Name: 使用飞行磨坊测量西部玉米根虫的飞行倾向和性能，二溴二恶十二药病毒病毒（LeConte） (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-10-29T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 38 s
Description: 了解使用飞行磨坊测量西部玉米根虫飞行倾向和性能的实验方法。该技术可揭示年龄、交配状态等因素对昆虫飞行行为的影响，为害虫管理策略提供重要依据。

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E.Y.Y. 的研究生助研津贴由美国国家科学基金会 I/UCRC、节肢动物管理技术中心（资助号：IIP-1338775）以及产业合作伙伴资助。

1. 为飞行测试准备西部玉米根虫成虫
注意：如果需要控制或明确成虫的年龄，则必须先在野外采集成虫，再将其后代饲养至成虫期用于测试。如果对甲虫的年龄或标准化饲养环境无特殊要求，则可直接测试野外采集的成虫，此时本实验方案可从第2步开始。
<ol>
	<li>从目标玉米田中采集至少500只西方玉米根虫成虫，以确保获得足够数量的卵用于饲养足够数量的成虫。使用手动吸虫器从田间采集成虫。 
	注意：建议在美国玉米带成虫数量高峰期（约7月下旬）进行采集，以确保采集到两性个体。若采集时间过早，多数为雄虫；若采集时间过晚，多数为雌虫。</li>
	<li>将采集到的雄性和雌性成虫放入一个网笼中，笼内放置切碎的玉米穗、玉米叶片组织、1.5%琼脂固体以及产卵基质。一个18 × 18 × 18 cm的网笼（网孔规格44 × 32，孔径650 µm）可同时容纳最多500只成虫。
	<ol>
		<li>使用田间种植的玉米作为玉米穗来源，选择处于R3期（乳熟期）的籽粒进行采集19。R3期的籽粒外部呈黄色，内部因淀粉积累而呈乳白色液体状。玉米穗可冷冻保存长达一年，待需要时再使用。喂养根虫时，去除苞叶并将玉米切成约3 cm厚的横向切片。切碎的玉米是成虫的主要食物，应每周更换两次。</li>
		<li>从温室中任意生长阶段的玉米植株上获取叶片。叶片组织的用量应根据笼内成虫数量而定。避免使用田间植株，以防引入病害。</li>
		<li>制备琼脂固体时，将15 g琼脂粉与1 L去离子水混合，加热至沸腾。趁热将液体倒入培养皿（100 mm × 15 mm）中。冷却后盖上皿盖，并置于冷藏（6° C）保存。琼脂为成虫提供水分来源，应每周更换两次。</li>
		<li>准备产卵基质时，将40 g过筛田间土壤（&#60;180 µm）放入培养皿中，用去离子水润湿，确保培养皿底部土壤呈现湿润状态。用针具在湿润土壤表面划痕。每周更换一次产卵基质，并将其置于25° C、60%相对湿度的培养箱中孵化至少一个月。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>卵孵化培养一个月后，将产卵基质内容物通过250 µm筛网冲洗，直至所有土壤被清除。将清洗后的卵置于10 mL量筒中进行定量。每1 mL约含10,000枚卵。</li>
	<li>将定量后的卵放入44 mL容器中，并覆盖过筛田间土壤（&#60;180 µm）。西方玉米根虫卵在冬季经历专性滞育20。为打破滞育，需将卵置于冷藏（6° C）中至少6个月。 
	&#8203;注意：卵可在冷藏中保存超过5个月，但卵的活力随时间下降。保存12个月后，孵化率可能极低甚至无孵化。</li>
	<li>至少冷藏5个月后，将卵取出并置于25° C、60%相对湿度的培养箱中。新生幼虫最早可在取出冷藏后16天开始孵化。</li>
	<li>卵孵化后，在44 mL塑料容器底部放置三颗已萌发的玉米籽粒，使根部暴露（即不覆盖土壤）。使用软毛刷将12只新生幼虫转移至根部表面。</li>
	<li>向40 mL过筛土壤（&#60;600 µm）中加入4.5 mL去离子水。将湿润土壤覆盖在已接种新生幼虫的萌发籽粒上，并用网布覆盖容器，防止幼虫逃逸。</li>
