Xylella fastidiosa(Xanthomonadales: Xanthomonadaceae)の伝搬と生物学的意味を含めたヒゲムシ・ヒゲムシのEPG波形のレビュー

Review of the EPG Waveforms of Sharpshooters and Spittlebugs Including Their Biological Meanings in Relation to Transmission of Xylella fastidiosa (Xanthomonadales: Xanthomonadaceae).

• Elaine A Backus
• Hsien-Tzung Shih

抄録

エレクトロペネトグラフ法（EPG）は、口唇が宿主の内部で目に見えないように動く刺咬昆虫のスタイレット探傷行動を研究するための最も厳密な方法の一つです。EPG は、植物病原体の伝播（獲得、保持、接種）を制御するベクターの行動を特定し、ベクター種間でそれらの行動を比較し、新しいベクターや病害管理戦術の開発に役立てるために特に有用です。Xylella fastidiosa (Wells et al.) は、アメリカ大陸原産のグラム陰性の侵入性細菌で、ブドウの木のピアース病のような致死的な焦げ付き型の病気の原因菌である。Xylella fastidiosaは、キビタキオオヨコバイ（Hemiptera: Cicadellidae: Cicadellinae）とツバメムシ（Hemiptera: Aphrophoridae）によって媒介されます。75年以上の研究にもかかわらず、X. fastidiosaの接種機構の詳細については、シャープシューターを用いたEPG研究が登場するまでは不明であった。ここでは、1）これまでに発表された主要な EPG の原理と波形のレビュー（シャープシューターとスピトルバグに焦点を当てて）、2）シャープシューターの波形の生物学的意味についての現在の理解のまとめ、3）EPG で照らされた X. fastidiosa の感染メカニズムのレビュー、4）今後の EPG の使用に最も有用な波形カテゴリの推奨、感染した植物と感染していない植物、耐性品種、殺虫剤処理などの様々な処理でのシャープシューターのスタイレットプロービングの定量的比較、など。さらに、前庭弁の機能解剖学に関する新しい研究が、X. fastidiosaの伝搬とEPG波形の文脈で議論されています。また、AC-DC EPGのための二次的な信号処理回路の最初のブロック図が公開され、EPG信号の出現と意味に関連して議論されています。

Electropenetrography (EPG) is one of the most rigorous methods to study stylet probing behaviors of piercing-sucking insects whose mouthparts move invisibly inside hosts. EPG is particularly useful for identifying vector behaviors that control transmission (acquisition, retention, and inoculation) of plant pathogens, comparing those behaviors among vector species, and aiding in development of novel vector and disease management tactics. Xylella fastidiosa (Wells et al.) is a gram-negative, invasive bacterium native to the Americas, where it is the causal agent of lethal scorch-type diseases such as Pierce's disease of grapevines. Xylella fastidiosa is transmitted by sharpshooter leafhoppers (Hemiptera: Cicadellidae: Cicadellinae) and spittlebugs (Hemiptera: Aphrophoridae). Despite over 75 yr of study, details of the inoculation mechanism of X. fastidiosa were unknown until the advent of EPG research with sharpshooters. Herein, the following topics are presented: 1) review of key EPG principles and waveforms published to date, emphasizing sharpshooters and spittlebugs; 2) summary of present understanding of biological meanings of sharpshooter waveforms; 3) review of mechanisms of transmission for X. fastidiosa illuminated by EPG; and 4) recommendations of the most useful waveform categories for EPG use in future, quantitative comparisons of sharpshooter stylet probing on various treatments such as infected versus uninfected plants, resistant varieties, or insecticide treatments. In addition, new work on the functional anatomy of the precibarial valve is discussed in the context of X. fastidiosa transmission and EPG waveforms. Also, the first block diagram of secondary, signal-processing circuits for the AC-DC EPG is published, and is discussed in relation to EPG signals appearances and meanings.

Published by Oxford University Press on behalf of Entomological Society of America 2020.