"Valutazione dell’impatto di temperature elevate su Halyomorpha halys e sul suo endosimbionte batterico Pantoea carbekii"

Halyomorpha halys STÅL is an invasive species caused remarkable economic losses to the production of various agricultural crops in the last decade. This pest became a serious problem due to its rapid invasion and diffusion, by the wide range of host plants and initially by the lack of predators and effective control methods. All this factors exponentially increased the research interest for this species in the last few years. Halyomorpha halys has coevolved over time with a Gamma-proteobacterial endosymbiont as other Pentatomid Hemiptera, called Candidatus Pantoea carbekii. This bacterium, vertically transmitted from the mother to the offspring, is located almost exclusively in a known region of the mid-gut and plays a key role in metabolism, and nutrient assimilation otherwise inaccessible for young instars. This thesis work evaluated whether and how high temperatures can affect H. halys mortality and trophic behavior and how these temperatures can affect the vitality of its bacterial endosymbiont P. carbekii. Two trials were carried out in which biological parameters, such as mortality and development time of the different stages of H. halys, were evaluated following exposure to constant and variable high temperatures. The effect of exposure on P. carbekii bacterial endosymbiont concentration was evaluated too. A second part of the thesis evaluated five different DNA extraction methods on adult stink bug individuals for future studies on the genetic diversity of the species. The results obtained show how the increase in temperature leads to an increase in the mortality rate of the adult individuals and increases the developmental time of the juvenile stages; the data also showed that prolonged exposure to elevated temperatures increases average nutrition and decreases the abundance of the bacterial symbiont.

Halyomorpha halys STÅL è una specie invasiva che nell’ultimo decennio ha provocato danni consistenti alle produzioni di diverse colture d’interesse agrario. La dannosità, data dalla rapida diffusione, dall’ampio range di colture ospiti e inizialmente dalla mancanza di predatori e metodi di controllo efficaci, ha aumentato in maniera esponenziale l’interesse nell’ultimo decennio per lo studio di questa specie. Come altri Emitteri Pentatomidi, Halyomorpha halys si è coevoluta nel corso del tempo con un endosimbionte Gamma-proteobatterico chiamato Candidatus Pantoea carbekii. Questo batterio, trasmesso per via verticale dalla madre alle progenie di H. halys, è situato quasi esclusivamente in una regione nota dell’intestino e ricopre un ruolo chiave nel metabolismo, permettendo di assimilare nutrienti altrimenti inaccessibili dalla dieta dell’insetto. In questa tesi, è stato valutato se e come le alte temperature possono incidere su H. halys e sul suo endosimbionte batterico P. carbekii. Sono state effettuate due prove in cui si sono valutati i parametri biologici quali la mortalità e il tempo di sviluppo dei differenti stadi di H. halys in seguito all’esposizione a elevate temperature costanti e variabili. È stato inoltre valutato l’effetto dell’esposizione sulla concentrazione dell’endosimbionte batterico P. carbekii. Una seconda parte della tesi ha valutato cinque differenti metodi di estrazione del DNA su individui adulti di cimice asiatica ai fini di futuri studi sulla diversità genetica della specie. I risultati ottenuti evidenziano come l’innalzamento della temperatura comporti un aumento del tasso di mortalità degli individui adulti e aumenti il tempo di sviluppo degli stadi giovanili; i dati hanno mostrato inoltre come un’esposizione prolungata ad elevate temperature aumenti la nutrizione media e diminuisca l’abbondanza di simbionte batterico.