הערכת ההשפעה של פטריות אנטומופתוגניות נגד חרק פרתנוגנטי, כנימת חרדל, Lipaphis erysimi (Kalt.)
21 ביולי 2023
פרוטוקול זה מציג מערכת ביו-אסאי אופטימלית של עלים מנותקים להערכת היעילות של פטריות אנטומופתוגניות (EPF) נגד כנימת החרדל (Lipaphis erysimi (Kalt.)), חרק פרתנוגנטי. השיטה מתארת את תהליך איסוף הנתונים במהלך ניסויים בצלוחית פטרי, ומאפשרת לחוקרים למדוד באופן עקבי את האלימות של EPF נגד כנימות חרדל וחרקים פרתנוגנטיים אחרים.
כיום, הדברה ידידותית לסביבה מועדפת באופן נרחב. עם זאת, לפני היישום, הפטריות האנטומופתוגניות חייבות לעבור בדיקות יסודיות. המחקר שלנו מראה את יעילותה של ספרייה פטרייתית אנטומופתוגנית במאבק בכנימת החרדל, ומשמש דוגמה מצוינת לפוטנציאל שלה.
הפחתת שיעור התמותה הגבוה של הפטריות האנטומופתוגניות לפני הטיפול ומניעת תרחיף הנבגים היא מאתגרת. פיתחנו בהצלחה מערכת יציבה שהניבה את התוצאה המצופה. זה כרוך בשימוש במערכת פופולרית או תא bioassay כדי לשמור ביעילות על מזיק זעיר זה במהלך תהליך הבדיקה.
פרוטוקול זה מדגים בהצלחה דרך ישימה להקים את שיטת העלה המנותק ללא צורך במדידת טמפרטורת אגר, ובכך מפשט את הקמת תא הניסוי. בנוסף, אנו מציעים את החשיבות של מזעור החשיפה של משטח האגר כדי למנוע מהכנימות להיתקע בזמן השיטוט בתוך החדר. אנו מסוקרנים מהתגובה החיסונית של כנימת החרדל כאשר היא מתמודדת עם פטרייה אנטומופתוגנית לפני תמותת הכנימות.
על ידי לימוד נתוני ביטוי גנים, אנו יכולים לזהות גנים קריטיים שיכולים לשמש מטרות פוטנציאליות להפלה של גנים, בשילוב של יישום פטרייתי אנטומופתוגני.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מחקר זה מציג פרוטוקול מפורט למערכת ביו-אסאי (bioassay) מותאמת של עלים מנותקים, שמטרתה להעריך פטריות אנטומופתוגניות (EPF) נגד הכניי של החרדל (Lipaphis erysimi (Kalt.)). השיטה מספקת אמצעי עקבי למדידת העוצמה הפתוגנית של EPF, ובכך תורמת לאסטרטגיות ידידותיות לסביבה לניהול מזיקים.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מחקר
- פטריות אנטומופתוגניות כסוכני הדברה ביולוגית
- כניסית החרדל כמזיק מודל
- יישומים בחקלאות בר-קיימא
רקע
- הצורך בניהול יעיל של מזיקים בחקלאות
- אתגרים בבדיקת פטריות אנטומופתוגניות
- חשיבות המזעור של שיעורי התמותה במהלך הבדיקה
שיטות שנעשה בהן שימוש
- מערכת ביו-אסאי של עלים מנותקים
- כינקן החרדל (Lipaphis erysimi) כפיסום
- הכנת מערכי צלחות פטרי, מיצוי DNA ובדיקת וירולנציה
תוצאות עיקריות
- זיהוי של Cordyceps cateniannulata כפטריות פטוגניות לאנטומיה (EPF) היעילות ביותר
- שיעורי תמותה גבוהים שנצפו עם בידודים פטרייתיים שונים נגד כנימות החרדל
- אישור זהות כנימות החרדל ויעילות השיטה באמצעות טכניקות מולקולריות
מסקנות
- הפרוטוקול מדגים בהצלחה שיטה יעילה להערכת EPF כנגד כנימות חרדל.
