פרוטוקולים להכנה יעילה של דגימות אחידות של קרדית עכביש, התפשטות של צמחים ניסיוניים, והערכה של נזק צמח, כפי שנדרש למחקרים של אינטראקציה בין צמחים למזיקים פותחו.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
פרוטוקולים להכנה יעילה של דגימות אחידות של קרדית עכביש, התפשטות של צמחים ניסיוניים, והערכה של נזק צמח, כפי שנדרש למחקרים של אינטראקציה בין צמחים למזיקים פותחו.
קרדית העכביש שני המנומרת, Tetranychus urticae, הוא אוכלי עשב arthropod polyphagous בכל מקום שייזון ממגוון רחב להפליא של מינים, עם יותר מ 150 של ערך כלכלי. זה מזיקים עיקריים של גידולים בחממות, בעיקר בהסולניים ודלועיים (למשל, עגבניות, חצילים, פלפלים, מלפפונים, קישואים) ונוי חממה (למשל, ורדים, חרציות, ציפורנים), גידולי שדה שנתי (כגון תירס, כותנה, סויה, וסלק סוכר), ובתרבויות רב שנתית (אספסת, תותים, ענבים, הדרים, ושזיפים) 1,2. בנוסף לpolyphagy הקיצוני שהופך אותו למזיק חקלאי חשוב, ט יש urticae נטייה לפתח עמידות למגוון רחב של חומרי הדברה וacaricides המשמשים לשליטתה 3-7.
ט urticae הוא אורגניזם ניסיוני מצוין, שכן יש מחזור חיים מהיר (7 ימים ב27 ° C)ויכול להישמר בקלות בצפיפות גבוהה במעבדה. שיטות לassay ביטוי גנים (כולל הכלאה באתרו ומכתים נוגדן) וכדי להשבית את הביטוי של גנים אנדוגניים קרדית עכביש באמצעות התערבות RNA פותחו 8-10. לאחרונה, כל רצף הגנום של ט ' urticae כבר דיווח, יצירת הזדמנות לפתח אוכלי עשב המזיק הזה כאורגניזם מודל עם משאבי גנומי מקבילים שכבר קיימים בחלק ממפעליה מארח (thaliana ארבידופסיס וlycopersicum Solanum העגבניות) 11. יחד, אורגניזמים מודל אלה יכולים לספק תובנות לתוך בסיסים מולקולריים של אינטראקציות בין צמחים למזיקים.
הנה, שיטה יעילה לאיסוף מהיר וקל של מספר גדול של קרדית נקבה הבוגרת, היישום שלהם על מארח מפעל ניסיוני, וההערכה של נזק הצמח בשל האכלת קרדית עכביש מתוארות. הפרוטוקול המובא enables אוסף מהיר ויעיל של מאות אנשים בכל שלב התפתחותי (ביצים, זחלים, נימפות, זכרים בוגרים, ונשים) שיכול לשמש ליישום ניסיוני שלאחר מכן.
אינטראקציה בין צמחים למזיקים היא נושא בעל חשיבות מדעית וכלכלית גדולה. זה מבחינה היסטורית נחקר באמצעות שני צמחי היבול (כגון עגבניות) וצמח המודל, א ' thaliana. בשני המקרים, רגישות של צמח לאוכלי עשב ניתן הייתה למדוד באופן ישיר דרך הערכה של פנוטיפ צמח לאחר התקף אוכלי עשב או בעקיפין באמצעות ההערכה של ביצועי מזיקים.
מדידה ישירה של רגישות צמח נוצלו בעבר למספר מיני חרקים מזיקים באמצעות מגוון של שיטות. לדוגמא, herbivory של זחלי lepidopteran נמדד כהערכה של החלק מרקמות צמח שנצרכו על ידי שתי xylostella Plutella (עש Diamondback) או Trichoplusia ni (Looper כרוב) בעין בלתי מזוינת בעזרת רשת 12. כמו כן, ישנן שיטות שעושות שימוש בהדמיה דיגיטלית של נזק עלה עם ניתוח תמונת כמותית שלאחר מכן. שיטות כאלה היו בשימוש במחקריו של א ' אינטראקציה thaliana עם Frankliniella occidentalis (תריפס פרחים המערבי) 13, flava Scaptomyza (דרוזופילה כריית עלים) 14, וט ni 15.
