Un equipo colaborativo de investigadores del Departamento de Ciencias Hortícolas y del Departamento de Biología de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida de Texas A&M ha desarrollado un sistema único para identificar las plantas hospedantes de la escama de corteza de crapemyrtle, un insecto que destruye las plantas al alimentarse de su savia.

La cochinilla de la corteza de mirto se ha propagado a 17 estados en menos de dos décadas y representa una amenaza importante para la industria ecológica al propagar una enfermedad del mismo nombre.

Un sistema de monitoreo único que utiliza un gráfico de penetración eléctrica, EPG y software personalizado ha permitido que el equipo elimine virtualmente la necesidad de estudios de invernadero intensivos y mano de obra costosa. El estudio fue publicado recientemente en la revista científica Insects .

El trabajo ha captado el interés de los representantes de la industria verde que buscan una manera de frustrar la enfermedad homónima del insecto, que ha reducido el mercado del mirto crespón a la mitad. Las ventas de Crapemyrtle tienen un valor económico anual de 69,5 millones de dólares, según los investigadores.

"Es imperativo controlar esta plaga porque puede propagarse rápidamente y amenazar potencialmente la industria verde y el ecosistema", dijo Bin Wu, Ph.D., quien recientemente se graduó del programa de ciencias hortícolas y fue el autor principal del estudio.

El equipo de investigación implica una colaboración entre los grupos de investigación de Hongming Qin, Ph.D., profesor asociado de biología, y Mengmeng Gu, Ph.D., anteriormente con Texas A&M AgriLife Extension Service. Co-asesoraron a los investigadores de horticultura Wu y Runshi Xie, Ph.D., también recién graduado. Elizabeth Chun, investigadora de pregrado en el Departamento de Biología de Texas A&M, y Gary Knox, Ph.D., especialista en extensión de cultivos de vivero y horticultura ambiental de la Universidad de Florida, completan el equipo.

El insecto de escama de corteza de crapemyrtle es astuto. Tiene piezas bucales largas que penetran en las grietas de la corteza de crapemyrtle y tiene una cubierta de cera en la parte posterior que le permite esquivar los insecticidas que se rocían sobre la corteza de los árboles. Mientras tanto, continúa absorbiendo la savia de la planta, robando los nutrientes críticos necesarios para el crecimiento de la planta.

Desde los higos Chicago Hardy hasta la soja, la plaga busca una amplia gama de huéspedes, lo que aumenta aún más la necesidad de una cura. "Nuestra investigación es averiguar el rango de huéspedes, o qué tipo de especies de plantas, además del crapemyrtle, están expuestas a esto", dijo Wu.

Eliminación de mano de obra costosa

La investigación comenzó en 2019, cuando el equipo comenzó a probar diferentes especies de crapemyrtle en un invernadero para determinar su susceptibilidad. Las pruebas iniciales utilizaron trabajo manual y tomaron más de medio año. Fue entonces cuando el equipo determinó que se necesitaba un método más eficiente y en tiempo real.

Usando el sistema de monitoreo EPG, el equipo pudo rastrear las actividades de sondeo del insecto en la planta. Los resultados ayudaron a los investigadores a aprender más sobre la interacción entre el insecto y la planta y a comprender mejor el posible control de plagas. Las formas de onda de EPG permitieron a los investigadores observar qué nutrientes extrae de la planta el insecto escama de corteza de mirto.

"A través de esas observaciones y determinando qué nutrientes se estaban eliminando, pudimos considerar cuáles eran las plantas hospedantes más probables", dijo Wu.

Algunos insectos de escamas de corteza de crapemyrtle pudieron beber agua pero no pudieron beber otros nutrientes para apoyar su crecimiento y desarrollo. Las plantas en las que se encontraron estos insectos se consideraron "plantas potenciales", lo que significa que la escama de la corteza podría sobrevivir por un tiempo y potencialmente romper la defensa de la planta para forzar a las plantas como anfitriones.

Utilizando EPG y el sistema de software desarrollado por Chun, el equipo pudo calcular la frecuencia y la amplitud relativa de cada forma de onda de EPG a partir de más de 500 megabytes de datos sin procesar en unos pocos segundos. Estudiar el comportamiento de los insectos brinda a los investigadores una comprensión más clara de las plantas potenciales y la atracción.

"Necesitábamos una forma de anotar esos datos y Elizabeth Chun entró en el proyecto realizando la programación", dijo Wu. "Trabajamos juntos para descubrir el trabajo de codificación para que la computadora supiera cómo extraer las formas de onda EPG, cómo se ven, la duración de la forma de onda, etc. usando este software. Hay versiones en línea y descargables. Si alguien no no quieren descargar en línea, pueden hacer clic en el enlace para usar la versión en línea".

El software es de código abierto. El proyecto ya se ha presentado en varias reuniones académicas profesionales, incluida la Sociedad Estadounidense de Ciencias de la Horticultura, la Sociedad Internacional de Propagadores y el Foro de Horticultura Lone Star.

Después de presentar en el foro Lone Star en enero, una reunión de la industria, Wu dijo que algunos representantes de la industria verde dijeron que podrían colaborar para probar sus plantas.

"Mostraron su interés y por eso no solicitamos la patente, queríamos compartir con la academia, el público y la industria", dijo.

Próximos pasos

El equipo de investigación se considera pionero en la investigación de la escala de corteza de crapemyrtle. Xie ha estado trabajando en biología de insectos en un proyecto llamado Life Table, una herramienta ecológica para estudiar el desarrollo y la dinámica de poblaciones de diferentes organismos, que no se había hecho anteriormente para la escala de la corteza. Esto ha llevado a muchos descubrimientos importantes, como el comportamiento de apareamiento del insecto.

Xie dijo que las cochinillas son especies interesantes con diversos sistemas genéticos, y algunas de ellas se reproducen asexualmente.

"La mujer lleva un estilo de vida muy sedentario", dijo Xie. "Están más o menos esperando que el macho, que es una mosca, instigue el comportamiento de apareamiento. Para que el macho encuentre una hembra, la hembra debe liberar una feromona sexual. Nuestro próximo proyecto de investigación buscará qué compuestos se liberan y cómo usarlos para interrumpir el apareamiento.

"En este momento, el control de este insecto es el uso de pesticidas sistémicos. Pero los insectos están protegidos por una cubierta de escamas, lo que hace que la fumigación sea ineficaz. Para tratar químicamente, necesitamos empapar el suelo para entregar los químicos a las plantas y los insectos que se alimentan. en la savia morirá. Sin embargo, esta práctica también es perjudicial para los polinizadores. Nuestro enfoque será ver si podemos encontrar nuevos sistemas que controlen los insectos sin depender demasiado de los pesticidas".

Wu agregó que el trabajo incluye atrapar a los insectos machos para interrumpir el comportamiento de apareamiento.

"También queremos buscar un cultivar resistente a la escala de corteza de crapemyrtle", dijo Wu. "Actualmente, estoy buscando desarrollar cultivares novedosos resistentes y trabajar con la industria. Son un puente para que aprendamos cuáles son sus necesidades prioritarias". + Explora más

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