	<li>在设置44 mL塑料容器的同一天，准备一个473 mL容器，内含未萌发的玉米籽粒。稍后将根虫幼虫转移至该较大容器中。籽粒数量决定每株植物所需的幼虫密度。加入120 g土壤混合物，其中包含50%过筛田间土壤（&#60;600 µm）和50%盆栽土，并用20 mL去离子水润湿。</li>
	<li>7天后，将44 mL容器中的全部内容物转移至473 mL容器中。此时幼虫为二龄幼虫。 
	注意：此次转移至较大容器是为了在化蛹前为幼虫提供足够的根系生物量以供取食。</li>
	<li>通常在卵孵化后约26天观察成虫羽化。成虫羽化后具有飞行能力，若用手直接捕捉可能从473 mL容器中逃逸。建议使用带吸虫器的真空装置收集成虫。</li>
	<li>如需进行比较试验，可根据性别和/或日期对成虫进行分组。西方玉米根虫的性别可通过观察前胸基跗节的形态来确定21。雄虫的前胸基跗节宽大、呈方形，而雌虫的则狭窄、呈圆锥形。
	<ol>
		<li>将甲虫放入一个45 mL透明聚苯乙烯塑料小瓶中，并用带有6个小孔（直径约1 mm）的瓶盖盖紧。</li>
		<li>麻醉甲虫。将连接至CO2钢瓶调压阀的管子末端对准瓶盖上的小孔，让CO2缓慢流入小瓶约10至15秒，直至成虫失去对瓶壁的抓握力。 
		注意：麻醉后的昆虫将保持不动约1分钟。</li>
		<li>将麻醉后的甲虫腹面朝上放置于倒置的塑料培养皿底部。小心地将未倒置的培养皿盖盖在甲虫上方，确保甲虫的跗节紧贴皿盖，以便在解剖显微镜下方便观察前胸基跗节。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>若实验要求甲虫在飞行前进行交配，则应使用至少5日龄的雄虫与新羽化的雌虫交配。 
	注意：使用较年长的雄虫可确保其在与未交配雌虫接触时已达到性成熟。雌虫在成虫羽化时即具备性成熟，而雄虫需在羽化后5至7天的发育期才能达到性成熟22,23。</li>
</ol>
2. 飞行测试前启动飞行仪软件程序
注意：飞行转盘程序文件（.vi 文件扩展名，需在商业软件平台中运行，参见材料表）及其使用说明可通过链接下载&#34;数据分析流程&#34; 和 &#34;圆形飞行磨使用说明&#34;，分别）在 &#34;飞行仪线路连接与软件&#34; 琼斯等人研究部分18 网站。如果这些程序在软件平台的新版本或未来版本中不再可用，或者用户希望添加新功能，则可使用琼斯等人提供的程序。 18 可根据需要由用户进行修改。
<ol>
	<li>打开飞行磨软件程序（图3).</li>
	<li>输入以下信息 初始化 表。
	<ol>
		<li>设置 开始时间 和 结束时间 飞行测试所需的持续时间。 
		注意：所有成虫应在开始时间前 30 分钟内完成绑缚并安装到飞行磨上。一名熟练的操作人员可能需要 30 至 45 分钟来完成 16 只甲虫的绑缚和飞行测试准备工作（参见 第3节).</li>
		<li>设置 最小阈值（min） 至0。这可以确保记录飞行臂通过时的任何检测信号，也是Jones等推荐的默认设置。 18.</li>
		<li>设置 最大阈值（分钟） 至1。此处使用了1分钟。该值表示从传感器检测到飞行臂开始，必须经过1分钟的时间间隔 &#34;呼叫&#34; 飞行的终点</li>
		<li>为文件输入一个名称。</li>
		<li>设置 原始数据记录间隔（分钟） 至1。该数值用于控制原始数据输出报告的汇总间隔。此处设置为1 min。因此，例如转数的输出将按每分钟记录。 
		注意：传感器活动的电子扫描实际时间间隔非常短，但设置为1分钟间隔可在满足大多数研究目的的精细记录尺度的同时，将电子表格输出的数据行数限制在便于目视检查的合理范围内。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>在……之下 受试者信息 标签，根据需要填写标有 ID、饮食、性别、物种和备注的列。</li>
	<li>点击 开始 位于屏幕左侧的按钮。程序将在按下该按钮后开始采集原始数据 当前时间 匹配 开始时间.</li>
