Uma equipe colaborativa de pesquisadores do Departamento de Ciências Hortícolas da Faculdade de Agricultura e Ciências da Vida do Texas A&M e do Departamento de Biologia desenvolveu um sistema único de identificação de plantas hospedeiras de escamas de casca de murta, um inseto que destrói plantas se alimentando de sua seiva.
O inseto da escama da casca da murta se espalhou para 17 estados em menos de duas décadas e representa uma ameaça significativa para a indústria verde, espalhando uma doença com o mesmo nome.

Um sistema de monitoramento exclusivo usando gráfico de penetração elétrica, EPG e software personalizado permitiu que a equipe praticamente eliminasse a necessidade de estudos intensivos em estufas e mão de obra cara. O estudo foi publicado recentemente na revista científica Insects .

O trabalho capturou o interesse de representantes da indústria verde que buscam uma maneira de impedir a doença homônima do inseto, que reduziu pela metade o mercado da murta. As vendas do Crapemyrtle têm um valor econômico anual de US$ 69,5 milhões, de acordo com os pesquisadores.

"É imperativo controlar essa praga porque ela pode se espalhar rapidamente e potencialmente ameaçar a indústria verde e o ecossistema", disse Bin Wu, Ph.D., que recentemente se formou no programa de ciências hortícolas e foi o principal autor do estudo.

A equipe de pesquisa envolve uma colaboração entre os grupos de pesquisa de Hongming Qin, Ph.D., professor associado de biologia, e Mengmeng Gu, Ph.D., anteriormente com o Texas A&M AgriLife Extension Service. Eles co-orientaram os pesquisadores de horticultura Wu e Runshi Xie, Ph.D., também recém-formado. Elizabeth Chun, pesquisadora de graduação no Departamento de Biologia A&M do Texas, e Gary Knox, Ph.D., especialista em extensão em horticultura ambiental e cultivos de viveiro da Universidade da Flórida, completam a equipe.

O inseto da escama da casca da murta é astuto. Tem peças bucais longas que penetram nas fendas da casca da murta e tem uma cobertura de cera nas costas que permite evitar inseticidas que são pulverizados na casca das árvores. Enquanto isso, continua a sugar a seiva da planta, roubando nutrientes essenciais necessários para o crescimento da planta.

Dos figos Chicago Hardy à soja, a praga busca uma ampla gama de hospedeiros, aumentando ainda mais a necessidade de cura. "Nossa pesquisa é descobrir a gama de hospedeiros, ou que tipo de espécies de plantas, além da murta, estão expostas a isso", disse Wu.

Eliminando mão de obra cara

A pesquisa começou em 2019, quando a equipe começou a testar diferentes espécies de murta em uma estufa quanto à sua suscetibilidade. Os testes iniciais usaram trabalho manual e levaram mais de meio ano. Foi quando a equipe determinou que um método mais eficiente e em tempo real era necessário.

Usando o sistema de monitoramento EPG, a equipe conseguiu rastrear as atividades de sondagem do inseto na planta. Os resultados ajudaram os pesquisadores a aprender mais sobre a interação entre o inseto e a planta e obter uma melhor compreensão sobre o potencial controle de pragas. As formas de onda do EPG permitiram que os pesquisadores observassem quais nutrientes o inseto da casca da casca da murta extrai da planta.

"Através dessas observações e determinando quais nutrientes estavam sendo retirados, pudemos considerar quais eram as plantas hospedeiras mais prováveis", disse Wu.

Alguns insetos de escama de casca de murta eram capazes de beber água, mas não conseguiam beber outros nutrientes para apoiar seu crescimento e desenvolvimento. As plantas em que esses insetos foram encontrados foram consideradas "plantas em potencial", o que significa que a escama da casca poderia sobreviver por um tempo e potencialmente quebrar a defesa da planta para forçar as plantas como hospedeiras.

Usando o EPG e o sistema de software desenvolvido por Chun, a equipe conseguiu calcular a frequência e a amplitude relativa de cada forma de onda do EPG a partir de mais de 500 megabytes de dados brutos em poucos segundos. Estudar o comportamento dos insetos dá aos pesquisadores uma compreensão mais clara das plantas potenciais e atração.

"Precisávamos de uma maneira de anotar esses dados e Elizabeth Chun entrou no projeto conduzindo a programação", disse Wu. "Trabalhamos juntos para descobrir o trabalho de codificação para fazer o computador saber como extrair as formas de onda EPG, como elas se parecem, a duração da forma de onda, etc. usando este software. Existem versões on-line e para download. Se alguém não não quiser fazer o download online, eles podem clicar no link para usar a versão online."

O software é de código aberto. O projeto já foi apresentado em várias reuniões profissionais acadêmicas, incluindo a American Society for Horticulture Science, a International Propagators Society e o Lone Star Horticulture Forum.

Depois de apresentar no fórum Lone Star em janeiro, uma reunião da indústria, Wu disse que alguns representantes da indústria verde disseram que poderiam colaborar para testar suas plantas.

“Eles mostraram interesse e por isso não solicitamos patente, queríamos compartilhar com a academia, o público e a indústria”, disse.

Próximas etapas

A equipe de pesquisa é considerada pioneira na pesquisa da escala da casca da murta. Xie tem trabalhado em biologia de insetos em um projeto chamado Life Table, uma ferramenta ecológica para estudar o desenvolvimento de diferentes organismos e a dinâmica populacional, o que não foi feito anteriormente para a escala da casca. Isso levou a muitas descobertas importantes, como o comportamento de acasalamento do inseto.

Xie disse que os insetos de escala são espécies interessantes com diversos sistemas genéticos, e alguns deles se reproduzem assexuadamente.

"A fêmea leva um estilo de vida muito sedentário", disse Xie. "Eles estão esperando que o macho, que é uma mosca, instigue o comportamento de acasalamento. Para o macho encontrar uma fêmea, a fêmea deve liberar um feromônio sexual. usá-los para interromper o acasalamento.

"Neste momento, o controle desse inseto é o uso de pesticidas sistêmicos. Mas os insetos são protegidos por uma cobertura de escamas, o que torna a pulverização ineficaz. Para tratar quimicamente, precisamos encharcar o solo para entregar os produtos químicos nas plantas, e os insetos na seiva vai morrer. No entanto, essa prática também é prejudicial para os polinizadores. Nosso foco será ver se podemos criar novos sistemas que controlem insetos sem depender muito de pesticidas."

Wu acrescentou que o trabalho inclui prender os insetos machos para interromper o comportamento de acasalamento.

"Também queremos buscar uma cultivar resistente à escama da casca da murta", disse Wu. "Atualmente, estou pensando em desenvolver cultivares resistentes e inovadoras e trabalhar com a indústria. Eles são uma ponte para aprendermos quais são suas necessidades prioritárias." + Explorar mais

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