- הממצאים תורמים לקידומה של המחקר בתחום ההדברה הביולוגית של מזיקים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
סריקה רבולידית של virulent-ness (עוצמת מחלה) של פטריות אנטומوپאתוגניות (EPF) נגד כנימות פרתנגנטיות נותנת מענה לצוואר בקבוק קריטי בפיתוח סוכני הדברה ביולוגית לחקלאות בר קיימא. הערכת התמותה הכמותית של הפרוטוקול ומערכת הביו-בדיקה הניתנת לשחזור באמצעות עלים מנותקים מאפשרות בחירה בטוחה של מועמדות EPF למחקרים תרגומיים נוספים. זרימה זו תומכת בביטחון ניבוי ומפחיתה סיכונים בתיקי הדברה ביולוגית בשלבים מוקדמים המכוונים למזיקי חרקים.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח ביו-פרמצבטיקה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בדיקה שיטתית של הערירות (virulence) של EPF כנגד מודל מזיקים מאושר.
- תומך בהורדת סיכונים ביולוגית על ידי כימות התמותה וקינטיקת ההדבקה.
- מקל על תיקוף תפקודי של מטרות באמצעות ביטוי גנים ואישור מולקולרי.
- מספק פלטפורמה לתיעודוף של בידודי EPF בעלי פוטנציאל יישומי.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מספק ביו-בדיקה (bioassay) סטנדרטית וניתנת לשחזור של עלים מנותקים לסריקה של EPF בספיקה גבוהה.
- מבטיח פלטים כמותיים כגון תמותה מתוקננת, מנת קטל (lethal dose) וזמן קטל (lethal time).
- מאפשר השוואה מהימנה של מספר בידודים פטרייתיים תחת תנאים מבוקרים.
- מכין מערכות מתוקפות למחקרי שטח או למחקרי מנגנונים בהמשך.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאימה נתונים של virulenty במעבדה לתרחישים של הדברה רלוונטיים לשטח.
- תומכת ברצף מהשלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני של חומרי בקרה ביולוגית.
- מספקת תובנות מכניסטיות לגבי אינטראקציות בין מאחסן לפתוגן באמצעות ניתוח ביטוי גנים.
- מפחיתה סיכונים בקבלת החלטות על קידום השלב הבא על ידי קביעת ספי סבירות ליעילות במערכת רלוונטית למחלה.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
פרוטוקול זה משתלב ברצף השלבים מהגילוי ועד למסלול הפרה-קליני לפיתוח סוכני בקרה ביולוגית, ומגשר בין סינון ראשוני לתיקוף תרגומי.
- ביולוגיה של הגילוי: נתונים כמותיים של תמותה וביטוי גנים מבהירים את מנגנון הפעולה של EPF ואת המעורבות במטרה.
- סריקה: בדיקות סטנדרטיות של עלים מופרדים מאפשרות הערכה ניתנת לשחזור ובקנה מידה רחב של בידודים.
- אנליטיקה: פלטי סטטיסטיקה (למשל, תמותה מתוקנת, זמן לביצוע תמותה חציונית) תומכים בהשוואה איתנה בין בידודים.
- מחקר תרגומי: ממצאים מעבדתיים מכוונים אסטרטגיות ליישום בשטח ובחירת מועמדים.
- שימוש חוזר ארגוני: פלטפורמת הבדיקה ניתנת להתאמה עבור מיני כנימות אחרים או סוכנים מיקרוביאליים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי במבחר המועמדים ל-EPF ומפחית עמימות מכניסטית.
- ערך תפעולי: מקדם סטנדרטיזציה של הבדיקות, שחזוריות ויכולת הרחבה (scalability) עבור קמפיינים של סריקה.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות מושכלת של go/no-go וקידום יעיל של פורטפוליו מבחינת הון.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם סיכונים של סוכני בקרה ביולוגית לצורך פיתוח נוסף.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות באנטומולוגיה, ביולוגיה של פטריות ואנליזה מולקולרית.
- נדרשת גישה לתאי סביבה מבוקרת, מיקרו-מרססים ותוכנה סטטיסטית (למשל, SPSS).
- דורש סטנדרטיזציה בין-צוותית של הגדרת הבדיקה ופרוטוקולים לניתוח נתונים.
- ניתן להתאמה למודלים אחרים של חרקים פרטנוגנטיים או בעלי גוף קטן באמצעות שינויים בפרוטוקול.
- מגבלות מעשיות כוללות טיפול ידני בכנימות והסרה יומית של צאצאים לצורך מעקב מדויק אחר תמותה.
שאלות נפוצות בתחום הביו-פארמה
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
