La mouche lanterne tachetée menace les secteurs agricoles d'une valeur de près de 18 milliards de dollars pour l'économie de la Pennsylvanie. Crédit :Greg Hoover
Alors que les populations de lanternes tachetées envahissantes explosent et que la zone de quarantaine imposée par l'État dans le sud-est de la Pennsylvanie s'étend, les chercheurs du College of Agricultural Sciences de Penn State recherchent des solutions pour aider à arrêter la propagation de l'insecte et à protéger les cultures agricoles de graves dommages.
La mouche lanterne tachetée a été trouvée pour la première fois aux États-Unis dans le comté de Berks en septembre 2014. Plus de trois ans plus tard, la quarantaine du ministère de l'Agriculture de Pennsylvanie, qui a commencé avec cinq cantons dans l'est du comté de Berks, couvre désormais tout Berks, Chevreuils, Chester, Lehigh, Montgomery, Northampton, Carbone, Delaware, Lancastre, Liban, Monroe, Comtés de Philadelphie et de Schuylkill. La quarantaine réglemente ou limite les déplacements des végétaux, les matériaux à base de plantes et les articles ménagers extérieurs hors de la zone de quarantaine, sauf si certaines conditions sont remplies.
Les responsables s'inquiètent de la menace que représente la mouche lanterne tachetée pour l'agriculture de Pennsylvanie, y compris le raisin, arbre-fruit, les industries du bois dur et des pépinières, qui représentent collectivement près de 18 milliards de dollars pour l'économie de l'État. Les propriétaires pourraient également subir des dommages aux plantes ornementales de grande valeur dans leur paysage.
Originaire de Chine, Inde, Japon et Vietnam, la lanterne tachetée n'attaque ni les fruits ni le feuillage. Plutôt, il utilise ses pièces buccales piqueuses-suceuses pour se nourrir des parties ligneuses des plantes - telles que les troncs ou les branches d'arbres et les vignes - où il excrète une substance connue sous le nom de miellat et inflige des blessures qui pleurent avec la sève. Le miellat et la sève peuvent attirer d'autres insectes et fournir un milieu pour la croissance des champignons, comme la fumagine, qui recouvre la surface des feuilles et peut retarder la croissance. Les plantes fortement infestées peuvent ne pas survivre.
a dit Tom Baker, professeur distingué d'entomologie et d'écologie chimique, qui a 40 ans d'expérience dans la recherche en entomologie, "La lanterne tachetée est la plus étrange, l'insecte le plus pernicieux que j'aie jamais vu."
Les chercheurs de Penn State s'attaquent au problème sur plusieurs fronts.
"Après la découverte de ce ravageur en Pennsylvanie en 2014, nous avons commencé des recherches fondamentales pour savoir d'où il venait et pour mieux comprendre sa biologie et son comportement avant de pouvoir commencer à développer des tactiques pour le gérer, " a déclaré Julie Urbain, associé de recherche principal au département d'entomologie. "Par conséquent, nous avons plusieurs projets en cours qui, nous l'espérons, aboutiront à des solutions pratiques dans un proche avenir."
Malgré ses ailes colorées, la mouche lanterne tachetée - l'un d'un groupe d'insectes connus sous le nom de cicadelles - est un voleur faible mais un sauteur fort et rapide. Crédit :ministère de l'Agriculture de Pennsylvanie
Par exemple, avec le soutien du ministère américain de l'Agriculture, Urban étudie la génétique des populations de lanternes tachetées en Pennsylvanie. L'identification de nouveaux marqueurs génétiques et le génotypage de l'insecte peuvent aider à identifier plus précisément l'origine asiatique de l'invasion de la mouche lanterne et à restreindre géographiquement la recherche de prédateurs et de parasitoïdes naturels.
"De nouveaux marqueurs génétiques variables au sein de la population de Pennsylvanie nous aideront également à estimer la taille effective de la population actuelle, nous permettent de suivre la croissance et les mouvements de la population, et détecter les invasions ultérieures, " elle a dit.
Une autre piste de recherche, Urbain a dit, caractérise les bactéries et les champignons associés à la mouche lanterne tachetée. Grâce au séquençage de l'ADN de nouvelle génération, son équipe a testé la présence de communautés bactériennes et fongiques dans les glandes salivaires et la trompe (pièce buccale) de la mouche lanterne et dans les tissus abdominaux.
"Nous avons découvert que les glandes salivaires et les tissus de la trompe n'abritaient aucun niveau détectable de bactéries ou de champignons. Cela signifie qu'il est peu probable que la lanterne tachetée transmette des agents pathogènes bactériens ou fongiques aux plantes en se nourrissant, bien que nous continuions d'étudier la transmission potentielle d'autres agents pathogènes, " elle a dit.
"Dans les tissus abdominaux, certaines bactéries présentes peuvent différer selon l'aire de répartition géographique. La comparaison du microbiome du tube digestif de la population de Pennsylvanie avec des spécimens d'Asie peut nous aider à comprendre les différences dans les préférences des plantes hôtes et leur comportement alimentaire, et nous pourrions découvrir que les populations asiatiques abritent des bactéries qui sont des agents pathogènes naturels de la mouche lanterne tachetée. »
Les chercheurs surveillent également les communautés microbiennes sur plusieurs plantes hôtes économiquement importantes pour évaluer les changements dans la composition et l'abondance des bactéries et des champignons dus à l'alimentation des lanternes tachetées et au dépôt de miellat. En outre, L'équipe d'Urban examine les communautés microbiennes présentes dans une substance mousseuse trouvée à la base des plantes d'Ailanthus (arbre du ciel) qui présentent de lourds dommages causés par les lanternes et des dépôts de miellat.
L'arbre du ciel est l'une des plantes hôtes très appréciées de la mouche lanterne tachetée, et Urban a déclaré que la mousse serait analysée pour déterminer si elle attirait le ravageur. "Nous visons à déterminer la source de tout composé potentiellement attractif, ce qui peut être utile pour développer des leurres de lanternes tachetées, " elle a dit.
Les trois premiers stades des lanternes tachetées immatures sont noirs avec des taches blanches. Nymphes du quatrième stade, montré ici, commencent à apparaître en juillet et muent pour devenir adultes. Crédit : Extension de l'État de Pennsylvanie
Ce travail peut également aider les scientifiques à identifier des bactéries bénéfiques qui pourraient aider à gérer la fumagine associée à la mouche lanterne en tuant ou en supplantant le champignon, Urbain expliqué.
L'entomologiste Baker a utilisé le financement du Service d'inspection de la santé animale et végétale de l'USDA pour étudier les comportements d'accouplement et de dispersion de la mouche lanterne tachetée. Il a noté que l'utilisation de phéromones d'insectes pour la perturbation de l'accouplement a été déployée avec succès pour d'autres insectes nuisibles.
"Toutefois, jusqu'à présent, nous n'avons trouvé aucune preuve que la lanterne tachetée utilise des phéromones pour trouver des partenaires, donc ce n'est peut-être pas quelque chose que nous pouvons utiliser pour perturber l'accouplement ou pour développer des leurres ou des pièges, " il a dit.
Le laboratoire de Baker a collecté des données sur la façon dont les lanternes tachetées se dispersent - à quelle distance elles volent, vers quoi ils s'orientent, sur quoi ils atterrissent et ainsi de suite. "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, " il a dit.
A court terme, 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.
In the meantime, 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.