מדידות עקיפות של רגישות צמח נמצאות בשימוש נרחב במחקרים של אינטראקציה בין צמחים למזיקים. לדוגמא, רגישות של א ' thaliana לאפרסק Myzus כנימת persicae herbivory נבחנים בדרך כלל באמצעות ניתוח של פוריות מזיקים ותיאור של מורפולוגיה ברוטו של צמח אחרי האינטראקציה 16,17. עוד אינדיקטור עקיף טיפוסי של א ' רגישות thaliana למזיקים היא הערכת משקל יבשה או רטובה של אוכלי העשב. פרמטר זה משמש בדרך כלל כדי לאפיין תזונה צמחונית של lepidoterans, כגון פיאריס ראפא (לבן קטן), פ xylostella, או ט ני בזחל או גלמים שלהם בשלבי 15,17.
קרדית עכביש תא התוכן Feeders. נזק הנגרם לקרדית מוכר כאוסף של כתמי chlorotic שטווח צבע לבן חיוורים ירוק. הרגישות של מארח מפעל לherbivory קרדית העכביש הוערכה או בעקיפין בעבר באמצעות הניתוח של ימי ביצועי קרדית עכביש לאחר שריצה-18,19, או ישירות באמצעות מורפולוגיה ברוטו של שבועות צמחים שלאחר שריצה 18 או באמצעות הדמיה דיגיטלית של עלים חשופים לקרדית במשך ימים עם ניתוח תמונה אוטומטי לאחר 19. שיטות אלה היו מפותחות ומשמשות למחקרים של אינטראקציות בין צמחי עגבניות וט urticae, ומשמש בדרך כלל מספר הקטן של קרדית עכביש (5-15 לכל טיפול), שנגבו מאוכלוסיית קרדית המעורבת והונחו על פני העלה בעזרת מברשת זיפים רכה. עם זאת, שיטות אלו אינן מתאימות למחקרים שבם מספר גדול יותר של קרדית צריך להיות מיושם. בנוסף, בעוד שעיבוד ישיר של תמונות עלה בתוכנת ניתוח תמונהכגון Adobe Photoshop (סן חוזה, קליפורניה) או 20 ImageJ יכולה לשמש לניתוח של נזק עגבניות, הפרוטוקולים האלה צריכים שינוי כדי להיות מיושמים על עלים שיש לי רפלקטיביות גדולה יותר של פני השטח או נצבעים באורח קל ויש לי trichomes הבולט מאוד ( למשל, thaliana א ') שמפריעים לבחירה אוטומטית של נקודות chlorotic המציינות נזק צמח. יתר על כן, השלב ההתפתחותי של קרדית עכביש שיכול להיות מנוצל בקלות עם השיטות הקודמות מוגבל לנשים בוגרות והנפוצות ביותר לזיהוי בקלות ומונע ניצול של שלבי התפתחות אחרים.
הצעד הקריטי הראשון לקראת ניתוח תפוקה גבוהה של אינטראקציה קרדית צמחים עכביש הוא להקים פרוטוקולים לשחזור, פשוט וחזקים לאתגר את צמחים עם קרדית עכביש ואמין להעריך את תוצאות אינטראקציה.
בסרטון הזה, שיטה יעילה לאיסוף מהיר וקל של num גדולבער של קרדית נקבה בוגרת, היישום שלהם על מארח ניסיוני צמח, וההערכה של נזק הצמח בשל האכלת קרדית עכביש מתוארים. הפרוטוקול המובא מאפשר איסוף מהיר ויעיל של מאות אנשים בכל שלב התפתחותי (ביצים, זחלים, נימפות, זכרים בוגרים, ונשים) שיכול לשמש ליישום ניסיוני שלאחר מכן. בנוסף, ניתן ליישם פרוטוקולים אלה לכל צמח מארח קרדית, אבל באופן ספציפי הוכיחו במקרה של א ' thaliana.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. תחזוקה של עכביש קרדית האוכלוסייה
הערה: קרדית עכביש שגדל על קליפורניה כליה אדומה שעועית (Phaseolus vulgaris).
