8. November 2013
Verbesserung unseres Verständnisses und unserer Fähigkeit, viele der Insekten übertragene Pflanzenviren verwalten erfordert die Verwendung des Vektors. Insekt Übertragung von Pflanzenviren ist ein tritrophischen Interaktion, und als solche erfordert die Manipulation von Insekten, Viren und Pflanze. Vektoren sind in großer Zahl gehalten und manipuliert werden in einer Weise, um hohe Übertragung zu Testpflanzen versichern. Die Grundlagen der Aufzucht und Manipulation der Weißen Fliege, Bemisa tabaci ( Hemiptera: Aleyrodidae), Ist ein Vektor von Pflanzenviren gehören zu mehreren aufstrebenden Pflanzenvirusvektor Gattungen, die eine große Anzahl von wirtschaftlich bedeutenden Viren vorgestellt.
Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments besteht darin, Pflanzenviren mithilfe von Weißen Fliegen zu übertragen. Dies wird erreicht, indem eine Kolonie von Weißen Fliegen etabliert und gepflegt wird, die wöchentlich frisch geschlüpfte erwachsene Weiße Fliegen bereitstellt, die nicht mit anderen möglichen Vektoren oder Pathogenen kontaminiert sind. Die Kolonien werden gepflegt, indem regelmäßig Weiße Fliegen zu jungen, insektenfreien Pflanzen hinzugefügt werden, auf denen neue erwachsene Exemplare hervorgebracht werden.
Nach 17 bis 20 Tagen können die neu geschlüpften Tiere wöchentlich auf Testpflanzen übertragen werden, um entweder eine Virusaufnahme oder -übertragung durchzuführen. Üblicherweise werden Übertragungseffizienzen von nahezu 100 % erreicht, wobei die Übertragungsraten zunächst niedrig beginnen und sich durch systematische Optimierung verbessern. Der anspruchsvollste Aspekt bei der Verwendung von Weißen Fliegen zur Virusinokulation ist die Zucht der Weißen Fliegen unter Ausschluss unerwünschter Pathogene und Insekten.
Pathogene, insbesondere Wurzelfäule verursachende Pilze und Blattfleckenkrankheiten, verringern die Qualität der Viruswirtspflanzen. Unerwünschte Insekten wie Blattläuse können die Vermehrung von Weißen Fliegen unterdrücken und zudem die Qualität der Viruswirtspflanzen beeinträchtigen. Die Verfahren werden von Heather Capa Bianco, einer Technikerin aus meinem Labor, demonstriert.
Weißfliegenkolonien sollten in einem sauberen und kontrollierten Wachstumsraum gehalten werden. Die Kontrolle der relativen Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Photoperiode und Lichtintensität ist entscheidend dafür, dass sich eine Kolonie innerhalb von 18 Tagen vom Ei zum erwachsenen Insekt entwickelt. Verwenden Sie hierfür die folgenden Einstellungen. Die Temperatur sollte zwischen 26 und 30 Grad Celsius liegen, und die relative Luftfeuchtigkeit sollte idealerweise zwischen 30 und 50 % betragen. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit über 70 % steigt, können Insekten- und Pflanzenpilzpathogene zu einem Problem werden.
Die ideale Lichtperiode beträgt 14 Stunden. Die Lichtintensität sollte ziemlich hoch sein, und VHO-Leuchtstofflampen können 800 bis 1000 Fußkerzen an der Pflanzendecke erzeugen. Die Düngemitteldosierung und Bewässerung müssen ebenfalls reduziert werden, um Pilzpathogene sowie Salzanreicherung zu verhindern. Weißefliegenkäfige müssen eine Belüftung, einen einfachen Zugang und ausreichend Platz für eine wachsende Weißefliegenpopulation ermöglichen.
Gute Ergebnisse wurden mit Organza-Gewebe in Kombination mit Aluminiumschirmen erzielt, ebenso wie mit weißlichem Schirmmaterial. Die Auswahl der Pflanzenart ist eine wichtige Überlegung. Erstens sollte sie schnell wachsen, aber nicht die Kammer überwuchern. Zweitens muss die Pflanze stark genug sein, um eine hohe Insektenpopulation zu tragen, ohne zusammenzubrechen.
