Utilizzando Flight Mills per misurare la propensione di volo e le prestazioni di Western Corn Rootworm, Diabrotica virgifera virgifera (LeConte)

Il verme di mais occidentale, Diabrotica virgifera virgifera LeConte (Coleoptera: Chrysomelidae), è stato identificato come un parassita di mais coltivato nel 1909¹. Oggi, è il più importante parassita del mais(zea mays L.) nella cintura di mais degli Stati Uniti, con la farina che si nutre di radici di mais causando la maggior parte della perdita di resa associata a questo parassita. Si stima che i costi annuali per la gestione e le perdite di produzione di mais dovuti a rootworm di mais superino i 1 miliardo di dollari^{e 2}. Il verme di radice del mais occidentale è altamente adattabile, e le popolazioni hanno sviluppato resistenza a molteplici strategie di gestione tra cui insetticidi, rotazione delle colture e mais Bt^{transgenico 3 .} La determinazione delle dimensioni spaziali su quali tattiche devono essere applicate per mitigare lo sviluppo locale della resistenza, o un hotspot di resistenza, dipende da una migliore comprensione della dispersione⁴. Le misure di mitigazione non avranno successo se sono limitate a una scala spaziale troppo piccola intorno a un hotspot di resistenza, perché gli adulti resistenti si disperderanno oltre l’area di mitigazione⁵. Comprendere il comportamento di volo del tiofilo occidentale è importante per creare piani di gestione della resistenza efficaci per questo parassita.

Dispersione in volo svolge un ruolo importante nella storia della vita del verme di mais occidentale adulto e l’ecologia⁶, e il comportamento di volo di questo parassita può essere studiato in laboratorio. Diversi metodi possono essere utilizzati per misurare il comportamento di volo in laboratorio. Un actografo, che limita il volo in un piano verticale, può misurare la quantità di tempo in cui un insetto è impegnato in volo. Gli atografi sono stati utilizzati per confrontare la durata del volo e i modelli di periodicità dei maschi e delle femmine della radice del mais occidentale a diverse età, dimensioni del corpo, temperature, suscettibilità agli insetticidi e esposizione agli insetticidi^{7,8, 9}. Le gallerie di volo, che consistono in una camera di monitoraggio e da un flusso d’aria diretto, sono particolarmente utili per esaminare il comportamento di volo degli insetti quando si segue un pennacchio di odore, come i componenti del feromone candidato¹⁰ o le sostanze volatili delle piante¹¹. I mulini a volo sono forse il metodo più comune per gli studi di laboratorio sul comportamento di volo degli insetti e possono caratterizzare diversi aspetti della propensione e delle prestazioni di volo. Mulini di volo di laboratorio sono stati impiegati negli studi di radice di mais occidentale per caratterizzare la propensione a fare voli brevi e sostenuti, nonché il controllo ormonale del volo sostenuto^12,13.

I mulini a volo forniscono un modo relativamente semplice per studiare il comportamento del volo degli insetti in condizioni di laboratorio, consentendo ai ricercatori di misurare vari parametri di volo, tra cui la periodicità, la velocità, la distanza e la durata. Molti dei mulini di volo utilizzati oggi sono derivati dalle rotatorie di Kennedy et al.¹⁴ e Krogh e Weis-Fogh¹⁵. I mulini di volo possono essere diversi per forma e dimensioni, ma il principio di base rimane lo stesso. Un insetto è legato e montato su un braccio orizzontale radiale che è libero di ruotare, con attrito minimo, circa un albero verticale. Mentre l’insetto vola in avanti, il suo percorso è limitato al giro in un piano orizzontale, con la distanza percorsa per rotazione dettata dalla lunghezza del braccio. Un sensore viene in genere utilizzato per rilevare ogni rotazione del braccio causata dall’attività di volo dell’insetto. I dati grezzi includono rotazioni per unità di tempo e ora del volo del giorno. I dati vengono inseriti in un computer per la registrazione. I dati provenienti da più mulini di volo sono spesso registrati in parallelo, essenzialmente simultaneamente, con banche di 16 e 32 mulini di volo comuni. I dati grezzi vengono ulteriormente elaborati da un software personalizzato per fornire valori per variabili quali la velocità di volo, il numero totale di voli separati, la distanza e la durata volati e così via.

Ogni specie di insetto è diversa quando si tratta del metodo migliore per il tethering a causa di variabili morfologiche come le dimensioni complessive, le dimensioni e la forma dell’area bersaglio per attaccare il legatore, la morbidezza e la flessibilità dell’insetto, il bisogno e il metodo per anestesizzazione, potenziale per incrostazioni delle ali e / o testa con adesivo fuori luogo o overflow, e molti, molti più dettagli. Nei casi di tethering visualizzato di un insetto plataspitico¹⁶ e di un coleottero ambrosia¹⁷, le rispettive aree bersaglio per l’attaccamento del tethering sono relativamente grandi e perdonando il posizionamento adesivo impreciso perché la testa e le ali sono un po ‘in qualche modo separati dal sito dell’allegato. Questo non è quello di minimizzare la difficoltà di antetempo questi insetti, che è impegnativo per qualsiasi specie. Ma il verme di mais occidentale è un insetto particolarmente impegnativo da legarsi: il pronotum è stretto e corto, rendendo l’attaccamento molto preciso con una minima quantità di adesivo (cera dentale in questo caso) necessario per prevenire interferenze con l’apertura dell’elytra per il volo e con la testa, dove il contatto con gli occhi o le antenne può influenzare il comportamento. Allo stesso tempo, il legame deve essere saldamente attaccato per evitare lo sloggiamento da questo forte volantino. La dimostrazione del tethering degli adulti rootworm è l’offerta più importante in questo documento. Dovrebbe essere di aiuto per gli altri che lavorano con questo o insetti simili dove il metodo visualizzato qui potrebbe essere un’opzione utile.

Questo documento descrive i metodi utilizzati per legare e caratterizzare efficacemente l’attività di volo degli adulti dello rootworm di mais occidentale che sono stati allevati a diverse densità larve. I mulini di volo e i software utilizzati in questo studio (Figura 1) sono stati ricavati da disegni pubblicati su Internet da Jones et al.¹⁸ Le tecniche di tethering sono state modificate dalla descrizione in Stebbing et al. 9 Una serie di 16 mulini a volo è stata modificata dalla descrizione in Stebbing et al.⁹ Una serie di 16 mulini di volo è stata in una camera ambientale, progettata per controllare l’illuminazione, l’umidità e la temperatura (Figura 2). Utilizzando questa o simile configurazione insieme con le seguenti tecniche consente di testare i fattori che possono influenzare la propensione al volo e le prestazioni del verme della radice di mais occidentale, tra cui età, sesso, temperatura, fotoperiodo, e molti altri.