Forskere tager sigte på invasiv, skadelig plettet lygte

Efterhånden som populationer af den invasive plettede lygteflue eksploderer-og det statslige karantæneområde i det sydøstlige Pennsylvania udvides-søger forskere ved Penn State's College of Agricultural Sciences efter løsninger til at hjælpe med at stoppe insektets spredning og redde landbrugsafgrøder fra alvorlig skade.

Den plettede lygte blev fundet for første gang i USA i Berks County i september 2014. Mere end tre år senere, Pennsylvania Department of Agriculture's karantæne, som begyndte med fem townships i det østlige Berks County, dækker nu alle Berks, Bucks, Chester, Lehigh, Montgomery, Northampton, Kulstof, Delaware, Lancaster, Libanon, Monroe, Philadelphia og Schuylkill amter. Karantænen regulerer eller begrænser planternes bevægelse, plantebaserede materialer og udendørs husholdningsartikler ud af karantæneområdet, medmindre visse betingelser er opfyldt.

Tjenestemænd er bekymrede over den trussel, den plettede lygte udgør for Pennsylvania -landbruget, herunder druen, træ-frugt, hårdttræ og planteskoleindustrier, som tilsammen er næsten 18 milliarder dollars værd for statens økonomi. Husejere kan også lide skade på prydplanter af høj værdi i deres landskab.

Indfødt i Kina, Indien, Japan og Vietnam, den plettede lygte angriber ikke frugt eller løv. Hellere, den bruger sine gennemborende sugende munddele til at fodre på træets dele af planter-f.eks. træstammer eller grene og vinstokke-hvor den udskiller et stof, der kaldes honningdug, og påfører sår, der græder med saft. Honningdug og saft kan tiltrække andre insekter og danne et medium til vækst af svampe, såsom sodform, som dækker bladoverflader og kan dæmpe væksten. Planter med kraftige angreb overlever muligvis ikke.

Sagde Tom Baker, fremtrædende professor i entomologi og kemisk økologi, som har 40 års erfaring inden for entomologi -forskning, "Den plettede lygte er den mærkeligste, det mest skadelige insekt jeg nogensinde har set. "

Penn State -forskere angriber problemet på flere fronter.

"Efter at dette skadedyr blev opdaget i Pennsylvania i 2014, vi begyndte grundforskning for at lære, hvor den kom fra og for bedre at forstå dens biologi og adfærd, før vi kunne begynde at udvikle taktik til at styre den, sagde Julie Urban, seniorforsker i Institut for Entomologi. "Som resultat, vi har flere igangværende projekter, som vi håber vil føre til praktiske løsninger i den nærmeste fremtid. "

For eksempel, med støtte fra det amerikanske landbrugsministerium, Urban studerer populationsgenetikken for plettet lanternfly i Pennsylvania. Identifikation af nye genetiske markører og genotyping af insektet kan hjælpe i bestræbelserne på at præcisere den asiatiske oprindelse af lanternfly -invasionen og geografisk indsnævre søgningen efter naturlige rovdyr og parasitoider.

"Nye genetiske markører, der også er variable inden for Pennsylvania -befolkningen, vil også hjælpe os med at estimere den aktuelle befolknings effektive størrelse, gør det muligt for os at spore befolkningstilvækst og bevægelse, og opdage efterfølgende invasioner, " hun sagde.

En anden undersøgelseslinje, Urban sagde, kendetegner bakterier og svampe forbundet med plettet lanternfly. Ved hjælp af næste generations DNA-sekventering, hendes team testede for tilstedeværelsen af ​​bakterie- og svampesamfund i lanternflyspytkirtlerne og snabel (munddel) og i mavevæv.

"Vi fandt ud af, at spytkirtel og snabelvæv ikke havde nogen påviselige niveauer af bakterier eller svampe. Det betyder, at det er usandsynligt, at plettet lanternfly overfører bakterier eller svampe patogener til planter gennem fodring, selvom vi fortsat undersøger potentiel overførsel af andre patogener, " hun sagde.

"I mavevæv, nogle tilstedeværende bakterier kan variere afhængigt af geografisk område. Sammenligning af mikrobiomet i fordøjelseskanalen i Pennsylvania-befolkningen med prøver fra Asien kan hjælpe os med at forstå forskelle i værtsplantepræferencer og fodringsadfærd, og vi kan opleve, at asiatiske befolkninger rummer bakterier, der er naturlige patogener for plettet lygteflue. "

Forskere overvåger også de mikrobielle samfund på flere økonomisk vigtige værtsplanter for at vurdere ændringer i sammensætning og overflod af bakterier og svampe på grund af plettet lanternflyfoder og honningdugaflejring. Ud over, Urbans team undersøger de mikrobielle samfund, der findes i et skummende stof, der findes i bunden af ​​Ailanthus (himlens træ) planter, der viser kraftig fodring af lanterne og fodring af honningdug.

Himlens træ er en af ​​de plettede lygtefugles meget foretrukne værtsplanter, og Urban sagde, at skummet vil blive analyseret for at afgøre, om det tjener som tiltrækningsmiddel for skadedyret. "Vi vil tilstræbe at bestemme kilden til eventuelle potentielt attraktive forbindelser, som kan være nyttig til at udvikle plettede lygtefluer, " hun sagde.

Dette arbejde kan også hjælpe forskere med at identificere gavnlige bakterier, der kan hjælpe med at håndtere lanternfly-associeret sodform ved at dræbe eller udkonkurrere svampen, Urban forklaret.

Entomolog Baker har brugt finansiering fra USDA's Animal and Plant Health Inspection Service til at studere parring og spredning adfærd af plettet lanternfly. Han bemærkede, at brugen af ​​insektferomoner til parringsforstyrrelser er blevet anvendt med succes til andre insektskadedyr.

"Imidlertid, hidtil har vi ikke fundet tegn på, at den plettede lygte bruger feromoner til at finde makker, så det er måske ikke noget, vi kan bruge til parringsforstyrrelser eller til at udvikle lokker eller fælder, " han sagde.

Baker's laboratory has collected data on how spotted lanternflies disperse—how far they fly, what they orient to, what they land on and so forth. "Understanding the natural dispersal behavior could be helpful to state and federal agriculture officials and industry stakeholders in planning for where and in what direction the front edge of an infestation will spread, " han sagde.

På kort sigt, researchers are closing in on pesticide solutions that can help protect crops from spotted lanternfly damage. Erica Smyers, a doctoral candidate in entomology advised by Urban, has performed efficacy testing on several insecticides to gauge their potential for reducing populations of the pest. Dave Biddinger, research associate professor of entomology at Penn State's Fruit Research and Extension Center in Biglerville, is helping to analyze the results.

Once data analysis is complete, scientists will seek an emergency exemption from the U.S. Environmental Protection Agency under Section 18 of the Federal Insecticide, Fungicide, and Rodenticide Act to permit growers to use the most promising of these chemicals on certain crops.

I mellemtiden, Penn State entomologists are collaborating with other university and government scientists and seeking additional USDA grants to continue research on spotted lanternfly host-plant requirements, the development of biocontrols such as natural enemies, host-plant effects of sooty mold, and other topics related to this exotic and unusual pest.