Abstract BACKGROUND The spotted wing drosophila ( SWD ), Drosophila suzukii (Matsumura), is an invasive vinegar fly with a preference for infesting commercially viable berries and stone fruits. SWD infestations can reduce yields significantly, necessitating additional management activities. This analysis estimates economic losses in the California raspberry industry that have resulted from the SWD invasion. RESULTS California raspberry producers experienced considerable revenue losses and management costs in the first years following SWD 's invasion of North America. Conventional producers have since developed effective chemical management programs, virtually eliminating revenue losses due to SWD and reducing the cost of management to that of purchasing and applying insecticides more often. Organic raspberry producers, who do not have access to the same chemical controls, continue to confront substantial SWD ‐related revenue losses. These losses can be mitigated only by applying expensive insecticides registered for organic use and by performing labor‐intensive field sanitation. CONCLUSION SWD 's invasion into North America has caused extensive crop losses to berry and cherry crops in California and elsewhere. Agricultural producers and researchers have responded quickly to this pest by developing management programs that significantly reduce revenue losses. Economic losses are expected to continue to fall as producers learn to manage SWD more efficiently and as new control tactics become available. © 2016 Society of Chemical Industry

Abstract Replacement of synthetic insecticides with transgenic crops for pest management has been both economically and environmentally beneficial. These benefits have often eroded as pests evolved resistance to transgenic crops, but a broad understanding of the timing and complexity of adaptive changes which lead to field-evolved resistance in pest species is lacking. Wild populations of Helicoverpa zea , a major lepidopteran crop pest and the target of transgenic Cry toxin-expressing cotton and corn, have recently evolved widespread, damaging levels of resistance. Here, we quantified patterns of genomic change in wild H. zea collected between 2002 and 2017 when adoption rates of Cry-expressing crops expanded in North America. Using a combination of genomic approaches, we identified significant temporal changes in allele frequency throughout the genomes of field-collected H. zea . Many of these changes occurred concurrently with increasingly damaging levels of resistance to Cry toxins between 2012 and 2016, in a pattern consistent with polygenic selection. Surprisingly, none of the eleven previously described Cry resistance genes showed signatures of selection in wild H. zea . Furthermore, we observed evidence of a very strong selective sweep in one region of the H. zea genome, yet this strongest change was not additively associated with Cry resistance. This first, whole genome analysis of field-collected specimens to study evolution of Cry resistance demonstrates the potential and need for a more holistic approach to examining pest adaptation to changing agricultural practices. Significance Statement Evolution of pest resistance to management approaches in agricultural landscapes is common and results in economic losses. Early detection of pest resistance evolution prior to significant crop damage would benefit the agricultural community. It has been hypothesized that new genomic approaches could track molecular signals of emerging resistance problems and trigger efforts to pre-empt widespread damage. We tested this hypothesis by quantifying genomic changes in the pest Helicoverpa zea over a 15 year period concurrent with commercialization and subsequent loss of efficacy of transgenic Bt-expressing crops. Our results demonstrate the complex nature of evolution in agricultural ecosystems and provide insight into the potential for and pitfalls associated with use of genomic approaches for resistance monitoring. We discuss approaches for improvement.

1. While many studies have investigated non-target impacts of neonicotinoid seed treatments (NSTs), they usually take place within a single crop and focus on specific pest or beneficial arthropod taxa.2. We compared the impacts of three seed treatments to an untreated control: imidacloprid + fungicide products, thiamethoxam + fungicide products, and fungicide products alone in a three-year crop rotation of full-season soybean, winter wheat, double-cropped soybean and maize. Specifically, we quantified neonicotinoid residues in the soil and in weedy winter annual flower buds and examined treatment impacts on soil and foliar arthropod communities, and on plant growth and yield.3. Trace amounts of insecticide were found in winter annual flowers of one species in one site year, which did not correspond with our treatments. Although low levels of insecticide residues were present in the soil, residues were not persistent. Residues were highest in the final year of the study, suggesting some accumulation.4. We observed variable impacts of NSTs on the arthropod community; principle response curve analysis, diversity and evenness values exhibited occasional community disturbances, and treatments impacted the abundance of various taxa. Overall, imidacloprid had a greater effect than thiamethoxam, with the fungicide only treatment also occasionally impacting communities and individual taxa.5. Pest pressure was low throughout the study, and although pest numbers were reduced by the insecticides no corresponding increases in yield were observed. However, the fungicide products contributed to higher yields in wheat.6. Synthesis and applications . Pesticide seed treatments can disturb arthropod communities, even when environmental persistence and active ingredient concentrations are low. The foliar community in wheat and maize exhibited a trend of increasing disturbance throughout the sampling period, suggesting that recovery from the impacts of NSTs is not always rapid. Our study is among the first to demonstrate that seed applied fungicides alone can disrupt arthropod communities in agroecosystems and highlights the need for further investigation into the impacts of seed applied fungicides.

Abstract In agricultural ecosystems, strong and shifting selective pressures from pest management practices can lead to rapid evolution. Crops expressing pesticidal proteins from Bacillus thuringiensis (Bt) are an important control measure for agricultural pests and a major selective force on pest genomes world wide. Helicoverpa zea , a destructive pest of corn and cotton, has evolved widespread resistance to Bt crystalline (Cry) pesticidal proteins. Here we reveal the polygenic architecture of field evolved Cry resistance in H. zea and identify multiple previously unknown Cry resistance candidate regions and genes. In the genomic region with the largest effect on Cry1Ab, and Cry1A.105 + Cry2Ab2 resistance, we identified signals of an increase in copy number for an entire cluster of trypsin genes. The genes in this cluster, along with other trypsins genome-wide, are significantly upregulated in Cry resistant H. zea . All field resistant individuals possessed two to four copies of a trypsin in this cluster, but this gene amplification was not found in any samples collected prior to Cry resistance evolution or in susceptible lab colonies. Inhibiting trypsin activity in H. zea decreased tolerance of Cry toxin in resistant and susceptible populations. Together, our findings suggest that increased expression and amplification of trypsins could allow degradation of activated Cry toxin and explain part of the polygenic Cry resistance observed in wild H. zea .