</ol>
3. 将西方玉米根虫固定到飞行磨装置上
<ol>
	<li>将一段40毫米长的28号钢丝在中间弯成90°角。 
	注意：钢丝也可由其他金属制成，例如铜或黄铜。</li>
	<li>取少量牙科蜡，体积略大于针尖，用指尖搓揉成球形。操作时应确保手指清洁，避免碎屑、污垢和油脂混入蜡中，否则可能影响蜡与昆虫体表的粘附。</li>
	<li>将弯曲后的40毫米钢丝一端插入蜡球中心。</li>
	<li>按照前述方法（见1.11.1和1.11.2）使用CO2对试验成虫进行麻醉。</li>
	<li>将麻醉后的成虫置于平坦表面，使其背面向上。若甲虫无法完全平躺，应调整其足部位置使其平放。确保甲虫尽可能平贴于表面，以保证钢丝定位准确。</li>
	<li>用丁烷打火机短暂加热（&#60; 1秒）钢丝上的牙科蜡。若加热时间过长，熔化的蜡会从钢丝上滴落。一旦蜡从钢丝脱落，不得再次使用，因其将无法有效粘附于昆虫体壁。</li>
	<li>小心地将带有熔化牙科蜡的钢丝末端放置于前胸背板的背侧表面，同时使钢丝另一端（即无牙科蜡的一端）沿腹部中线方向延伸。也可根据需要将无蜡端朝向头部方向；在此情况下，飞行中的甲虫将推动而非拉动飞行臂。注意熔化的蜡不得接触鞘翅或其缝合线，以免影响或阻碍飞行。</li>
	<li>将钢丝的自由端插入飞行磨具臂的中空金属管开口中。确保钢丝通过摩擦力紧密固定。可根据需要将束缚的甲虫调整为顺时针或逆时针方向飞行。</li>
	<li>安装甲虫后立即从大块纸巾上撕下一小片（直径约1厘米）纸巾碎片，提供给悬挂在飞行磨具上的束缚甲虫，使其跗节接触；大多数甲虫会抓住纸片并克服重力持握，直至首次飞行活动开始时自行松开。此举可显著减少初始阶段的逃逸或着陆行为。 
	注意：飞行测试室内应尽量减少人员活动，仅在安装和移除成虫时进入。测试通常在安装后至少30分钟才开始（参见2.2.1项下的说明），在此期间及整个测试过程中，人员不应停留在飞行室内。</li>
	<li>完成飞行磨具测试后，移除所有已测试的成虫。通过轻轻将钢丝从前胸背板剥离，去除连接束缚装置与前胸背板的蜡珠。蜡珠易于分离且不会损伤体壁，便于后续需要时继续用于其他实验。</li>
</ol>
4. 保存从飞行磨程序中收集的数据。
<ol>
	<li>程序可设置为手动或自动模式。若程序设置为手动模式，则用户必须通过点击停止按钮来结束程序。若程序设置为自动模式，则当当前时间与结束时间一致时，程序将自动停止采集原始数据。</li>
	<li>飞行测试期结束后，点击退出。</li>
	<li>确保在程序初始化期间输入的文件名（步骤 2.2）下已保存 TDMS 文件。</li>
	<li>点击 TDMS 文件，并将文档另存为电子表格格式（.xlsx）。</li>
</ol>
5. 从已保存的电子表格（.xlsx）中提取飞行参数
注意：可自定义设计电子表格，用于处理飞行磨软件输出的原始数据。此处使用的软件程序与 Jones 等人18所述相同，但增加了一个附加程序，用于识别并汇总单个昆虫在测试期间的最长连续飞行。
<ol>
	<li>对于参与飞行活动的每个个体，电子表格将包含以下信息：飞行编号、总转数、开始时间、结束时间和飞行持续时间（分钟）。
	<ol>
		<li>要计算测试期间飞行的总距离，请将标记为“总转数”的列求和，然后乘以每转飞行的距离。每转飞行的距离取决于从中心转轴到所附昆虫的飞行臂长度。例如，如果该距离为15.9 cm，则每转相当于飞行1米。总转数也可在“测试统计”标签页中找到。</li>
		<li>要计算测试期间飞行的总持续时间，请将标记为“飞行持续时间（min）”的列求和。</li>
		<li>要确定最长连续飞行的距离和持续时间，请进入“测试统计”标签页，并查看标有“最长飞行#”的列。</li>
		<li>飞行速度可通过飞行距离除以飞行持续时间计算得出。对于昆虫，速度通常以 m/s 或 km/h 表示。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

