack a number of insect species on which they feed, either externally or internally. This requires very effective strategies for suppressing the immune response and a finely tuned interference with the host physiology that is co-opted for the developing parasitoid progeny. The wealth of physiological host alterations is mediated by virulence factors encoded by the wasp or, in some cases, by polydnaviruses (PDVs), unique viral symbionts injected into the host at oviposition along with the egg, venom and ovarian secretions. PDVs are among the most powerful immunosuppressors in nature, targeting insect defense barriers at different levels. During my PhD research program I have used Drosophila melanogaster as a model to expand the functional analysis of virulence factors encoded by PDV focusing on the molecular processes underlying the disruption of the host endocrine system. I focused my research on a member of the ankyrin (ank) gene family, an immunosuppressant found in bracovirus, which associates with the parasitic wasp Toxoneuron nigriceps. I found that ankyrin disrupts ecdysone biosynthesis by impairing the vesicular traffic of ecdysteroid precursors in the cells of the prothoracic gland and results in developmental arrest.

Capacità di sviluppo di Diabrotica virgifera virgifera Leconte su ospiti alternativi al mais

Diabrotica virgifera virgifera LeConte (Coleoptera: Chrysomelidae) è una specie esotica invasiva di origine centro americana e introdotta in Europa agli inizi degli anni ’90, in Italia nel 1998. Considerata negli Stati Uniti la principale avversità del mais (Zea mais L.), è oggi presente in quasi tutti i Paesi europei dove è presente tale coltura. Poiché il mais risulta l’ospite prioritario di Diabrotica, attualmente il principale metodo di contenimento consiste nella rotazione con una coltura non ospite. L’obiettivo del lavoro è stato quello di indagare sulle piante ospiti alternative al mais nel nostro ambiente, accertando il ruolo che possono avere le infestanti o altre Poaceae coltivate nella biologia della Diabrotica. Tali essenze sono state scelte tra specie mai sottoposte a sperimentazione e tra quelli già oggetto di indagini, ma su cui si sono ottenuti esiti discordi o non soddisfacenti. Sono state allestite prove con infestazione artificiale in ambiente controllato e prove in campo per valutare la sopravvivenza larvale e il completamento del ciclo, nonché le prestazioni biologiche degli individui ottenuti. Le ricerche hanno permesso di osservare sopravvivenza di Diabrotica su numerose graminacee, in particolare cereali. Tale capacità è confermata dalla presenza di larve di diversa età e in alcuni casi di pupe sulle specie ospiti alternative, sia con infestazione artificiale che in campo. Tuttavia crescita e sviluppo su queste piante sono stati più lenti del mais e gli stadi giovanili trovati hanno mostrato caratteristiche morfometriche inferiori rispetto a quelli del mais. Adulti non sono mai stati raccolti in campo, mentre questo si è verificato in condizioni controllate. Le specie che meritano maggior attenzione sono i cereali Triticum spelta e Panicum miliaceum e l’infestante Sorghum halepense. Si potrebbe dunque ipotizzare che alcune specie vegetali possano fungere da ospite secondario quando non è presente il mais riducendo l’efficacia dell’avvicendamento.

Managing invasive populations of Anoplophora chinensis and A. glabripennis in Lombardy

Two Asian longhorned beetles (Coleoptera: Cerambycidae), commonly known as Citrus Longhorned Beetle (CLB), Anoplophora chinensis (Forster), and Asian Longhorned Beetle (ALB), A. glabripennis (Motschulsky), are considered the most destructive wood borers introduced in Lombardy (northern Italy). This research aimed at (1) improving laboratory rearing methods for the biological control agent Aprostocetus anoplophorae (Hym.: Eulophidae), an egg parasitoid specific to CLB, and defining release techniques allowing its establishment; (2) test the efficacy of the sentinel tree technique for the early detection of CLB; and (3) evaluating the efficacy of traps baited with artificial lures in attracting adults of ALB and possibly CLB. Several problems were faced while rearing the egg parasitoid in laboratory. It appeared that the rate of parasitism of the hosts could depend on the age of the host eggs and/or age of the laying parasitoid females. Data results from the field experiments about A. anoplophorae release-capture showed that the percentage of slits containing a CLB egg was particularly low on most sentinel trees and the percentage of CLB eggs that were killed, because of natural predators, was high. Only one egg amongst those exposed was attacked by the released parasitoid. These negative results were anyway very useful, since they provided evidence and information on the type of host plants to be used, the time necessary for the exposure of the plants to the egg-laying CLB females, the number of laying parasitoid females to be inserted per cage. The sentinel trees technique revealed to be not successful; signs and symptoms of CLB presence were not recorded during the two seasons of field observations (2012-2013). Extremely positive was instead the trial with artificial lures carried out during summer 2013. A total of 32 beetles were captured (4 ALB and 28 CLB) deploying 50 baited traps.