Analisi dell’utilizzo degli spermi nelle femmine poliandriche di Drosophila suzukii

Drosophila suzukii, an alarming agricultural pest, has become the subject of intensive research aimed at unravelling its enigmatic reproductive behaviour. In temperate regions, it evolved seasonal polyphenism traits, which enhances its survival during stressful winter population bottlenecks. Consequently, in these temperate regions, the populations undergo seasonal reproductive dynamics. Despite its economic importance, no data are available on the behavioural reproductive strategies of this fly. Increased understanding of the reproductive behaviour of this invasive fruit fly is crucial for effective pest management. Previous work demonstrated a high rate of polyandry in a population emerging from a winter bottleneck in an area of Trentino. This observation suggested a potential mechanism for enhancing reproductive success, as polyandry can increase the genetic diversity of offspring and potentially improve their fitness. It was also observed that the polyandric females retain the sperm from multiple males to produce progeny but the parentage analyses demonstrated a low rate of paternity skew. The aim of this work is based on these observations and aims to understand how a polyandric female uses sperm from different mates across time. For this purpose, appropriate crosses have been set up and parentage analyses have been performed using multi-locus genotyping with the use of four dinucleotide repeat microsatellite loci previously characterized. This approach allows us to discover the contribution of different males in the progeny. This work concerns the results obtained from one family derived from a multiple mated female, which demonstrated a high degree of shared paternity, in which each father contributes significantly to the brood. Moreover, it has been found no significant difference in the paternity pattern of the multi mated female progeny over its reproductive life. These data will be validated by analysing other families obtained from the crosses. Findings are significantly relevant for the application of Sterile Insect Technique (SIT) control method for this pest, which relies on the reproduction between females and sterile males to reduce the population size.

Drosophila suzukii, un moscerino che danneggia in modo allarmante le colture, è diventato il protagonista di numerose ricerche volte a capire meglio il suo comportamento riproduttivo. Una comprensione più approfondita del comportamento riproduttivo di questo moscerino è cruciale per rendere più efficace la sua gestione (pest management). La D. suzukii causa ingenti perdite economiche ai coltivatori di piccoli frutti di tutto il mondo. Uno studio precedente ha dimostrato un alto grado di poliandria in una popolazione del Trentino emersa da un winter bottleneck. Questo suggerisce che la poliandria possa essere un potenziale strumento per migliorare la sopravvivenza invernale, dato che questo comportamento può incrementare la diversità genetica della progenie e migliorare il potenziale riproduttivo. Lo studio ha fatto uso dell’analisi parentale, che permette di valutare il contributo di diversi padri alla progenie, il quale ha evidenziato che le femmine poliandriche mantengono gli spermi da diversi accoppiamenti e li usano per produrre progenie. Queste informazioni hanno aperto la strada al presente lavoro di tesi, con lo scopo di determinare come le femmine poliandriche usano nel tempo gli spermi ottenuti da diversi accoppiamenti. Sono stati allestiti accoppiamenti multipli ed è stato condotto un lavoro di genotyping sui genitori e sulla loro progenie. Per discriminare i genotipi sono stati usati quattro microsatelliti precedentemente caratterizzati. In questa tesi è stata considerata solo una famiglia ottenuta da tali accoppiamenti multipli. Da tale analisi si è evidenziato che tutti i padri contribuiscono significativamente alla progenie e che la femmina non sembra utilizzare in maniera differenziale gli spermi da diversi accoppiamenti durante la vita riproduttiva. Tali risultati saranno validati su altre famiglie. Tali informazioni saranno di estrema importanza per la applicazione della tecnica dell’insetto sterile (SIT), che si basa sulla riproduzione delle femmine con maschi sterili per controllare le popolazioni di quest’insetto.