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</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

阐明西方玉米根虫的飞行行为对于制定有效的抗性管理方案至关重要。该害虫的飞行行为已在实验室中通过多种方法进行研究，包括活动记录仪、飞行通道和飞行磨。本文所述并图示的飞行磨可使昆虫进行不间断飞行，从而使研究人员能够量化整个试验期间单次飞行的距离、持续时间、周期性和速度等飞行参数。
对于西方玉米根虫及其他大多数昆虫种类而言，飞行磨实验方案中最困难的步骤是正确地将系线连接到成虫（步骤3）。由于前胸背板可用于固定金属丝的表面积较小，且体壁表面存在大量天然蜡质，该操作具有较大难度。此外，昆虫从CO2麻醉状态复苏后很快开始活动，可用于完成系线操作的时间有限，这进一步增加了操作难度。在整个测试期间，必须确保系线位置正确并牢固粘附于甲虫的前胸背板。若系线位置偏移，甲虫在飞行磨上可能难以正常飞行，导致测得的飞行距离、持续时间和速度人为偏低。若牙科蜡未能将金属丝牢固粘附于前胸背板，甲虫可能在测试过程中逃脱。因此，操作者需保持双手清洁稳定，准确掌握加热蜡质至适宜操作温度的技巧，并在系线过程中保持自信，这些能力均可通过充分练习获得。
<p class="jove_content...