Aus diesen Gründen eignen sich Zwerg- oder Buschsorten gut als Pflanzenwahl. Drittens muss die Pflanze je nach Art der aufzuziehenden Kolonie entweder in der Lage sein, das verwendete Virus zu beherbergen, oder nicht. Da die Kolonie aufgrund von Milben, THPs, wilden Weißen Fliegen oder anderen Schadinsekten zusammenbrechen kann, müssen die ausgewählten Sorten in einer geschützten Umgebung angebaut werden, um andere Insekten auszuschließen.
Die ersten Weißen Fliegen einer neuen Kolonie müssen frei von Pflanzenviren, anderen Insekten und Insektenpathogenen sein. Werden Weiße Fliegen aus dem Feld gesammelt, züchten Sie diese mindestens acht Wochen lang auf Pflanzen, die keine Wirte des Virus sind; überprüfen Sie in dieser Zeit das Fehlen von Pflanzensymptomen. Sobald saubere Weiße Fliegen vorliegen, bringen Sie 20 bis 100 Tiere mittels Absaugung oder durch vorsichtiges Abklopfen von einer anderen Ausgangspflanze in einen Käfig mit Pflanzen ein.
Jede Woche muss ein neuer Käfig eingerichtet werden. Verwenden Sie für die ersten drei Wochen die Weißen Fliegen auf nicht-ST-Pflanzen, um den neuen Käfig einzurichten. Ab der vierten Woche verwenden Sie junge erwachsene Weiße Fliegen aus dem drei Wochen alten Käfig, um den nächsten Käfig einzurichten.
In der ersten Woche im Käfig legen die Weißen Fliegen Eier auf der Unterseite der Pflanzenblätter ab. In der zweiten Woche werden sich unreife Weiße Fliegen zeigen, und einige der erwachsenen Tiere sind noch am Leben. In der dritten Woche sind viele neue erwachsene Weiße Fliegen geschlüpft, und die Population erwachsener Weißen Fliegen sollte deutlich angestiegen sein.
Diese Weißen Fliegen können für Übertragungsexperimente verwendet werden. In der vierten Woche sollten die einwöchigen erwachsenen Tiere in einen neuen Käfig umgesetzt werden. Der alte Käfig sollte entfernt und die darin befindlichen Pflanzen entsorgt werden. Präzise.
Die schonende Übertragung von Weißen Fliegen erfolgt mit einer Aspirationsvorrichtung und Sammelgefäßen, aus denen niemals aspiriert wird. Weiße Fliegen, die gerade an Pflanzen fressen, haben ihre Saugwerkzeuge in die Pflanze eingebettet, die abbrechen, wenn man sie von der Pflanze abzieht. Dadurch sind die Weißen Fliegen zum Sammeln unbrauchbar. Um Weiße Fliegen zu sammeln, halten Sie mit einer Hand eine gelbe Plastikscheibe und mit der anderen Hand die Koloniekäfigabdeckung.
Tippen Sie vorsichtig auf die Pflanzen, um die erwachsenen Weißen Fliegen zum Fliegen anzuregen. Die Weißen Fliegen werden von der gelben Karte angezogen, wo sie gesammelt werden können. Sammeln Sie mit dem Aspirator und sehr sanftem Saugdruck nicht mehr als 20 Weiße Fliegen pro Sammelröhrchen.
Dann klopfen Sie leicht auf das Röhrchen, um die Fliegen zu desorientieren, und verschließen Sie das Röhrchen mit Parafilm. Um eine erfolgreiche Virusübertragung sicherzustellen, verwenden Sie je nach Virus und Wirtspflanze 15 bis 40 junge adulte Tiere von virusinfizierten Pflanzen auf gesunde Pflanzen. Andere Protokolle, wie die Resistenzprüfung, erfordern größere Startpopulationen.
In diesem Fall schütteln Sie die mit Viren infizierten Pflanzen, die mit Weißen Fliegen befallen sind, über die Pflanzen, die inoculiert werden sollen. Sobald die Weißen Fliegen auf eine virusinfizierte Pflanze gebracht wurden, lassen Sie sie 48 bis 72 Stunden lang füttern, um persistent übertragene Viren aufzunehmen. Eine längere Zeit erhöht im Allgemeinen nicht die Übertragungsrate bei Viren, die auf nicht-persistente oder semipersistente Weise übertragen werden.
