Fruit flies cause substantial economic damage, and their management relies primarily on chemical insecticides. However, pesticide resistance has been reported in several fruit fly species, the mitigation of which is crucial to enhancing fruit fly control. Here, we assess the toxicity of a novel insecticide (fluralaner) and a common insecticide (dinotefuran) against three fruit fly species, Bactrocera dorsalis (Hendel), Bactrocera cucurbitae (Coquillett), and Bactrocera tau (Walker). Both pesticides exhibit robust lethal and sublethal effects against all three fruit fly species, with fluralaner being more potent. Fluralaner and dinotefuran suppress the reproductive capacities and survival rates of fruit flies. However, at the 50% lethal concentration, fluralaner stimulates the reproductive capacity of B. dorsalis and the survival rate of B. tau. Fluralaner also causes significant transgenerational effects, impacting the offspring hatching rate of B. cucurbitae and B. tau and reducing the proportion of female offspring. Thus, both pesticides exhibit high potential for controlling fruit flies. However, their application should be tailored according to species variations and the diverse effects they may induce. Collectively, the findings of this study outline the sublethal effects of two insecticides against fruit flies, helping to optimize their application to ensure the effective management of insecticide resistance.

Abstract Finding a suitable oviposition site is a challenging task for a gravid female fly, since the hatched maggots have limited mobility, making it difficult to find an alternative host. The oriental fruit fly, Bactrocera dorsalis , oviposits on many types of fruits. Maggots hatching in a fruit that is already occupied by conspecific worms will face food competition. Here, we showed that maggot-occupied fruits deter B. dorsalis oviposition and that this deterrence is based on the increased β-caryophyllene concentration in fruits. Using a combination of bacterial identification, volatile content quantification, and behavioural analyses, we demonstrated that the egg-surface bacteria of B. dorsalis , including Providencia sp . and Klebsiella sp ., are responsible for this increase in the β-caryophyllene contents of host fruits. Our research shows a type of tritrophic interaction between microorganisms, insects, and insect hosts, which will provide considerable insight into the evolution of insect behavioural responses to volatile compounds.

Abstract In recent decades, a growing body of literature has indicated that microbial symbionts of insects can modulate their hosts’ chemical profiles and mate choice decisions. However, there is currently little direct evidence indicate that insect pheromones can be produced by symbionts. Using Bactrocera dorsalis as a model system, we demonstrate that Bacillus sp. in the rectum of male B. dorsalis plays a pivotal role in sex pheromones production. We demonstrate that 2,3,5-trimethylpyrazine (TMP) and 2,3,5,6-tetramethylpyrazine (TTMP) are sex pheromones produced in the male rectums. Mature virgin females can be strongly attracted by TMP and TTMP. TMP and TTMP contents in male rectums can be decreased when rectal bacteria are inhibited with antibiotics. Moreover, Bacillus sp. isolated from male rectum can produce TMP and TTMP when providing with substrates-glucose and threonine, for which the contents are significantly higher in rectums of mature males. These findings highlight the influence of microbial symbionts on insect pheromones and provide an example of direct bacterial production of pheromones in insects.

Insecticide resistance has been a problem in both the agricultural pests and vectors. Revealing the detoxification mechanisms may help to better manage insect pests. Here, we showed that arylalkylamine N-acetyltransferase 1 (AANAT1) regulates intestinal detoxification process through modulation of reactive oxygen species (ROS)-activated transcription factors cap"n"collar isoform-C (CncC): muscle aponeurosis fibromatosis (Maf) pathway in both the oriental fruit fly, Bactrocera dorsalis, and the arbovirus vector, Aedes aegypti. Knockout/knockdown of AANAT1 led to accumulation of biogenic amines, which induced a decreased in the gut ROS level. The reduced midgut ROS levels resulted in decreased expression of CncC and Maf, leading to lower expression level of detoxification genes. AANAT1 knockout/knockdown insects were more susceptible to insecticide treatments. Our study reveals that normal functionality of AANAT1 is important for the regulation of gut detoxification pathways, providing insights into the mechanism underlying the gut defense against xenobiotics in metazoans.

