Interactions between temperature and environmental variables in Drosophila suzukii

Drosophila suzukii Matzumura (Diptera: Drosophilidae) is an invasive species that became a pest of soft and stone fruits since its appearance in Southern Europe in 2008. Within Drosophila species, D. suzukii is the main cause of economic damage in fruit production. This is because the female, thanks to a serrated type of ovipositor, lays eggs in ripening fruit of many plant species, and the larvae rapidly consume the fruit. My PhD programme is aimed at providing concrete answers to farmers regarding the response of D. suzukii to temperature and based on the performance of D. suzukii with respect to Wolbachia, pesticides efficacy, and fruit infestation under variable temperature. The dissertation consists of four parts. The first part (chapter 1) introduces the background knowledge on D. suzukii, in relation to its spread, biology, pest status, and management options. The second part (chapter 2) assesses the impact of temperature and Wolbachia infection on the fitness of D. suzukii, with special attention to nutritional stress, survival, fecundity, cytoplasmic incompatibility and viability. The third part (chapter 3) investigates the effect of temperature on the efficacy of four groups of pesticides on the mortality of D. suzukii and its performance on different fruits under field and laboratory conditions. The fourth part (chapter 4) examines the influence of short cold temperature stress on the development of D. suzukii in different fruits. All together, the findings provide information for the improvement of the management of D. suzukii in fruit orchards of north-eastern Italy, emphasizing the role of some environmental variables such as temperature.

Drosophila suzukii Matzumura (Diptera: Drosophilidae) è una specie invasiva che ha rapidamente colonizzato piccoli frutti coltivati e selvatici in Europa meridionale dopo la sua introduzione nel 2008. Essa rappresenta la specie di drosofila con il maggiore impatto sulla produzione di frutta, in particolare per la possibilità, conferita da un particolare ovopositore di tipo serrato, di deporre uova in frutti in via di maturazione. In seguito le larve utilizzano la polpa del frutto rendendolo invendibile. Il programma del dottorato è mirato all’individuazione di strategie di gestione dell’insetto basate sulla comprensione della sua risposta a varie condizioni ambientali, con specifico riferimento alla temperatura. La tesi si compone di quattro parti. La prima parte è costituita da una introduzione generale sulla specie, in relazione alla dispersione, allo sviluppo, e alle tecniche di contenimento. La seconda parte è volta a comprendere l’effetto della temperatura sull’infezione dell’insetto da parte del batterio Wolbachia, con particolare riferimento all’effetto di stress nutrizionali e termici sulla performance e sull’incompatibilità citoplasmatica. La terza parte è diretta allo studio delle relazioni tra quattro gruppi di molecole insetticide e la temperatura, valutando la mortalità dell’insetto in condizioni diverse di campo e di laboratorio. La quarta parte è indirizzata a mettere in evidenza gli effetti di brevi esposizioni a basse temperature sull’attacco di piccoli frutti. Complessivamente il lavoro fornisce informazioni su come la temperatura svolga un ruolo fondamentale nello sviluppo dell’insetto e nelle interazioni con altri fattori che ne possono regolare la riproduzione, sia naturali sia antropici. Alcune di queste risultano essere importanti per l’applicazione della lotta nei confronti di questo temibile parassita.