Imagine this scene: The larva of a Hessian fly bites into the tender leaf of a wheat plant. In its saliva are substances poisonous to the plant, causing stunted growth and even death. But this time, endowed with unique resistance genes that act like an alarm system, the wheat is able to detect the intruder and deploy a fighting response.

Scientists with the Agricultural Research Service and Kansas State University (KSU) aim to give wheat this defensive edge by understanding its enemy's offensive arsenal. For the first time, ARS entomologist Ming-Shun Chen and KSU colleague Xuming Liu have identified several genes from the Hessian fly's salivary glands that may be responsible for triggering release of the plant-altering compounds.

What makes the Hessian fly such a troubling pest is its ability to reinvent itself--literally. The Hessian fly, which has plagued U.S. wheat farmers since at least the Revolutionary War, has countless biotypes. In other words, the insect is capable of mutating to produce races that can overcome the resistant wheat plants put out by scientists and breeders.

Engaged in a vicious cycle, plant breeders must have new wheat varieties ready to fend off the resilient Hessian fly, which typically makes a comeback in six to 10 years. And as the pool of fly genes with counter-resistance grows, the task of creating hardy wheat plants becomes increasingly more difficult.

Hoping to find a more stable solution, Chen and Liu have gone to the source of the unique Hessian fly-wheat interaction: the fly's salivary glands. There the potent molecules are synthesized and directed into the wheat plant. These compounds appear to help create a favorable environment for the developing Hessian fly larva.

Chen's next step is to determine if the recently found fly genes and gene products are associated with the virulence, or counter-resistance, of the different fly biotypes.

The Hessian fly has been known to cause up to $100 million worth of damage and crop losses in a single year.

ARS is the chief scientific research agency of the U.S. Department of Agriculture.

La defensa sobre la mosca hessian podría ser en la saliva del insecto

Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en inglés)
Erin Kendrick-Peabody, (301) 504-1624, ekpeabody@ars.usda.gov
17 de octubre 2003

Imaginase esta situación: La larva de la mosca hessian muerde la hoja tierna de una planta de trigo. En la saliva de la larva hay sustancias que son venenosas para la planta, y que pueden impedir el crecimiento de la planta o aun matarla. Pero esta vez, la planta tiene genes únicos de resistencia que funcionan como una sistema de alarma, y el trigo puede detectar el intruso y desplegar una reacción combativa.

Científicos con el Servicio de Investigación Agrícola (ARS) y la Universidad Estatal de Kansas (KSU por sus siglas en inglés) esperan dar esta ventaja defensiva al trigo por medio de entendimiento del arsenal ofensivo de su enemigo. El entomólogo Ming-Shun Chen del ARS y su colega Xuming Liu de KSU han identificado por primera vez varios genes de las glándulas salivales de la mosca hessian que podrían ser responsables para el descargo de los compuestos que pueden alterar la planta.

Lo que hace tan molestosa la mosca hessian es su habilidad de reinventarse por si misma --literalmente. La mosca hessian, la cual ha molestado los granjeros de trigo en los Estados Unidos por lo menos desde la Guerra Revolucionaria de los Estados Unidos, tiene biotipos sin cuento. En otras palabras, el insecto tiene la habilidad de transformarse para producir otras razas que pueden vencer las plantas de trigo con resistencia que han sido producidas por cientificos y cultivadores de variedades nuevas.

En este ciclo vicioso, los cultivadores de variedades nuevas tienen que tener listos variedades nuevas de trigo para resistir la mosca hessian adaptable, la cual tipicamente hace un retorno en seis a diez años. Y mientras que crece el grupo de genes de mosca con la habilidad de vencer la resistencia de las plantas, la tarea de crear nuevas plantas de trigo robusto llega a ser más difícil.

Esperando a encontrar una solución más estable, Chen y Liu han estudiado la fuente de la interacción única entre la mosca hessian y el trigo-las glándulas salivales de la mosca. Allá las moléculas potentes están sintetizadas y enviadas dentro de la planta de trigo. Estos compuestos parecen ayudar a crear un medio ambiente favorable para el desarrollo de la larva de la mosca hessian.

El próximo paso de Chen es determinar si los genes de mosca recientemente encontrados y los productos de genes son asociados con la virulencia, o la habilidad de vencer la resistencia de las plantas, de los biotipos diferentes de las moscas.

La mosca hessian puede causar hasta 100 millones de dólares de daño y pérdidas de cosechas en sólo un año.