Name: מחקר ניסיוני על תרדמת חורף של חיפושית תפוחי אדמה בקולורדו בתנאים טבעיים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-11-17T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 44 s
Description: למד שיטה ללכידת חיפושיות תפוחי אדמה קולורדו בתקופת תרדמת החורף בתנאי שדה טבעיים. השיטה מאפשרת איסוף פרטים בכל שלב ההibernation לניתוח פתוגנזה ושיעור הישרדות של 61%.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

אנו מודים לעמיתינו ולדימיר שילה, ורה מורוזובה, אוליאנה רוטסקאיה, אולגה פולנוגובה ואוקסנה טומילובה על עזרתם בארגון וביצוע נהלי השטח והמעבדה.
המחקר נתמך על ידי הקרן הרוסית למדע, פרויקט מס '22-14-00309.

1. תיאור הכלובים לתרדמת חורף
הערה: בהתאם למטרות הניסוי, מספר הכלובים משתנה. יש להשתמש לפחות בשלושה כלובים בכל תאריך דגימה. כדי להעריך את מספר החיפושיות שיצאו, הכינו לפחות שלושה כלובים נוספים, שלא יוצאו מהאדמה עד האביב.
<ol><li>השתמשו בכלובים העשויים מסגרת עץ קשיחה בגודל 25 × 25 × 40 ס"מ (L × W × H).</li>
	<li>לבניית מסגרת לכלוב יש להשתמש בלוחות עץ בעובי 2 ס"מ לפחות וברוחב 4 ס"מ.</li>
	<li>כסו את פנים הכלוב ברשת נירוסטה בגודל פתחים שאינו עולה על 5 מ"מ × 3 מ"מ. השתמש מהדק עץ כדי לתקן את הרשת.</li>
	<li>קבע את רשת הנירוסטה לחלק החיצוני של התחתית באמצעות המהדק.</li>
	<li>רפדו את פנים הכלוב בגיאוטקסטיל סינתטי שחור בצפיפות של 60 גרם/מ"ר2. הערה: הגיאוטקסטיל משמש מחסום נוסף למניעת בריחת החיפושיות. אין להשתמש בו בניסויים הקשורים לתנועה פעילה של אנטומופתוגנים וטפילים.</li>
	<li>חברו בחוזקה צינור של בד סינתטי שקוף ונושם בגובה של כ-60 ס"מ לחלק העליון של הכלוב.</li>
	<li>חוצים ומקבעים שני חבלים חזקים לתחתית הכלוב כדי למשוך אותו מהאדמה בעת הצורך.</li>
</ol>2. התקנת הכלובים
<ol><li>חופרים בור בעומק 40 ס"מ באדמה ומניחים את הכלוב בתוכו.</li>
	<li>הניחו דשא יבש או חציר על החור.</li>
	<li>הניחו את הכלוב בתוכו כך שהחציר או העשב היבש יהיו בין דפנות הכלוב לאדמה.</li>
	<li>מלאו את הכלובים באדמה מאותו שדה תפוחי אדמה שבו נאספים החרקים.</li>
	<li>התקינו אוגרי נתוני טמפרטורה ולחות עמידים למים בכלובים בעומקים הנדרשים. הערה: ניתן להשתמש באוגרי נתונים מכל יצרן ועליהם להיות מסוגלים לפעול בטמפרטורות נמוכות.</li>
	<li>שתול שתילי תפוחי אדמה בתוך כל כלוב 3-4 שבועות לפני כניסת החיפושיות והשקו אותם במתינות.</li>
	<li>מקבעים צינור בד סינטטי במאונך למקל מכל חומר המותקן בצד החיצוני של הכלוב.</li>
</ol>3. גידול חרקים לפני חורף
<ol><li>אספו ידנית חיפושיות בוגרות בשדות תפוחי אדמה ללא חומרי הדברה לקראת סוף צמחיית תפוחי האדמה. הערה: חיפושיות בוגרות שונות באופן מהותי מהזחלים ומאופיינות באליטה מפוספסת, בעוד שהזחלים אדומים.</li>
	<li>שמרו את החיפושיות שנאספו בדליים מפלסטיק של 15-20 ליטר (מקסימום 200 פרטים לכל דלי) המכילים צמרות תפוחי אדמה להאכלת החרקים לפני הכנסתם לכלובים.</li>
	<li>מכסים את הדליים בבד נושם. הערה: אין להחזיק חרקים בדליים במשך יותר מ-12 שעות. השתמשו בצמרות תפוחי אדמה גדולות מספיק כדי למנוע הצטברות של חיפושיות בתחתית הדליים.</li>
	<li>הניחו לא יותר מ-200 CPB על צמחי תפוחי האדמה המכוסים ברשת הבד הסינתטי.</li>
	<li>לאחר צריכת צמרות תפוחי האדמה, הוסיפו את הטריות המונחות בצנצנת פלסטיק המכילה מים והחליפו את צמרות תפוחי האדמה מדי יום לאחר מכן. הערה: כדי לתקן גבעולים בצנצנת, השתמש בצמר גפן ופרפילם. בדוק בזהירות גבעולים ישנים עבור החיפושיות בעת הסרתם.</li>
	<li>לאחר שכל החיפושיות מתחפרות באדמה לחורף, התירו את צינור הבד הסינתטי מהמקל והניחו את הבד.</li>
</ol>4. איסוף חרקים בעונת החורף
<ol><li>יש להסיר שלג מעל פני הכלוב.</li>
