Bewertung der aphidiziden Wirkung entomopathogener Pilze gegen parthenogenetisches Insekt, Senfblattlaus, Lipaphis erysimi (Kalt.)
21. Juli 2023
Dieses Protokoll stellt ein optimiertes Bioassay-System für abgetrennte Blätter vor, um die Wirksamkeit von entomopathogenen Pilzen (EPF) gegen die Senfblattlaus (Lipaphis erysimi (Kalt.)), ein parthenogetisches Insekt, zu bewerten. Die Methode beschreibt den Prozess der Datenerhebung während Petrischalenexperimenten und ermöglicht es den Forschern, die Virulenz von EPF gegen Senfblattläuse und andere parthenogenetische Insekten konsistent zu messen.
Heute wird eine umweltfreundliche Schädlingsbekämpfung weithin bevorzugt. Vor der Implementierung müssen die entomopathogenen Pilze jedoch gründlich getestet werden. Unsere Studie zeigt die Wirksamkeit einer entomopathogenen Pilzbibliothek bei der Bekämpfung der Senfblattlaus, die als Paradebeispiel für ihr Potenzial dient.
Die Reduktion der hohen Mortalitätsrate der entomopathogenen Pilze vor der Behandlung und die Vorbeugung von in der Sporensuspension ist eine Herausforderung. Es ist uns gelungen, ein stabiles System zu entwickeln, das das erwartete Ergebnis lieferte. Dabei wird ein gängiges System oder eine Bioassay-Kammer verwendet, um diesen winzigen Schädling während des Testprozesses effektiv zu erhalten.
Dieses Protokoll demonstriert erfolgreich einen praktikablen Weg, um die Methode der abgetrennten Blätter einzurichten, ohne dass die Agartemperatur gemessen werden muss, wodurch die Einrichtung der Versuchskammer vereinfacht wird. Darüber hinaus schlagen wir vor, wie wichtig es ist, die Exposition der Agaroberfläche zu minimieren, um zu verhindern, dass die Blattläuse stecken bleiben, während sie in der Kammer herumstreifen. Wir sind fasziniert von der Immunantwort der Senfblattlaus, wenn sie mit entomopathogenen Pilzen vor dem Blattlaussterben konfrontiert wird.
Durch die Untersuchung von Genexpressionsdaten können wir kritische Gene identifizieren, die in Kombination mit der Anwendung von entomopathogenen Pilzen als potenzielle Ziele für den Gen-Knockdown dienen könnten.
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Übersicht
Diese Studie stellt ein detailliertes Protokoll für ein optimiertes, auf abgetrennten Blättern basierendes Bioassay-System vor, das darauf abzielt, entomopathogene Pilze (EPF) gegen die Rapsblattlaus (Lipaphis erysimi (Kalt.)) zu evaluieren. Die Methode bietet eine konsistente Möglichkeit, die Virulenz von EPF zu messen, und leistet damit einen Beitrag zu umweltfreundlichen Strategien der Schädlingsbekämpfung.
Wesentliche Studienkomponenten
Forschungsbereich
- Entomopathogene Pilze als biologische Bekämpfungsmittel
- Rapsblattlaus als Modellschädling
- Anwendungen in der nachhaltigen Landwirtschaft
Hintergrund
- Die Notwendigkeit einer wirksamen Schädlingsbekämpfung in der Landwirtschaft
- Herausforderungen bei der Prüfung entomopathogener Pilze
- Die Bedeutung der Minimierung der Sterblichkeitsraten während der Prüfung
Verwendete Methoden
- System für Bioassays mit abgetrennten Blättern
- Rübenblattlaus (Lipaphis erysimi) als Testorganismus
- Herstellung der Petrischalen-Aufbauten, DNA-Extraktion und Virulenzscreening
Hauptergebnisse
- Identifizierung von Cordyceps cateniannulata als dem wirksamsten EPF
- Hohe Sterblichkeitsraten bei verschiedenen Pilzisolaten gegenüber Rapsblattläusen beobachtet
- Bestätigung des Rapsblattlauses und der Wirksamkeit der Methode durch molekularbiologische Techniken
Schlussfolgerungen
- Das Protokoll demonstriert erfolgreich eine brauchbare Methode zur Bewertung von EPF gegen Rapsblattläuse.