Many animals display physiological and behavioral activities limited to specific times of the day. Certain insects exhibit clear daily rhythms in their mating activities that are regulated by an internal biological clock. However, the specific genetic mechanisms underlying this regulation remain largely unexplored. Mating in the fruit fly Bactrocera dorsalis exhibits a daily rhythm and is dependent on sex pheromones produced in the male rectum. We used transcriptome sequencing and clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) / CRISPR-associated nuclease 9 techniques to understand whether the daily rhythmicity of mating in B. dorsalis and sex pheromone production in the rectum are regulated by clock genes. The results showed that the production of sex pheromones by B. dorsalis males is rhythmic (low during the day and high at night) and is influenced by clock genes. Knockout of the clock genes cryptochrome 1 (cry1) and timeless (tim) reduced the production of sex pheromones and significantly impaired mating ability in males. In addition, quantitative polymerase chain reaction results from 5 different tissues showed cry1 was highly expressed in the head, whereas tim was highly expressed in both the head and rectum (a key site for male sex pheromone production). Transcriptome analysis confirmed that cry1 (head) and tim (head and rectum) exhibit rhythmic expressions consistent with sex pheromone rhythmicity. These results suggest that cry1 may be related to a central clock neuron (like the suprachiasmatic nucleus), whereas the rhythmic expression of tim in the rectum indicates the potential presence of peripheral oscillators. Our study reveals new targets and ideas for improved control of the fruit fly.

The red imported fire ant (RIFA, Solenopsis invicta Buren) represents a significant invasive pest in China, exerting extensive negative impacts on ecosystems. The invasion of RIFA not only poses a severe threat to biodiversity within the environment; inappropriate controlling measures can also adversely affect community dynamics. Therefore, while implementing effective management strategies to control the proliferation of RIFA populations, it is imperative to evaluate the potential effects of these measures on the structure of local biological communities to safeguard native biodiversity. This study employs a “two-step method” using dust and bait formulations, respectively, to control RIFA while conducting ecological monitoring to further assess the impact of RIFA population decline on ant communities. The results of RIFA management showed that after post-treatment periods of 28 days, 35 days, and 60 days, the worker ant reduction rates for the three insecticides—0.5% beta-cypermethrin dust, 1.0% hydramethylnon bait, and 0.1% indoxacarb bait—reached approximately 72%, with their efficacy ranked as follows: 1.0% hydramethylnon bait > 0.1% indoxacarb bait > 0.5% beta-cypermethrin dust. By the 60th day of the experiment, the ant nest reduction rates reached their highest values—66.84% for 0.5% beta-cypermethrin dust, 77.89% for 1.0% hydramethylnon bait, and 87.52% for 0.1% indoxacarb bait—with the latter performing the best. Meanwhile, the occurrence level of RIFAs in all three pesticide treatment areas decreased from level III to level I 60 days post-treatment. Following the application of these three insecticides, the RIFA population significantly decreased, leading to an increase in species richness within the ant community. The reduction in RIFA numbers had a positive impact on the restoration of ant community diversity, as evidenced by significant improvements in both diversity and evenness indices. Notably, 0.1% indoxacarb bait was particularly effective in enhancing the ant community diversity and species richness, while 1.0% hydramethylnon bait was more effective in improving community evenness. These findings indicate that the controlling strategy used in this study not only effectively manages RIFA populations but also promotes recovery and contributes to the ecological balance of local ant communities, providing an important reference for future biodiversity conservation efforts.

Red imported fire ant (Solenopsis invicta Buren) is a severe and highly destructive invasive species. It has invaded mainland China since 2004. Understanding the foraging behavior patterns of workers in different habitats and conditions can help to develop scientific prevention and control measures. In this study, we used bait traps to measure the foraging activity of workers in newly established fire ant nests in various habitats and time periods. The results showed that the presence or absence of vegetation cover was an important factor affecting the foraging activity of fire ant workers. In bare land habitats, the foraging range and number of fire ant workers were significantly different from those in habitats with vegetation cover. The analysis of the daily average activity patterns of fire ants showed that the number of workers in sweet potato fields showed a bimodal pattern. In contrast, those in bare land and sugarcane fields showed an unimodal pattern, and those in pineapple fields showed a fluctuating pattern. It is worth noting that the bimodal and unimodal peaks in sweet potato, bare land, and sugarcane fields all occurred at 10:00 and 16:00. Therefore, in natural environments, vegetation cover, and temperature are important factors affecting the foraging activity of fire ants.