Studio degli Imenotteri parassitoidi delle famiglie Eulophidae, Encyrtidae e Braconidae quali organismi utili per il controllo biologico e per indagini sulla biodiversità nella Regione Paleartica

Responsabili di progetto

Umberto Bernardo, Sergey Belokobylskiy

Accordo

RUSSIA - RAS old - Russian Academy of Sciences old

Bando

CNR/RAS 2011-2013

Dipartimento

Agroalimentare

Area tematica

Scienze bio-agroalimentari

Stato del progetto

Nuovo

Proposta di ricerca

La lotta biologica rappresenta una delle possibili soluzioni al controllo delle popolazioni dei fitofagi. Affinché un programma di lotta biologica possa essere efficace è indispensabile che gli antagonisti che si prevede di impiegare vengano precisamente caratterizzati al fine di una loro facile identificazione. La corretta identificazione dei fitofagi e dei loro antagonisti naturali deve avvenire sia a livello interspecifico sia intraspecifico, ed è fondamentale per l’impostazione di programmi di controllo biologico.
Le popolazioni di insetti parassitoidi, infatti, sono spesso caratterizzate da una notevole variabilità biologica alla quale non corrisponde una sufficiente variabilità morfologica. E' possibile che una specie considerata tale dal punto di vista morfologico rappresenti in realtà un insieme di specie criptiche, diverse tra loro biologicamente. Le specie criptiche possono differenziarsi per parametri vitali (longevità, durata del ciclo), modalità riproduttive, adattamento alle condizioni climatiche avverse, capacità di ricerca dell'ospite, livello di specializzazione parassitaria, tutti caratteri che condizionano l'efficacia del controllo esercitato da un parassitoide e quindi la riuscita di un programma di lotta biologica. E' opportuno quindi essere in grado di individuare questa biodiversità e caratterizzare le specie dei parassitoidi morfo-biologicamente e tramite marcatori (molecolari).
Di contro per diverse specie di parassitoidi non è conosciuto il reale intervallo di variazione dovuto alla plasticità fenotipica, per cui individui della stessa specie sviluppati in zone geografiche molto distanti e climaticamente molto differenti (Italia–Russia) possono presentare peculiari caratteristiche morfologiche che non corrispondono alla reale esistenza di diversità biologiche.
Il confronto tra individui della stessa morfospecie con un approccio integrato (morfo-bio-molecolare) permetterà di evidenziare e risolvere le problematiche summenzionate e quindi di arrivare ad una identificazione certa degli esemplari osservati.
Le collezioni museali rappresentano la base di partenza per molte revisioni sistematiche, ciononostante per la scarsa qualità di alcuni esemplari, spesso danneggiati e quasi sempre molto vecchi, esistono spesso delle difficoltà insormontabili sia per l’approccio morfologico sia per quello molecolare. Esistono, infatti, notevoli difficoltà nell’amplificazione di alcune regioni genomiche estraendo il DNA da specie conservate in museo. In particolare tra le regioni utilizzate normalmente negli studi sistematici per la loro elevata variabilità (gene mitocondriale per la subunità I della citocromo ossidasi COI, la regione ribosomale ipervariabile ITS2 e la regione ribosomale D2-28S) è la COI che presenta le maggiori problematiche. Tale regione è però spesso anche la più variabile e quella che permette di risolvere i problemi di identificazione tanto da essere utilizzata anche per il barcoding.
La difficoltà delle analisi molecolari è anche collegata all’impossibilità (almeno fino ad ora) di utilizzare i tipi per l’estrazione del DNA (pratica vietata in tutti i musei per evitare di danneggiare irrimediabilmente individui unici). Molte specie sono inoltre presenti solo con singoli esemplari e non con serie tipiche e questo quindi elimina qualsiasi possibilità di analisi molecolare.
Le specie tipiche delle specie oggetto di questo progetto sono montate a secco su cartoncino e questo determina l’impossibilità di mandare e/o ricevere i tipi indispensabili per le revisioni sistematiche in quanto la fragilità degli esemplari montati a secco li espone ad un facile ed irrimediabile danneggiamento.
I campionamenti in programma nei due paesi, insieme con il lavoro sulle collezioni, offrirebbero la possibilità di avere materiale fresco, magari con un maggior numero di individui per specie, che dovrebbero permettere il completamento degli studi sistematici già in corso di completamento.
Inoltre la raccolta dei parassitoidi e le informazioni relative al sistema pianta-fitofago-parassitoide, spesso assenti sugli esemplari delle collezioni, permetteranno di arricchire ed impreziosire la ricerca e di renderne più facilmente applicabili i risultati.
In particolare i generi di cui si vuole completare le revisioni appartengono alle famiglie Eulophidae, Encyrtidae e Braconidae che per la loro importanza nel controllo biologico, e per la attuale scarsa definizione sistematica necessitano di ulteriori e più completi approfondimenti.
I generi che saranno oggetto dello studio saranno, suddivisi per famiglia, i seguenti: (Hymenoptera: Eulophidae) Pnigalio e generi vicini (Necremnus e Sympiesis) questi parassitoidi oltre ad occupare spesso la stessa nicchia ecologica hanno anche delle specie morfologicamente molto simili. Per quanto riguarda la famiglia (Hymenoptera: Braconidae) le sottofamiglie da esaminare saranno: Doryctinae, Rhyssalinae e Exothecinae le cui specie Italiane, risultano ancora scarsamente studiate e caratterizzate. Infine i generi della famiglia (Hymenoptera: Encyrtidae) oggetto del presente studio e campionamento appartengono invece ai seguenti generi: Ooencyrtus, Metaphycus, Cheiloneurus, Leptomastix, Microterys.
In definitiva la collaborazione permetterà ad entrambi i gruppi di  lavoro di completare le revisioni sistematiche di alcuni importanti generi di parassitoidi sia mediante lo studio del materiale museale sia con lo studio e la raccolta di materiale nelle zone di raccolta dei tipi. Questo permetterà inoltre un confronto molto ampio della variabilità intraspecifica della morfologia e della variabilità genetica di molte specie e la precisa definizione dei limiti dei singoli generi esaminati.