西方玉米根虫（Diabrotica virgifera virgifera LeConte）（鞘翅目：叶甲科）于1909年被确认为玉米作物的害虫1。如今，它是美国玉米带最重要的玉米（Zea mays L.）害虫，其幼虫取食玉米根部，造成与此害虫相关的大部分产量损失。由于西方玉米根虫所导致的防治成本和玉米产量损失，每年估计超过10亿美元2。该害虫具有很强的适应能力，种群已对多种防治策略产生抗性，包括化学杀虫剂、轮作制度以及转基因Bt玉米3。要确定防治措施所需覆盖的空间范围，以减缓局部抗性（即抗性热点区域）的发展，关键在于更深入地了解该虫的扩散能力4。如果缓解措施仅局限于抗性热点周围过小的空间范围，则难以奏效，因为具有抗性的成虫会扩散至缓解区域之外5。因此，了解西方玉米根虫的飞行行为，对于制定有效的抗性管理计划至关重要。
飞行扩散在成年西方玉米根虫的生活史和生态学中起着重要作用6，该害虫的飞行行为可在实验室条件下进行研究。实验室中可采用多种方法测定昆虫的飞行行为。活动记录仪（actograph）可限制昆虫在垂直平面内飞行，用于测量昆虫飞行所持续的时间。已有研究利用活动记录仪比较不同年龄、体型大小、温度条件、杀虫剂敏感性及杀虫剂暴露史下西方玉米根虫雌雄个体的飞行持续时间与飞行节律模式7,8,9。飞行隧道由追踪室和定向气流组成，特别适用于研究昆虫在追随气味羽流（例如候选信息素组分10或植物挥发物11）时的飞行行为。飞行转轮（flight mills）可能是实验室研究昆虫飞行行为最常用的方法，可用于表征飞行倾向性和飞行能力的多个方面。在西方玉米根虫的研究中，实验室飞行转轮已被用于分析其进行短距离和持续飞行的倾向性，以及持续飞行的激素调控机制12,13。&#160;
飞行磨为在实验室条件下研究昆虫飞行行为提供了一种相对简单的方法，使研究人员能够测量多种飞行参数，包括周期性、速度、距离和持续时间。目前使用的许多飞行磨均源自Kennedy等人14以及Krogh和Weis-Fogh15设计的旋转装置。飞行磨在形状和尺寸上可能有所不同，但其基本原理保持一致。昆虫被固定并安装在一个可绕垂直轴以极小摩擦自由旋转的径向水平臂上。当昆虫向前飞行时，其运动路径被限制在水平面内做圆周运动，每旋转一圈所行进的距离由臂长决定。通常使用传感器检测因昆虫飞行活动引起的臂的每一次旋转。原始数据包括单位时间内的旋转次数以及飞行发生的时间。这些数据被输入计算机进行记录。多个飞行磨的数据通常可并行、近乎同时地记录，常见的装置包含16个或32个飞行磨组成的阵列。原始数据随后通过定制软件进一步处理，以获得飞行速度、独立飞行次数、飞行总距离和总持续时间等变量的数值。
由于形态学上的差异，例如昆虫整体大小、用于连接 tether 的目标区域的尺寸与形状、身体柔软程度和灵活性、麻醉的需求与方法、胶粘剂误用或溢出可能污染翅膀和/或头部等因素，不同昆虫种类在选择最佳 tethering 方法时各不相同，此外还有诸多其他细节需要考虑。以已报道的盾蝽（plataspid bug）16 和小蠹（ambrosia beetle）17 的可视化 tethering 操作为例，其 tether 附着的目标区域相对较大，且胶粘剂放置位置的容错性较高，因为头部和翅膀与附着点之间存在一定空间隔离。这并非低估 tethering 这些昆虫的难度——对任何昆虫种类而言，该操作都具有挑战性。然而，西方玉米根虫（western corn rootworm）尤其难以 tether：其前胸背板狭窄且短小，必须使用极少量的粘接材料（本例中为牙科蜡），并进行极为精确的固定，以避免干扰飞行时鞘翅的张开，同时避免接触头部，因为胶粘剂若触及复眼或触角，可能影响其行为表现。与此同时，tether 又必须牢固附着，以防被这种强飞行能力的昆虫挣脱。本文最重要的贡献即在于展示了玉米根虫成虫的 tethering 方法，可为从事该类或类似昆虫研究的研究人员提供一种可行且有价值的参考方案。
本文描述了用于有效固定并测定不同幼虫密度下饲养的西部玉米根虫成虫飞行活动的方法。图1 所示的飞行磨装置及软件源自 Jones 等人在线公布的設計18。固定技术根据 Stebbing 等人9 的描述进行了修改。16 套飞行磨装置置于环境控制舱内，用于调控光照、湿度和温度（图2）。利用本装置或类似设置，结合以下技术，可检测多种可能影响西部玉米根虫飞行倾向和飞行能力的因素，包括年龄、性别、温度、光周期及其他多种因素。&#160;