2. איסוף למבוגרים נקבה קרדית
3. צמח שריצה עם קרדית
הערה: ברגע שקרדית נקבה בוגרת התאוששה, הם יכולים לשמש להתפשטות צמח. ישנן 2 שיטות המשמשות לשורצים צמחים ניסיוניים עם קרדית נקבה בוגרת:) בעזרת מברשת עדינה (סעיף פרוטוקול 3.1) ו ב) באמצעות משאבה או קו ואקום (סעיף פרוטוקול 3.2).
4. הקלטה ונזק צמח הערכה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שימוש 20-30 צמחי שעועית שורצים, אחד יכול לאסוף סביב 2,000 קרדית נקבה בוגרת באמצעות הנפות. הזמן הנדרש לשורץ 10 צמחים עם 20 קרדית לכל צמח הוא כ 15 דקות אם בעזרת מברשת להעביר קרדית. שילובים של שיטות איסוף ויישום מוצגים באיור 2.
פרוטוקול זה מייצר תוצאות לשחזור של נזק צמח, הוכחת כי קרדית נאספים ממצב דומה פיסיולוגי ומתאים למחקרי אינטראקציה קרדית צמחים עכביש (איור 3). כדי להעריך שחזור פ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
וידאו זה מדגים פרוטוקולים משמשים כדי לבודד ושורצים צמחים עם מספר גדול של קרדית נקבה הבוגרת. למרות שהצגנו בפני פרוטוקול זה באמצעות א thaliana, ניתן להשתמש בו לכל מערכת אינטראקציה קרדית צמחים עכביש וכיום הוא מיושם בהצלחה גם על צמחי עגבניות וגפן (vinifera ויטיס). תשואות פרוטוקול תוצאות לשחזור, המציין כי קרדית נאספים ממצב פיסיולוגי דומה (איור 3).
בעוד פרוטוקולים אלה הם פשוטים לביצוע...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
פרויקט זה מומן על ידי ממשלת קנדה באמצעות Genome Canada והמכון לגנומיקה של אונטריו (OGI-046), וקרן המחקר של אונטריו – מנהיגות גלובלית בגנומיקה ומדעי החיים GL2-01-035 (ל-M.G. ו-V.G.). T.V.L. הוא עמית פוסט-דוקטורט בקרן למחקר מדעי בפלנדריה (FWO).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| חומר צמחי: | |||
| שעועית אדומה קליפורניה | סטוקס, תורולד, ON, קנדה | בת שבועיים, נגועה היטב בקרדית עכביש יומיים או שלושה לפני השימוש. ניתן להשתמש בזנים אחרים של Phaseolus vulgaris. | |
| כימיקלים: | |||
| Tween 20 | Sigma-Aldrich | P9416 | פתרון מלאי 1% מוכן כדי לפשט את הצעת המחיר |
| מי | בטמפרטורת החדר, הלם חום וקור משפיעים על שיעור ההישרדות והביצועים של הקרדית | ||
| חומרים וציוד אחרים: | |||
| מגש | |||
| סט מספריים | |||
| כוסות | |||
| מגבות | |||
| סטים של מסננות | תוצרת הבית | הוראות מפורטות זמינות | |
| מברשת | |||
| פיפטות | |||
| קצות | 0.2 ו-1 מ"ל | ||
| 1.5 מ"ל צינורות צנטריפוגה | |||
| משאבת | משאבה מסוג אקווריום עם זרימת אוויר הפוכה. ניתן להשתמש בקו ואקום. ירידת הלחץ הנדרשת היא כ. 2-4 psi | ||
| סורק סטריאוסקופ | |||
| Epson | V30 | כל סורק שטוח המאפשר מידה נחוצה של שליטה על איכות הסריקה. אנו משתמשים ב- Epson V30 לניסויים שלנו. | |
| מחשב | Windows או OS X PC התואם לחומרת הסורק ולתוכנת Adobe Photoshop. | ||
| תוכנת Adobe Photoshop | Adobe Systems Inc., סן חוזה, קליפורניה, ארה"ב | שונות | כל גרסה עם כלי היסטוגרמה כלולה. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.