Methods to separate Lobesia botrana (Lepidoptera: Tortricidae) males from females for the implementation of sterile insect-inherited sterility technique control tactics

Hadass Steinitz, Adi Sadeh, Martin Tremmel, Ally R. Harari

Abstract


The sterile insect technique (SIT) requires the release of a large number of irradiated moths in the infested crop area targeted for suppression or eradication. Irradiated males must compete strongly with wild males for mating with conspecific wild females. Irradiated female moths are fully sterile and therefore when released do not pose a potential risk to the crop. However the close proximity of the released males and females may result in assortative mating among the irradiated moths, thereby undermining the competitive ability of the irradiated males. Furthermore, released females have partially depleted the reproductive potential of the colony, and will not contribute to further increases in the size of the colony in a mass-rearing facility. We tested 4 methods to separate European grapevine moth, Lobesia botrana (Dennis & Schiffermüller) (Lepidoptera: Tortricidae) males from females based on differences between males and females with respect to: (i) the number of abdominal segments of the pupae, (ii) the colors of wandering larvae, (iii) speed of maturation of larvae (protandry), and (iv) the lengths of the pupae. The sexing of 500 moths by the number of abdominal segments in the pupae was accomplished without any errors, but it was time consuming, tedious and required skill and experience. However, it should be possible to develop an automated apparatus to sort pupae by gender. Sexing by color differences did not provide clean separation because of large overlaps between the sexes in the green, blue and red spectra. Although male larvae entered the wandering phase significantly earlier than female larvae, in a large portion of the population the time of departure, some males and females departed simultaneously so that clean separation was possible for only about ¼ of the males or about ¼ of the females. A similar situation prevailed for emergence of adult males and females from pupae. On average, male pupae were significantly shorter than female pupae, and pupal length was found to be the most practical method for separating L. botrana males from females. For example, if all pupae < 5.4 mm were irradiated and released, they would include about 86% of all males and about 22% of all females—all of which would be the smallest and least fecund ones. This would allow about 78% of the females—including the largest and most fecund ones—to be retained for mass-rearing. At this time separation of the sexes based on pupal length is the most practical method.

 

Resumen

La técnica del insecto estéril (TIE) requiere la liberación de un gran número de polillas irradiadas en el área de enfoque del cultivo infestado para la supresión o erradicación. Los machos irradiados deben competir fuertemente con los machos silvestres para aparearse con hembras salvajes de la misma especie. Las polillas hembras irradiadas son totalmente estériles y por lo tanto, cuando se liberan no representan un riesgo potencial para el cultivo. Sin embargo, la proximidad de los machos y las hembras liberados puede resultar en el apareamiento selectivo entre las polillas irradiadas, lo que socava la capacidad competitiva de los machos irradiados. Además, la liberación de hembras agota parcialmente el potencial reproductivo de la colonia, y las hembras liberadas no puede contribuir al aumento en el tamaño de la colonia en el futuro en las instalaciones de cria en masa. Hemos probado 4 métodos para separar los machos de las hembras de la polilla europea de la vid, Lobesia botrana (Dennis y Schiffermüller) (Lepidoptera: Tortricidae), en base a las diferencias entre machos y hembras con respecto a: (i) el número de segmentos abdominales de las pupas, (ii) el color de las larvas errantes, (iii) el tiempo de maduración de las larvas (protandria) y (iv) la longitud de las pupas. Se realizó la determinación del sexo de 500 polillas por el número de segmentos abdominales de las pupas con ningún error, pero llevaba mucho tiempo, fue tedioso y requieron habilidad y experiencia. Sin embargo, debería ser posible automatizar este método para separar las pupas por sexo. La determinación del sexo por diferencias de color no proveyó una separación limpia debido a el gran traslapo entre los sexos en cuanto del espectro verde, azul y rojo. Aunque las larvas machos entró en la fase errante significativamente antes que las larvas hembras en una gran parte de la población, algunos machos y hembras partieron simultáneamente, de modo que la separación clara fue posible para sólo alrededor de una ¼ parte de los machos y aproximadamente una ¼ parte de las hembras. Una situación muy similar con respecto a la emergencia de los adultos machos y hembras de las pupas. Por lo general, las pupas macho fueron significativamente más cortas que las pupas hembra, y se encontró que la longitud pupal fue el método más práctico para la separación de los machos de las hembras de L. botrana. Por ejemplo, si todas las pupas <5,4 mm fueron irradiadas y liberadas, que incluirían alrededor del 86% de todos los machos y el 22% de todas las hembras — todas las cuales serían las más pequeñas y menos fecundas. Esto permitiría que aproximadamente el 78% de las hembras — incluyendo las más grandes y más fecundas — serán retenidas para la cría en masa. Actualmente, la longitud de pupa es el método más práctico para separar los sexos.

 

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Keywords


sterile moths; European grapevine moth; pupae separation; sexual dimorphism; larval color; protandry; pupa size

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