<table><tbody><tr><td>丁烷多用途打火机</td><td>BIC</td><td>UXMPFD2DC</td><td>用于固定昆虫时软化石蜡</td></tr><tr><td>透明聚苯乙烯塑料瓶（45 ml）</td><td>Freund Container and Supply</td><td>AS112</td><td>麻醉甲虫时用于盛放昆虫</td></tr><tr><td>脱水培养基，琼脂粉</td><td>Fisher Scientific</td><td>S14153</td><td>用于制备琼脂以保持成虫所需湿度</td></tr><tr><td>聚甲醛棒（直径1&quot;，长3.75&quot;）</td><td>多家供应商：可选用互联网上价格最低者。</td><td></td><td>作为飞行磨的支柱</td></tr><tr><td>牙科蜡</td><td>DenTek</td><td>47701000335</td><td>用于将固定丝粘附于前胸背板</td></tr><tr><td>铁氧体环形磁铁（外径：0.69&amp;rdquo;，内径：0.29&amp;rdquo;，厚度：0.118&amp;rdquo;；拉力7盎司）</td><td>Magnet Shop</td><td>63B06929118</td><td>成对使用——用于产生悬浮力</td></tr><tr><td>霍尔效应传感器</td><td>Optikinc</td><td>OHN3120U</td><td>在Optekinc网站左侧“磁性传感器”类别下查找该型号。链接中提供了当前供应商信息。</td></tr><tr><td>皮下注射用金属导管（22号规格；外径0.0358&amp;rdquo; × 内径0.01975&amp;rdquo; × 壁厚0.004&amp;rdquo;）</td><td>Small Parts, Inc.</td><td>HTX-22T-12</td><td>用于制作飞行磨臂和主轴杆</td></tr><tr><td>培养箱（104.1 × 85.4 × 196.1 cm）</td><td>Percival Scientific</td><td>I-41VL</td><td></td></tr><tr><td>LabVIEW完整开发系统软件，系统设计平台</td><td>National Instruments（参见 http://www.ni.com/en-us/shop/labview/select-edition.html）</td><td>LabVIEW 2018（完整版）&amp;nbsp;</td><td>提供运行飞行磨文件（.vi扩展名）所需的环境，相关文件可从Jones等&lt;sup&gt;18&lt;/sup&gt;在http://entomology.tfrec.wsu.edu/VPJ_Lab/Flight-Mill下载。&amp;nbsp;LabVIEW 2018完整版兼容Windows/Mac/Linux操作系统。</td></tr><tr><td>网笼（18 × 18 × 18 cm）</td><td>MegaView Science Co. Ltd.</td><td>BugDorm-4M1515</td><td>网孔尺寸 = 44 × 32，孔径650 &amp;micro;m</td></tr><tr><td>针状工具</td><td>BLICK</td><td>34920-1063</td><td>用于在实验室中划刻土壤表面以促进产卵</td></tr><tr><td>镍环形磁铁（外径3/16&amp;rdquo; × 内径1/16&amp;rdquo; × 厚度1/16&amp;rdquo;）</td><td>K&amp;J Magnetics</td><td>R311</td><td>用于触发数字霍尔效应传感器</td></tr><tr><td>培养皿（100 mm × 15 mm）</td><td>Fisher Scientific</td><td>S33580A</td><td></td></tr><tr><td>塑料容器（44 ml）</td><td>Dart</td><td>150PC</td><td>用于幼龄幼虫的初期饲养</td></tr><tr><td>塑料容器（473 ml）</td><td>Placon</td><td>22885</td><td>用于较大龄期幼虫的饲养</td></tr><tr><td>圆头画笔（2号）</td><td>Simply Simmons</td><td>10472906</td><td>用于将刚孵化的初孵幼虫转移至根部表面</td></tr><tr><td>筛子（250-&amp;micro;m孔径）</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-418-05</td><td>用于将虫卵与土壤分离</td></tr><tr><td>钢丝（28号规格）</td><td>The Hillman Group</td><td>38902350282</td><td></td></tr><tr><td>聚四氟乙烯棒（直径3/8&quot;，长3/4&quot;）</td><td>United States Plastic Corporation</td><td>47503</td><td>用于承载旋转臂</td></tr><tr><td>真空泵&amp;nbsp;</td><td>Gast Manufacturing, Inc.</td><td>1531-107B-G288X</td><td>用于在实验室中吸取成虫</td></tr><tr><td>白色聚酯雪纺布料</td><td>Hobby Lobby</td><td>194811</td><td>防止幼虫从饲养容器中逃逸</td></tr></tbody></table>

利用飞行磨具测量西部玉米根虫（diabrotica virgifera virgifera）（leconte）的飞行倾向与飞行表现

Using Flight Mills to Measure Flight Propensity and Performance of Western Corn Rootworm, Diabrotica virgifera virgifera (LeConte)

