Terwijl populaties van de invasieve gevlekte lantaarnvlieg exploderen - en het door de staat opgelegde quarantainegebied in het zuidoosten van Pennsylvania zich uitbreidt - zoeken onderzoekers in Penn State's College of Agricultural Sciences naar oplossingen om de verspreiding van het insect te stoppen en landbouwgewassen te redden van ernstige schade.

De gevlekte lantaarnvlieg werd in september 2014 voor het eerst gevonden in de Verenigde Staten in Berks County. de quarantaine van het Pennsylvania Department of Agriculture, die begon met vijf townships in het oosten van Berks County, bestrijkt nu heel Berks, geld, chester, Lehigh, Montgomery, Northampton, Koolstof, Delaware, Lancaster, Libanon, Monroe, Philadelphia en Schuylkill provincies. De quarantaine regelt of beperkt de verplaatsing van planten, plantaardige materialen en huishoudelijke artikelen buitenshuis uit het quarantainegebied, tenzij aan bepaalde voorwaarden wordt voldaan.

Ambtenaren maken zich zorgen over de bedreiging die de gevlekte lantaarnvlieg vormt voor de landbouw in Pennsylvania, inclusief de druif, boomvrucht, hardhout en boomkwekerijen, die samen bijna 18 miljard dollar waard zijn voor de economie van de staat. Huiseigenaren kunnen ook schade oplopen aan hoogwaardige sierplanten in hun landschap.

Inheems in China, Indië, Japan en Vietnam, de gevlekte lantaarnvlieg valt geen fruit of gebladerte aan. Liever, het gebruikt zijn doordringende zuigende monddelen om zich te voeden met de houtachtige delen van planten - zoals boomstammen of takken en wijnstokken - waar het een substantie uitscheidt die bekend staat als honingdauw en wonden toebrengt die huilen met sap. De honingdauw en het sap kunnen andere insecten aantrekken en een medium vormen voor de groei van schimmels, zoals roetdauw, die bladoppervlakken bedekt en de groei kan belemmeren. Planten met zware plagen zullen mogelijk niet overleven.

zei Tom Bakker, onderscheiden hoogleraar entomologie en chemische ecologie, die 40 jaar ervaring heeft in entomologisch onderzoek, "De gevlekte lantaarnvlieg is de vreemdste, meest verderfelijke insect dat ik ooit heb gezien."

Onderzoekers van Penn State vallen het probleem op verschillende fronten aan.

"Nadat deze plaag in 2014 in Pennsylvania werd ontdekt, we begonnen met fundamenteel onderzoek om te leren waar het vandaan kwam en om de biologie en het gedrag ervan beter te begrijpen voordat we tactieken konden ontwikkelen om het te beheersen, " zei Julie Urban, senior research associate bij de afdeling Entomologie. "Als resultaat, we hebben verschillende lopende projecten waarvan we hopen dat ze in de nabije toekomst tot praktische oplossingen zullen leiden."

Bijvoorbeeld, met steun van het Amerikaanse ministerie van landbouw, Urban bestudeert de populatiegenetica van de gevlekte lantaarnvlieg in Pennsylvania. Het identificeren van nieuwe genetische markers en het genotyperen van het insect kan helpen om de Aziatische oorsprong van de invasie van lantaarnvliegen nauwkeuriger te bepalen en om de zoektocht naar natuurlijke roofdieren en parasitoïden geografisch te verkleinen.

"Nieuwe genetische markers die variabel zijn binnen de populatie van Pennsylvania zullen ons ook helpen de effectieve omvang van de huidige populatie in te schatten, ons in staat stellen de bevolkingsgroei en -beweging te volgen, en volgende invasies detecteren, " ze zei.

Een andere onderzoekslijn, Stedelijk zei, is kenmerkend voor bacteriën en schimmels geassocieerd met gevlekte lantaarnvlieg. Met behulp van de volgende generatie DNA-sequencing, haar team testte op de aanwezigheid van bacteriële en schimmelgemeenschappen in de speekselklieren en proboscis (mondstuk) van de lantaarnvlieg en in buikweefsel.

"We ontdekten dat speekselklier- en proboscisweefsel geen detecteerbare niveaus van bacteriën of schimmels herbergden. Dit betekent dat het onwaarschijnlijk is dat de gevlekte lantaarnvlieg bacteriële of schimmelpathogenen op planten overbrengt door middel van voeding, hoewel we mogelijke overdracht van andere pathogenen blijven onderzoeken, " ze zei.

"In buikweefsel, sommige aanwezige bacteriën kunnen verschillen afhankelijk van het geografische bereik. Het vergelijken van het microbioom van het spijsverteringskanaal van de Pennsylvania-populatie met exemplaren uit Azië kan ons helpen verschillen in waardplantvoorkeuren en voedingsgedrag te begrijpen, en we kunnen ontdekken dat Aziatische populaties bacteriën herbergen die natuurlijke pathogenen zijn van de gevlekte lantaarnvlieg."

Onderzoekers volgen ook de microbiële gemeenschappen op verschillende economisch belangrijke waardplanten om veranderingen in samenstelling en overvloed aan bacteriën en schimmels te beoordelen als gevolg van het eten van gevlekte lantaarnvliegen en honingdauwafzetting. In aanvulling, Het team van Urban onderzoekt de microbiële gemeenschappen die aanwezig zijn in een schuimige substantie die wordt aangetroffen aan de basis van Ailanthus-planten (boom-of-hemel) die zware voedingsschade door lantaarnvliegen en honingdauwafzetting vertonen.

Hemelboom is een van de zeer geprefereerde waardplanten van de gevlekte lantaarnvlieg, en Urban zei dat het schuim zal worden geanalyseerd om te bepalen of het dient als een lokstof voor de plaag. "We zullen ernaar streven de bron van potentieel aantrekkelijke verbindingen te bepalen, die nuttig kunnen zijn bij het ontwikkelen van lokaas voor gevlekte lantaarnvliegen, " ze zei.

Dit werk kan wetenschappers ook helpen bij het identificeren van nuttige bacteriën die kunnen helpen bij het bestrijden van met lantaarnvliegen geassocieerde roetzwam door de schimmel te doden of te verslaan, Urbanus uitgelegd.

Entomoloog Baker heeft financiering van USDA's Animal and Plant Health Inspection Service gebruikt om het parings- en verspreidingsgedrag van gevlekte lantaarnvlieg te bestuderen. Hij merkte op dat het gebruik van insectenferomonen voor het verstoren van de paring met succes is ingezet voor andere insectenplagen.

"Echter, tot nu toe hebben we geen bewijs gevonden dat de gevlekte lantaarnvlieg feromonen gebruikt om partners te vinden, dus dat is misschien niet iets dat we kunnen gebruiken voor verstoring van de paring of om kunstaas of vallen te ontwikkelen, " hij zei.

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, " hij zei.

Op korte termijn, 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.

Ondertussen, 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.