Obiettivi della ricerca

Osservazione/descrizione dei tipi di specie di Encyrtidae (Hymenoptera: Chalcidoidea) descritti per la fauna russa appartenenti ai seguenti generi: Ooencyrtus, Metaphycus, Cheiloneurus, Leptomastix, Microterys, nonché dei tipi di Eulophidae (Hymenoptera: Chalcidoidea) dei generi Necremnus e Sympiesis presenti in collezione.
Raccolta di insetti in zone poco o scarsamente campionate negli ultimi anni con la conseguente possibilità di mettere nelle collezioni italiane del materiale raccolto in Russia (le identificazioni saranno fatte confrontando il materiale presente nel museo).
Completamento delle analisi biomolecolari con l’ottenimento di sequenze di almeno tre diverse regioni, due nucleari (frammenti della ITS2 e della 28S) e una mitocondriale (COI).
L’ottenimento di sequenze delle specie russe permetterà di confermare l’identificazione di casi dubbi, mentre il sequenziamento di individui delle specie presenti anche in altre zone europee permetterà di valutare la variabilità intraspecifica delle regioni di DNA utilizzate e di completare alcuni lavori di filogeografia per il genere Pnigalio.
Studio delle specie italiane delle sottofamiglie di (Hymenoptera: Braconidae) Doryctinae, Rhyssalinae e Exothecinae e loro caratterizzazione morfo-bio-molecolare.
Valutazione della variabilità morfogenetica intraspecifica mediante il confronto morfo-biomolecolare di specie raccolte in entrambi i paesi.

Ultimo aggiornamento: 13/06/2025