西方玉米根虫（Diabrotica virgifera virgifera LeConte）（鞘翅目：叶甲科）是美国北部玉米种植区一种具有重要经济影响的害虫。部分种群已对包括转Bt基因玉米在内的防控策略产生抗性，这类转基因玉米可表达源自苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt）的杀虫毒素。了解西方玉米根虫的扩散行为对于建立抗性进化、传播及缓解模型至关重要。昆虫飞行行为，尤其是远距离飞行，其观察与表征本身具有较大难度。飞行磨装置为在实验室条件下直接检测飞行相关的发育和生理影响及其后果提供了手段，而这些数据无法通过田间研究获得。本研究利用飞行磨装置测量雌性根虫在22小时测试期间的飞行活动时间、飞行总次数，以及每次飞行的距离、持续时间和速度。16台飞行磨装置置于可程序化控制光照、温度和湿度的环境培养箱中。所使用的飞行磨为典型设计，其飞行臂可绕中心支点自由旋转。当昆虫被固定在飞行臂一端并进行飞行时，带动飞行臂旋转，每次旋转均由传感器记录并附带时间戳。软件对原始数据进行汇总，并进一步处理以生成目标飞行参数的统计摘要。飞行磨研究中最困难的环节是使用粘合剂将 tether（牵线）固定在昆虫体上，所用方法需根据具体物种进行优化。固定方式必须足够牢固，以保持昆虫体位稳定并在运动过程中不脱落，同时又不能干扰飞行时翅膀的自然运动。该固定过程要求操作者具备娴熟的技巧、精细的操作和快速的反应能力，因此对根虫操作过程进行视频记录具有重要参考价值。

图4展示了飞行测试后预期结果的代表性示例。飞行数据来自爱荷华州立大学昆虫学系开展的实验工作。将6日龄交配后的雌性西方玉米根虫成虫固定在飞行磨装置上，并置于设定为14:10光暗周期、60%相对湿度和25°C的受控环境培养箱中。在模拟黎明开始前30分钟，将甲虫放置于飞行磨上并持续22小时，记录其飞行活动（图4）。黎明和黄昏通过程序控制的光照强度渐变来模拟，即在30分钟内光照强度从完全关闭逐渐增至全亮（黄昏时相反）。生成的电子表格中第一个工作表汇总了经测试的各个成虫个体信息，这些信息来源于步骤2.3的输入。后续工作表包含每个个体的飞行数据。“RAW DATA”和“Test Stats”为最后两个工作表。“RAW DATA”工作表包含所有个体飞行活动的时间记录。“Test Stats”工作表标明了每只甲虫最长的连续飞行时间，以及最长连续飞行持续时间（分钟）、测试期间总飞行时间（分钟）和测试期间总转数的汇总数据。每次独立飞行的起止时间戳可用于分析飞行的周期性。
对于固定在飞...

飞行磨是用于比较年龄、性别、交配状态、温度或各种其他因素如何影响昆虫飞行能力的重要工具’其飞行行为。本文描述了在不同处理条件下，固定并测量西部玉米根虫飞行倾向和飞行表现的实验方案。