	<li>שחררו את הכלוב מכל צד עם חפירה חזקה.</li>
	<li>משכו את הכלוב מהאדמה בעזרת החבלים.</li>
	<li>הביאו את הכלוב למעבדה. הערה: בהתאם למטרות הניסוי, חיפושיות בתרדמת חורף עשויות להיות לא פעילות לפני הניתוח. במקרה זה, הטמפרטורה במעבדה במהלך בידוד של חיפושיות מן הקרקע צריך להיות ~ 2-5 ° C.</li>
	<li>מוציאים את האדמה מהקופסה במנות קטנות, מפרקים בזהירות חתיכות אדמה גדולות ומבודדים חיפושיות באמצעות פינצטה.</li>
	<li>להפריד חיפושיות חיות מגופות. חיפושיות חיות ובריאות יוצרות סביבן אדמה קומפקטית, יוצרות חלל אוויר (מה שנקרא עריסה), ולכן הן מופרדות בקלות מהאדמה. חיפושיות שנהרגות על ידי פטריות נחנטות או שיש להן תפטיר גלוי על פני השטח. חרקים המתפרקים חיידקים הם כהים.</li>
	<li>לנפות את הקרקע דרך מסננת כדי לוודא שכל החיפושיות מבודדות ולא ניזוקו.</li>
	<li>מניחים גופות עם תסמינים של זיהום פטרייתי או פירוק חיידקי בצינור צנטריפוגה סטרילי בודד של 15 מ"ל לזיהוי עתידי.</li>
	<li>אחסנו חיפושיות חיות במקרר בטמפרטורה של 0-2 מעלות צלזיוס עד לניתוח במיכל מאוורר סגור המכיל כדור צמר גפן לח.</li>
</ol>5. הכנת דגימות איברים ורקמות
<ol><li>כדי לאסוף hemolymph, לעשות נקב בחלק הצדדי של הבטן תחת אליטרה באמצעות מחט אינסולין. הערה: במהלך החורף, כמות ההמולימפה מופחתת באופן משמעותי, מה שמקשה על איסוף נוזל זה.</li>
	<li>כדי לבודד את המעיים, חתכו את קפסולת הראש, סחטו את כל התוכן לתוך צלחת פטרי עם חיץ פוספט, הפרידו את המעי ונקו אותו משומן וכלי דם מלפיגיים.</li>
	<li>הפרידו בין החלק הרצוי של המעי, כמו המעי הקדמי, המעי האמצעי או המעי האחורי.</li>
	<li>כדי לבודד את גוף השומן, להפריד אותו מרקמות אחרות לאחר בידוד של המעיים. הערה: הרקמות המבודדות יכולות לשמש למדידת הפעילות של אנזימים נוגדי חמצון ומסלקי רעלים (דוגמה: איור משלים 1), ניתוח של ויסות גנים של מסלול איתות חיסוני (דוגמה: איור משלים 2), או מטא-ברקוד של תכולת מעיים של חרקים וכו'. </li>
</ol>6. בידוד מיקרואורגניזמים מן הגופות
<ol><li>כדי לבודד פטריות אנטומופתוגניות מהגופות, הכניסו את החרקים החנוטים לתא לחות סטרילי.</li>
	<li>יש להשתמש בקונידיה אווירית (אם קיימת) או בסקלרוטיה מהתוכן הפנימי של החיפושיות לציפוי על אגר דקסטרוז Sabouraud עם 0.4% חומצה לקטית. הערה: השתמש בחיפושיות עם תפטיר וקונידיה לציפוי באופן מיידי (מבלי למקם אותן בתאי לחות).</li>
	<li>לבודד חיידקים מן הגופות עם סימפטומים של פירוק חיידקים.</li>
	<li>חתכו את ראשה של החיפושית, סחטו את התכולה הפנימית ואספו אותה לצינורות לציפוי הבא על מצע לחיידקים (אגר לוריא-ברטאני, אגר אנדו ואגר אסקולין מרה). הערה: השתמש במיקרוסקופ ובשיטות מולקולריות כדי לזהות סוגים ומינים של פתוגנים. במידת הצורך, ניתוח לנוכחות של טפילים אחרים ניתן לבצע.</li>
</ol>

<ol><li>Alyokhin, A., Benkovskaya, G., Udalov, M. Colorado potato beetle. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAlyokhin%2C+A+%22Insect+Pests+of+Potato%22">Insect Pests of Potato</a>. , Academic Press. 29-43 (2022).</li>
<li>Alyokhin, A., Kryukov, V. Ecology of a potato field. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAlyokhin%2C+A+%22Insect+Pests+of+Potato%22">Insect Pests of Potato</a>. , Academic Press. 451-462 (2022).</li>
<li>Lee Jr, R. E., Costanzo, J. P., Kaufman, P. E., Lee, M. R., Wyman, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ice-nucleating+active+bacteria+reduce+the+cold-hardiness+of+the+freeze-intolerant+Colorado+potato+beetle+%28Coleoptera%3A+Chrysomelidae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Economic+Entomology%22%5BJournal%5D)">Ice-nucleating active bacteria reduce the cold-hardiness of the freeze-intolerant Colorado potato beetle (Coleoptera: Chrysomelidae).</a> Journal of Economic Entomology. 87 (2), 377-381 (1994).</li>
