Insights into the microbes and nematodes hosted by pupae of the arundo leaf miner, Lasioptera donacis (Diptera: Cecidomyiidae)

Abstract

The leaf miner Lasioptera donacis Coutin (Diptera: Cecidomyiidae) is a biological control agent of the invasive weed, Arundo donax L. (Poaceae), that was approved for release in the U.S. and Mexico. Pupae are preferred for shipment of living material to quarantine facilities. There is a question of whether emerged females would carry conidia of a potential mutualist fungus, and in particular the saprophyte Arthrinium arundinis, from the pupa or if they would have to acquire the conidia exclusively from the plant to start the oviposition process. We artificially smeared leaf-sheaths of growing plants with A. arundinis before being exposed to female midges, and maintained these host plants until the pupal stage of the midge developed. Polymerase chain reaction methods were applied to detect A. arundinis and any other potential fungi in these pupae. Only 9% of the pupae were infested by fungi or yeast, predominantly belonging to the genus Sarocladium, but not A. arundinis, confirming that the newly emerged females are free of this fungus and will have to acquire conidia present on the leaf-sheath for successful oviposition. We also tentatively tested by PCR for the presence of parasitic nematodes in these pupae. More than 42% of the pupae were shown to be infested specifically by T. gyraloura. Such high infection rate calls for developing methods to eliminate this parasite or to find a parasitefree native population prior to release of L. donacis adults in North America for biological control of A. donax.

Sumario

El minador de hojas Lasioptera donacis Coutin 2001 (Diptera: Cecidomyiidae) es un agente de control biológico de la maleza invasora, Arundo donax L. 1753 (Poales: Poaceae), que fue aprobado para su liberación en los Estados Unidos y México. Las pupas son preferidas para el envío de material vivo a instalaciones de cuarentena. Existe la cuestión de si las hembras emergentes llevarían los conidios de un hongo mutualista potencial, y en particular el saprofito Arthrinium arundinis, sobre de la pupa o tendrían que recolectar los conidios exclusivamente de la planta. Para comenzar el proceso de oviposición pusimos artificialmente A. arundinis sobre las hojas de las plantas en crecimiento, antes de exponerlas a los mosquitas hembra, y mantuvimos estas plantas hospederas hasta que se desarrolló el estadio de pupa de la mosquita. Se aplicaron los métodos de PCR para detectar A. arundinis y otros hongos potenciales en estas pupas. Solo el 9% de las pupas fueron infestadas por hongos y/o levaduras, que pertenecen predominantemente al género Sarocladium, pero no a A. arundinis, lo que confirma que las hembras recién emergidas están libres de este hongo, y tendrán que recolectar conidios presentes en la cubierta foliar para una oviposición exitosa. También probamos tentativamente por PCR para detectar la presencia de nematodos parásitos en estas pupas. Se ha demostrado que más del 42% de las pupas están infestadas específicamente por T. gyraloura. Tal alta tasa de infección require el desarrollo de métodos para eliminar este parásito y/o encontrar una población nativa libre de parásitos antes de la liberación de adultos de L. donacis en América del Norte para el control biológico de A. donax.

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