利用飞行磨具测量西部玉米根虫（Diabrotica virgifera virgifera）（LeConte）的飞行倾向与飞行表现

西方玉米根虫，Diabrotica virgifera virgifera (LeConte)（鞘翅目：叶甲科），是北美北部玉米种植区具有重要经济影响的害虫……

不同年龄、交配状态、饲养条件等因素的昆虫，其飞行倾向或飞行能力往往存在差异。飞行滚轮实验可揭示这些因素对飞行行为的相对影响。尽管在野外研究较为困难，但通过飞行滚轮可在受控条件下对飞行进行深入探究。管理害虫对杀虫剂（包括转基因作物）的抗性需要深入了解其飞行行为。西方玉米根虫的扩散行为十分复杂，而飞行磨研究正有助于阐明这一过程。经过适当改进，该方法几乎可应用于任何昆虫物种，无论其体型大小或是否为害虫。固定任何昆虫都是最难掌握的技术。对于鞘翅目较小的甲虫（如根萤叶甲）尤其具有挑战性。建议使用与实际实验无关的个体进行练习，因为许多个体将被弃用。预期会有较长的学习曲线，因此请对自己保持耐心。束缚技术有许多细微之处。观看操作胜过千言万语。首先，取一段40毫米长的28号钢丝，在其中心处弯折90度。洗手以去除任何碎屑、污垢或油脂。取少量略大于针尖的牙科蜡，用指尖搓揉成球状。将一只成年甲虫放置在平坦的表面上，使其背侧朝上。如有必要，调整其足部位置，使甲虫完全平躺在表面上。使用丁烷打火机短暂加热金属丝上的牙科蜡，时间少于一秒。如果石蜡因加热时间过长而从金属丝上脱落，则不得再次使用，否则将无法有效黏附于昆虫体壁。将甲虫麻醉后，小心地将带有熔化石蜡的钢丝末端置于前胸背板的背侧表面，同时使无石蜡的一端沿腹部中线方向延伸。为避免妨碍飞行，需确保熔化的石蜡不接触鞘翅或其缝合线。在加热蜡线和将其固定到麻醉的甲虫之间，可用的时间窗口很短。但经过足够的练习后，这一操作将变得轻而易举。将金属丝的自由端插入飞行转盘臂中空金属管的开口内。确保金属丝固定紧密，能够通过摩擦力保持在位。安装好甲虫后，立即从较大的纸巾上撕下一小片纸巾。将纸巾碎片提供给悬挂在飞行转盘上、被束缚的甲虫，使其跗节接触。这将显著减少甲虫最初的逃逸或着陆飞行行为。将额外的甲虫固定以进行飞行测试。在测试开始前至少30分钟，确保飞行室内无人员存在。在飞行测试之前，启动飞行磨软件程序。在初始化选项卡下输入相关信息。设置飞行测试所需持续时间的开始时间和结束时间。将最小阈值设置为零分钟。这可确保飞行臂经过传感器的任何检测都会被记录下来。将最大阈值设置为一分钟，这可确保在判定一次飞行结束之前，飞行臂的两次传感器检测之间必须间隔满一分钟。输入文件名称。将原始数据记录间隔设置为一分钟，以控制每分钟记录的转数输出。在受试者信息标签页中，根据需要填写标有 ID、物种、年龄、性别、饮食和备注的列。此后，返回初始化选项卡，将屏幕显示左上角的按钮滑动至“自动”模式，然后点击开始按钮。当当前时间与开始时间一致时，程序将开始收集飞行中甲虫的原始数据，状态和调试选项卡中将显示相关信息。如果程序设置为自动模式，当当前时间与结束时间一致时，程序将停止采集原始数据。或者，可在计划结束时间之前单击停止按钮以终止程序。飞行测试期结束后，请单击退出。确保在程序初始化期间输入的文件名下保存一个 TDMS 文件。单击 TDMS 文件，并将文档另存为电子表格。飞行磨测试完成后，移除所有经过飞行测试的甲虫。移除连接 tether 与前胸背板的石蜡珠，并轻轻将导线从前胸背板剥离。如有需要，该昆虫可用于后续实验。将六日龄交配后的西方玉米根虫成虫雌虫置于飞行磨装置上，从模拟黎明开始前30分钟起连续记录22小时的飞行活动。生成的电子表格中的第一个标签页汇总了被测试的各个成虫个体信息。对于固定在2号飞行磨上的雌性甲虫，电子表格显示了其飞行次数、每次飞行的总转数、每次飞行的开始和结束时间，以及每次飞行的持续时间。该雌性甲虫进行了多次独立飞行，其中大多数飞行时间非常短暂。然而，在第五次飞行中，该雌性甲虫在持续38分钟的不间断飞行过程中飞行了1,258米。被固定在一号飞行磨具上的雌性甲虫在测试期间未进行飞行，因此显示为空白电子表格。飞行参数的汇总数据由飞行磨具软件从原始数据中提取得出。总飞行参数是指个体在22小时测试期间所有飞行的总和，而最长飞行参数则是指测试期间最长的一次连续飞行。在固定甲虫时务必小心操作。在此过程中，甲虫容易受到损伤或固定不当，从而导致飞行数据出现错误。轻松去除节肢动物表皮上的固定蜡，可便于检测飞行及处理组对繁殖力和寿命等后续关注性状的影响。

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