<li>Ushatinskaja, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diapause+of+insects+and+its+modifications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+General+Biology%22%5BJournal%5D)">Diapause of insects and its modifications.</a> Journal of General Biology. 34, In Russian 194-215 (1973).</li>
<li>Zheng, X. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+soil+moisture+on+overwintering+pupae+in+Spodopteraexigua+%28Lepidoptera%3A+Noctuidae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Entomology+and+Zoology%22%5BJournal%5D)">Effect of soil moisture on overwintering pupae in Spodopteraexigua (Lepidoptera: Noctuidae).</a> Applied Entomology and Zoology. 48, 365-371 (2013).</li>
<li>Hiiesaar, K., Metspalu, L., Jõudu, J., Jõgar, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Over-wintering+of+the+Colorado+potato+beetle+%28Leptinotarsa+decemlineata+Say%29+in+field+conditions+and+factors+affecting+its+population+density+in+Estonia%5BTitle%5D)+AND+%22Agronomy+Research%22%5BJournal%5D)">Over-wintering of the Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata Say) in field conditions and factors affecting its population density in Estonia.</a> Agronomy Research. 4 (1), 21-30 (2006).</li>
<li>Yocum, G. D., Rinehart, J. P., Chirumamilla-Chapara, A., Larson, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+gene+expression+patterns+during+the+initiation+and+maintenance+phases+of+diapause+in+the+Colorado+potato+beetle%2C+Leptinotarsa+decemlineata%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Insect+Physiology%22%5BJournal%5D)">Characterization of gene expression patterns during the initiation and maintenance phases of diapause in the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata.</a> Journal of Insect Physiology. 55 (1), 32-39 (2009).</li>
<li>Yocum, G. D., Buckner, J. S., Fatland, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+internal+and+external+lipids+of+nondiapausing+and+diapause+initiation+phase+adult+Colorado+potato+beetles%2C+Leptinotarsa+decemlineata%5BTitle%5D)+AND+%22Comparative+Biochemistry+and+Physiology+Part+B%3A+Biochemistry+and+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">A comparison of internal and external lipids of nondiapausing and diapause initiation phase adult Colorado potato beetles, Leptinotarsa decemlineata.</a> Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology. 159 (3), 163-170 (2011).</li>
<li>Nikonorov, Y. M., Syrtlanova, L. A., Kitaev, K. A., Benkovskaya, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcription+activity+of+genes+involved+in+diapause+regulation+in+the+Colorado+Potato+beetle+and+its+change+under+a+fipronil+impact%5BTitle%5D)+AND+%22Russian+Journal+of+Genetics%3A+Applied+Research%22%5BJournal%5D)">Transcription activity of genes involved in diapause regulation in the Colorado Potato beetle and its change under a fipronil impact.</a> Russian Journal of Genetics: Applied Research. 8, 80-86 (2018).</li>