- Die Ergebnisse tragen zu Fortschritten in der Forschung zur biologischen Schädlingsbekämpfung bei.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Ein robuster Virulenztest von entomopathogenen Pilzen (EPF) gegenüber parthenogenetischen Blattläusen behebt einen kritischen Engpass bei der Entwicklung von Biokontrollmitteln für eine nachhaltige Landwirtschaft. Die quantitative Bewertung der Mortalität und das reproduzierbare Bioassay-System mit abgetrennten Blättern ermöglichen eine zuverlässige Auswahl von EPF-Kandidaten für weiterführende translationsorientierte Forschung. Dieser Arbeitsablauf unterstützt eine vorhersagbare Zuverlässigkeit und verringert die Risiken in frühen Entwicklungsphasen von biologischen Bekämpfungsstrategien gegen Insektenschädlinge.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht die systematische Untersuchung der Virulenz von EPF gegenüber einem validierten Schädlingsmodell.
- Unterstützt die biologische Risikominimierung durch Quantifizierung von Mortalität und Infektionskinetik.
- Erleichtert die funktionelle Zielvalidierung mittels Genexpressions- und molekularer Bestätigung.
- Bietet eine Plattform zur Priorisierung von EPF-Isolaten mit translationaler Relevanz.
Screening und Assay-Entwicklung
- Ermöglicht einen standardisierten, reproduzierbaren Bioassay mit abgetrennten Blättern für das Hochdurchsatz-Screening von EPF.
- Stellt quantitative Ergebnisse wie korrigierte Mortalität, letale Dosis und letale Zeit sicher.
- Ermöglicht einen zuverlässigen Vergleich mehrerer Pilzisolate unter kontrollierten Bedingungen.
- Bereitet validierte Systeme für nachgeschaltete mechanistische oder Freilandstudien vor.
Translationale und präklinische Forschung
- Verknüpft laborbasierte Virulenzdaten mit praxisrelevanten Schädlingsbekämpfungsszenarien.
- Ermöglicht einen nahtlosen Übergang von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung von biologischen Bekämpfungsmitteln.
- Liefert mechanistische Einblicke in Wirt-Pathogen-Interaktionen durch Analyse der Genexpression.
- Reduziert Risiken bei Entscheidungen zur Weiterentwicklung, indem Wirksamkeitsschwellenwerte in einem krankheitsrelevanten System etabliert werden.
Pipeline- und Workflow-Integration
Dieses Protokoll integriert sich in die Entdeckungs- bis präklinische Kontinuum für die Entwicklung von biologischen Kontrollmitteln und schließt die Lücke zwischen früher Screening-Phase und translationsmedizinischer Validierung.
- Entdeckungsbiochemie: Quantitative Sterblichkeits- und Genexpressionsdaten verdeutlichen den Wirkmechanismus und die Zielstrukturen von EPF.
- Screening: Standardisierte Tests an abgetrennten Blättern ermöglichen eine reproduzierbare und skalierbare Bewertung von Isolaten.
- Analytik: Statistische Auswertungen (z. B. korrigierte Sterblichkeit, mediane Letalzeit) unterstützen einen aussagekräftigen Vergleich von Isolaten.
- Translationale Forschung: Laborergebnisse fließen in Strategien zur praktischen Anwendung im Feld und in die Auswahl von Kandidaten ein.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Die Testplattform kann für andere Blattlausarten oder mikrobielle Wirkstoffe angepasst werden.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit bei der Auswahl von EPF-Kandidaten und verringert mechanistische Unschärfen.
- Operationaler Wert: Fördert die Standardisierung, Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit von Assays für Screening-Kampagnen.
- Strategischer Wert: Ermöglicht fundierte Go/No-Go-Entscheidungen und kapitaleffiziente Weiterentwicklung des Portfolios.
- Portfolio-Implikation: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung von biologischen Bekämpfungsmitteln für die weitere Entwicklung.
Durchführungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse in Entomologie, Pilzbiologie und molekularer Analyse.
- Benötigt Zugang zu Klimakammern, Mikrosprühanlagen und statistischer Software (z. B. SPSS).
- Setzt eine standardisierte Durchführung von Versuchsaufbauten und Datenanalysen über Teamgrenzen hinweg voraus.
- Kann durch Anpassung des Protokolls auf andere parthenogenetische oder kleinwüchsige Insektenmodelle übertragen werden.
- Zu den praktischen Einschränkungen gehören die manuelle Handhabung von Blattläusen und die tägliche Entfernung der Nachkommen zur genauen Erfassung der Mortalität.
Biopharma-FAQs
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:48
Collection, Maintenance and Molecular Identification of Mustard Aphids
3:20
Entomopathogenic Fungi (EPF) Preparation and Virulence Screening Against Mustard Aphids
6:45
Aphicidal Assessment of Entomopathogenic Fungi by the Statistical Analysis of Corrected Mortality in Mustard Aphids
