2019年10月29日
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。
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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飞行磨是研究昆虫在不同条件下飞行行为的重要工具。本文详细介绍了测量西部玉米根虫飞行倾向性和飞行表现的实验方案。
对昆虫飞行倾向性和飞行能力进行定量测量,对于建立农业害虫种群抗性进化和扩散模型至关重要。飞行转盘实验可实现对行为表型的可控且可重复的评估,从而为风险模型和防控策略提供依据。这些能力有助于在企业研发流程中,实现从实验室发现到田间相关抗性管理应用的转化连续性。
飞行磨测定法通过为抗性建模和干预评估提供基础行为数据,在从发现到田间应用的连续过程中占据重要位置。