Aspetti del sistema nuziale del Punteruolo rosso delle palme (Rhynchophorus ferrugineus): un approccio molecolare e bioinformatico.

Abstract

Il Punteruolo rosso delle palme, Rhynchophorus ferrugineus, Olivier (Curculionoidea, Dryophtoridae), è un coleottero originario del Sud-Est asiatico e della Melanesia invasivo in Medio Oriente ed in quasi tutti i paesi del bacino del Mediterraneo, compresa l'Italia. Il fitofago arreca ingenti danni a numerose specie di Arecaceae, tra cui molte palme di interesse economico. Le attuali azioni di controllo integrato, adottate per contenerne l'espansione, si sono rivelate finora insufficienti anche perché manca una approfondita conoscenza del sistema nuziale dell'insetto, ed il suo grande successo riproduttivo è proprio una delle cause principali del enorme potenziale invasivo di questa specie dannosa. Obiettivo generale del progetto di dottorato è stato dunque lo studio di aspetti del mating system del Punteruolo rosso legati ad eventuali comportamenti poliandrici e fenomeni di selezione sessuale post-copulatoria. Sono stati eseguiti a questo scopo dei test di paternità, per mezzo di analisi genetiche e bioinformatiche, sulla prole di esperimenti di incrocio effettuati in laboratorio, in modo da verificare ipotesi alternative riguardanti il sistema nuziale della specie. Date le scarse informazioni genetiche disponibili su R. ferrugineus, è stato necessario mettere a punto ex novo un pannello di 16 loci microsatelliti polimorfici, tramite un approccio innovativo basato su tecniche di Next Generation Sequencing accoppiate ad analisi bioinformatiche. Attraverso un'analisi preliminare della variabilità genetica di popolazioni provenienti sia dall'areale primario che da quello secondario della specie, sono state individuate aree a maggior diversità genetica reciproca, da utilizzare come sorgenti di campionamento degli individui destinati all'allevamento e agli accoppiamenti controllati. In seguito sono stati quindi condotti in laboratorio due esperimenti di incrocio, nei quali una femmina vergine si è accoppiata spontaneamente con due maschi in successione, ed è stata poi isolata e lasciata libera di ovideporre ad oltranza. La generazione filiale è stata poi allevata e caratterizzata geneticamente insieme a quella parentale per attribuire la paternità a ciascuna larva. I risultati ottenuti, supportati da esperimenti di incrocio con maschi sterilizzati e non, indicano chiaramente la presenza di un fenomeno di selezione sessuale post-copula. Per quanto siano necessari ulteriori studi, sembrerebbe che le femmine della specie, nonostante si accoppino normalmente con più individui, fecondino le uova quasi esclusivamente con il contributo spermatico ricevuto per ultimo. Questo fenomeno è conosciuto come precedenza spermatica dell'ultimo maschio (last male sperm precedence), e potrebbe essere legato a strategie di scelta criptica del partner da parte della femmina o a competizione spermatica tra maschi. La comprensione di questi meccanismi va senza dubbio approfondita, specialmente in vista dell'eventuale progettazione di interventi di controllo biologico mirati ad attaccare il successo riproduttivo della specie, come la Tecnica dell'Insetto Sterile.FARI 2010 prot.C26I10SBMC "Bioinformatica, ecologia molecolare e specie invasive: in silico mining di librerie genomiche da pirosequenziamento 454 per l'individuazione di loci microsatelliti". University Project 2012 prot. C26A12KRHP "Tagged Next Generation Sequencing e in silico mining di polimorfismi nucleotidici (SNP) nello studio delle invasioni biologiche"