Biologia riproduttiva e parassitoidi oofagi di Philaenus spumarius (Hemiptera: Aphrophoridae)

Philaenus spumarius L. (Hemiptera: Aphrophoridae) is the main vector of the plant pathogenic bacterium Xylella fastidiosa Wells in Europe. Xylella fastidiosa has a very large host-range, infecting more than 600 plant species. However, only in a few plant species X. fastidiosa causes severe diseases, often specific to a given subspecies of the bacterium. In Europe, three subspecies of the bacterium have been detected and, in particular, X. fastidiosa subsp. pauca ST53 is the causal agent of the severe disease of the Olive Quick Decline Syndrome (OQDS), which has caused the death of millions of olive trees in Apulia until now and is still progressing. Philaenus spumarius, besides being an efficient vector, is widespread and common throughout the Palaeartic region and is therefore currently considered a major threat to European agriculture. The population abundance of a vector insect is directly related to the risk of transmission of a pathogen, so that the vector population dynamic is a key element in the epidemiology of X. fastidiosa. The reproductive biology of P. spumarius and the natural enemies are the main variables influencing intergenerational dynamics and thus the abundance of vectors in an agroecosystem. The present work aims at deepening our knowledge on the reproductive biology of Philaenus spumarius, through the analysis of: i) fecundity (i.e. eggs/female); ii) expression of the vitellogenin gene as an indicator of ovarian development (i.e. number of mature eggs in ovary); iii) the association with the symbiotic bacterium Wolbachia, reproductive manipulator, in Alpine populations of P. spumarius. Moreover, the egg parasitoids of P. spumarius in Piedmont and Liguria have been monitored using sentinel eggs. The study showed that: (i) fecundity was higher than previously reported, 215 eggs/female; (ii) the ovarian development was directly correlated with the level of expression of the vitellogenin gene; (iii) the prevalence of Wolbachia in Alpine populations was high (68%). Sentinel eggs allowed to identify the presence of egg parasitoids of P. spumarius, belonging to the family Mymaridae (Hymenoptera), in several sites of northwestern Italy. The results obtained on the reproductive biology and egg parasitoids of P. spumarius represent important improvements in the description of the population dynamic and provide precious information for the development of new control strategies of this dangerous vector insect.

Philaenus spumarius L. (Hemiptera: Aphrophoridae) è il principale vettore del batterio fitopatogeno Xylella fastidiosa Wells in Europa. Xylella fastidiosa è in grado di infettare più di 600 piante ospiti, tuttavia, solo in alcune piante provoca fitopatologie gravi, generalmente associate ad una determinata sottospecie del batterio. In Europa sono presenti tre sottospecie del batterio e, in particolare, X. fastidiosa subsp. pauca ST53 è l’agente causale della grave fitopatologia del disseccamento rapido dell’olivo (Olive Quick Decline Syndrome, OQDS), che ha causato fino ad oggi la morte di milioni di alberi di ulivo in Puglia. Philaenus spumarius è diffuso e comune in tutta la regione Paleartica ed è quindi attualmente considerato una delle principali minacce per l'agricoltura Europea. L’entità delle popolazioni di un insetto vettore è direttamente collegata al rischio di trasmissione di un patogeno, quindi le dinamiche di popolazione sono un elemento chiave dell’epidemiologia di X. fastidiosa. La biologia riproduttiva di P. spumarius e i nemici naturali sono le variabili che influenzano la dinamica intergenerazionale e quindi l’abbondanza di vettori nell’agroecosistema. Il presente lavoro ha l’obiettivo di approfondire le conoscenze di alcuni aspetti della biologia riproduttiva di Philaenus spumarius mediante l’analisi di: i) prolificità (i.e. uova deposte/femmina); ii) espressione del gene della vitellogenina come indicatore di sviluppo ovarico (i.e. numero uova mature in ovario); iii) associazione con Wolbachia, batterio simbionte manipolatore della riproduzione, in popolazioni montane di P. spumarius. Inoltre, sono stati monitorati i parassitoidi oofagi di P. spumarius in Piemonte e in Liguria tramite la tecnica delle ovature sentinella. Lo studio ha rilevato i) una prolificità superiore a quella riportata in letteratura, in media 215 uova/femmina; ii) una correlazione diretta tra sviluppo ovarico e livello di espressione del gene della vitellogenina; iii) un’elevata prevalenza (68%) di Wolbachia nelle popolazioni montane del Piemonte. Infine, le ovature sentinella hanno consentito di rilevare la presenza di parassitoidi oofagi di P. spumarius, imenotteri appartenenti alla famiglia Mymaridae, in diverse località dell’Italia nord-occidentale. I risultati ottenuti sulla biologia riproduttiva e i parassitoidi oofagi di P. spumarius rappresentano un importante contributo per chiarire la dinamica di popolazione e forniscono dati utili allo sviluppo di nuove strategie di contenimento di questo pericoloso vettore