Eine kürzere Zugangszeit von einer Stunde bis zu einem Tag genügt für Experimente, die die Probenentnahme von spezifischen Blättern erfordern. Klemmkäfige können verwendet werden; richten Sie den Käfig so ein, dass die Unterseite des Blattes zugänglich ist, und verwenden Sie nicht mehr als 10 weibliche Weiße Fliegen pro Käfig mit einem Durchmesser von 2,5 Zentimetern, da sonst die Übertragungsrate aufgrund von Überbelegung abnimmt. Wählen Sie für die Pflanzeninokulation den geeigneten Käfig unter Berücksichtigung der Anzahl der Pflanzen aus.
Eine Pflanze beispielsweise benötigt lediglich einen kleinen Käfig, der nur geringfügig größer als die Pflanze selbst ist; für mehrere Pflanzen wählen Sie zwischen einem kleineren Käfig aus PVC-Rohren oder einem größeren Käfig mit Aluminiumrahmen. Je geringer der Raum um die Pflanzendecke ist, desto besser. Sobald die Weißen Fliegen der neuen Pflanze hinzugefügt wurden, hängt die für die Inokulation erforderliche Zeitdauer vom Virus und der Wirtspflanze ab.
Ebenso wie beim Erwerb hängt die für die Übertragung erforderliche Zeit von der Art der Übertragung ab. Die nicht-persistente Übertragung erfordert eine deutlich kürzere Inokulationszeit als die semipersistente oder persistente Übertragung. Überprüfen Sie, ob die Weißen Fliegen während des Inokulationszugriffszeitraums stechen oder fressen.
Öffnen Sie den Käfig und untersuchen Sie die Unterseite einiger Blätter an jeder Pflanze. Für die längere Inokulationszugangszeit stören Sie die Pflanzen in regelmäßigen Abständen leicht, um die erneute Verteilung auf den Pflanzen zu fördern.
Dies erhöht die Übertragungsrate, indem der natürlichen Neigung der Weißen Fliegen zur Aggregation entgegengewirkt wird, um die Inokulationsphase zu beenden. Töten Sie die Weißen Fliegen mit zwei nacheinander angewendeten Insektiziden ab. Wenden Sie zuerst ein Kontaktinsektizid an, um erwachsene Weiße Fliegen schnell abzutöten, beispielsweise Insektizidseife.
Zweitens wenden Sie ein systemisches Insektizid an, um eventuelle Weiße Fliegen abzutöten, die in den folgenden Wochen auftreten. Sowohl Arid als auch Pyrazin sind wirksame Wirkstoffe gegen verbleibende erwachsene Tiere. Mit diesen Verfahren lassen sich routinemäßig Virusübertragungsraten von 100 % erzielen. Solch hohe Übertragungsraten sind entscheidend, wenn Testpflanzen auf Virusresistenz geprüft werden, und wünschenswert, wenn die Wirksamkeit chemischer Substanzen hinsichtlich ihrer Fähigkeit zur Störung der Virusübertragung bewertet wird.
Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man Weißfliegen aufzieht und verwendet, um Pflanzenviren zu übertragen. Diese Verfahren können zu Forschungszwecken oder für die kommerzielle Entwicklung virusresistenter Pflanzen verwendet werden oder für die Prüfung von Verbindungen hinsichtlich ihrer Fähigkeit, die Virusübertragung zu beeinträchtigen.
Diese Studie konzentriert sich auf die Übertragung von Pflanzenviren durch die Weiße Fliege, Bemisia tabaci. Sie beschreibt die Methoden zur Aufzucht von Weißen Fliegen in einer kontrollierten Umgebung, um hohe Übertragungsraten von Viren auf Testpflanzen zu gewährleisten.
Establishing reliable whitefly colonies enables consistent plant virus transmission for antiviral compound screening and resistance breeding programs. High-efficiency transmission supports predictive confidence in target validation and mechanistic de-risking of plant-based therapeutic candidates. This method provides a scalable, reproducible system for evaluating virus-host interactions in early discovery workflows.
Positions whitefly-mediated virus transmission as a discovery-to-preclinical enabling technology for antiviral target validation and resistance mechanism elucidation.