Washington, DC, USA
July 16, 2014
The brown marmorated stink bug (Halyomorpha halys), a winged invader from Asia that is eating crops and infesting U.S. homes, is spreading and is expected to continue to do so. Adult (top) and fifth-instar nymph (bottom). - Photo by Stephen Ausmus.
U.S. Department of Agriculture (USDA) researchers have deciphered the chemical signals the brown marmorated stink bug (BMSB) uses to attract other stink bugs, opening the door to development of traps and technologies that should help keep the invasive pest out of backyards, gardens, homes and agricultural operations.
A study detailing the chemical structure of the stink bug's "aggregation pheromone," how this attractant can be synthesized, and results of field trials has been published in the Journal of Natural Products by scientists with USDA's Agricultural Research Service (ARS) and their partners. ARS is USDA's chief intramural scientific research agency.
"The stink bug is a widespread nuisance and a serious threat to producers of apples, peaches, corn, soybeans and a number of other important agricultural products," said ARS Administrator Chavonda Jacobs-Young. "This research demonstrates how the dedication, skill and commitment of ARS researchers is addressing the changing needs of society and the problems faced not only by the agricultural community, but the public at large."
The BMSB is native to Asia. Since its discovery in Allentown, Pennsylvania, in 2001, it has devastated orchards, crops and fields and become a terrible nuisance in gardens, backyards and homes. It has an appetite for up to 300 different plants. Estimates of economic damage vary, but in 2010 it was blamed for causing an estimated $37 million in losses in the Mid-Atlantic region to apples alone. It also has spread to more than 40 states and parts of Canada.
As part of the study, ARS researchers collected airborne extracts released by the BMSB to search for the pheromones the bug uses to attract its fellow stink bugs to feeding sites. They found two attractant chemicals produced exclusively by adult males, synthesized them and counted the number of stink bugs caught in traps supplied with those attractants as lures. Results showed the compounds were effective throughout the summer at capturing males, females and nymphs, and were three times more effective when combined in one trap than when used individually.
The identification and synthesis of the chemicals was led by Ashot Khrimian, and the field trials were overseen by Don Weber, both ARS scientists in the agency's Invasive Insect Biocontrol and Behavior Laboratory in Beltsville, Maryland. Coauthors include ARS researchers Aijun Zhang, Karl E. Vermillion, Shyam Shirali, Filadelfo Guzman, Tracy C. Leskey and Jeffrey Aldrich (ARS, retired).
Weber led another group that has published a companion paper in the Journal of Economic Entomology on the synergistic attraction of the newly discovered pheromone with another attractant. The combination attracted more stink bugs than either lure on its own, and it could be used in commercial lures and traps throughout the growing season. Project partners included researchers at Johns Hopkins University and the Institute of Cellular and Organismic Biology in Taipei, Taiwan.
Investigadores con el ARS identifican un cebo para el chinche apestoso marrón marmolado
Científicos con el Servicio de Investigación Agrícola (ARS) han descifrado las señales químicas usadas por el chinche apestoso marrón marmolado (BMSB por sus siglas en inglés) para atraer otros de los insectos. Este descubrimiento abre la puerta al desarrollo de trampas y tecnologías para ayudar a controlar este insecto plaga en jardines, hogares y operaciones agrícolas.
Un estudio que provee detalles sobre la estructura química de la feromona de agregación del chinche, el proceso para sintetizar esta sustancia, y los resultados de pruebas de campo ha sido publicado en 'Journal of Natural Products' (Revista de Productos Naturales) por científicos con el ARS y sus colegas. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés).
"El chinche apestoso marrón marmolado es una molestia muy extendida y una amenaza grave a los productores de manzanas, melocotones, maíz, soya y muchos otros cultivos importantes", dice Chavonda Jacobs-Young, quien es administradora del ARS. "Esta investigación demuestra cómo la dedicación y las habilidades de los investigadores con el ARS están abordando las necesidades cambiantes de sociedad y los problemas a los que se enfrentan no sólo la comunidad agrícola, sino también el público".
El BMSB es originario de Asia. Desde su descubrimiento en Allentown, Pensilvania, en el 2001, este insecto ha devastado huertos, cultivos y campos agrícolas y ha llegado a ser una molestia espantosa en jardines y hogares. Este insecto come hasta 300 diferentes tipos de plantas. Hay variaciones en los cálculos de los daños causados por este insecto, pero en el 2010 el chinche fue culpado por pérdidas con un valor de 37 millones de dólares en la región del Medio-Atlántico en solamente las manzanas. El chinche se ha extendido a más de 40 estados en EE.UU. y partes del Canadá.
Como parte del estudio, investigadores con el ARS coleccionaron las emisiones de los BMSB para identificar las feromonas usadas por el insecto para atraer otros BMSB a sitios de alimentación. Los investigadores encontraron dos sustancias químicas emitidas solamente por los adultos machos, y luego sintetizaron esas sustancias y contaron el número de los chinches capturados en trampas que contuvieron esas sustancias. Los resultados demostraron que los compuestos fueron eficaces por todo el verano para capturar los machos, las hembras y las ninfas, y fueron tres veces más eficaces cuando combinados en una trampa en vez de usarlos por separado.
La identificación y el síntesis de las sustancias químicas fueron dirigidos por Ashot Khrimian, y las pruebas de campo fueron dirigidos por Don Weber. Ellos son científicos en el Laboratorio del Control Biológico y el Comportamiento de Insectos Invasores mantenido por el ARS en Beltsville, Maryland. Otros autores del artículo sobre la investigación fueron Aijun Zhang, Karl E. Vermillion, Shyam Shiralie, Filadelfo Guzman, Tracy C. Leskey y Jeffrey Aldrich (ahora retirado) con el ARS.
Weber dirigió otro grupo que publicó un artículo en 'Journal of Economic Entomology' (Revista de la Entomología Económica) sobre el efecto sinérgico de la feromona recientemente descubierta cuando se combina esa feromona con otro cebo. La combinación atrajo más de los BMSB comparada con los cebos usados por separado, y podría ser usada en cebos y trampas comerciales por toda la temporada de cultivo. Socios para este proyecto incluyeron investigadores en la Universidad Johns Hopkins y el Instituto de Biología Celular y Organísmico en Taipei, Taiwán.
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