<li>Govaere, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcriptome+and+proteome+analyses+to+investigate+the+molecular+underpinnings+of+cold+response+in+the+Colorado+potato+beetle%2C+Leptinotarsa+decemlineata%5BTitle%5D)+AND+%22Cryobiology%22%5BJournal%5D)">Transcriptome and proteome analyses to investigate the molecular underpinnings of cold response in the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata.</a> Cryobiology. 88, 54-63 (2019).</li>
<li>Lehmann, P., Westberg, M., Tang, P., Lindström, L., Käkelä, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+diapause+lipidomes+of+three+closely+related+beetle+species+reveal+mechanisms+for+tolerating+energetic+and+cold+stress+in+high-latitude+seasonal+environments%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Physiology%22%5BJournal%5D)">The diapause lipidomes of three closely related beetle species reveal mechanisms for tolerating energetic and cold stress in high-latitude seasonal environments.</a> Frontiers in Physiology. 11, 576617(2020).</li>
<li>Lebenzon, J. E., Torson, A. S., Sinclair, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diapause+differentially+modulates+the+transcriptomes+of+fat+body+and+flight+muscle+in+the+Colorado+potato+beetle%5BTitle%5D)+AND+%22Comparative+Biochemistry+and+Physiology+Part+D%3A+Genomics+and+Proteomics%22%5BJournal%5D)">Diapause differentially modulates the transcriptomes of fat body and flight muscle in the Colorado potato beetle.</a> Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics. 40, 100906(2021).</li>
<li>Lashomb, J. H., Ng, Y. S., Ghidiu, G., Green, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Description+of+spring+emergence+by+the+Colorado+potato+beetle%2C+Leptinotarsa+decemlineata+%28Say%29+%28Coleoptera%3A+Chrysomelidae%29%2C+in+New+Jersey%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+entomology%22%5BJournal%5D)">Description of spring emergence by the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata (Say) (Coleoptera: Chrysomelidae), in New Jersey.</a> Environmental entomology. 13 (3), 907-910 (1984).</li>
<li>Cantwell, G. E., Cantelo, W. W., Schroder, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Beauveria+bassiana+on+underground+stages+of+the+Colorado+potato+beetle%2C+Leptinotarsa+decemlineata+%28Coleoptera%3A+Chrysomelidae%29%5BTitle%5D)+AND+%22The+Great+Lakes+Entomologist%22%5BJournal%5D)">Effect of Beauveria bassiana on underground stages of the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera: Chrysomelidae).</a> The Great Lakes Entomologist. 19 (2), 6(1986).</li>
<li>Fedorko, A., Bajan, C., Kmitowa, K., Wojciehowska, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effectiveness+of+the+use+of+selected+microorganisms+to+control+the+Colorado+beetle+during+hibernation%5BTitle%5D)+AND+%22Ecological+Studies%22%5BJournal%5D)">Effectiveness of the use of selected microorganisms to control the Colorado beetle during hibernation.</a> Ecological Studies. 3 (2), 127-134 (1977).</li>
<li>Gaugler, R., Costa, S. D., Lashomb, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stability+and+efficacy+of+Beauveria+bassiana+soil+inoculations%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Entomology%22%5BJournal%5D)">Stability and efficacy of Beauveria bassiana soil inoculations.</a> Environmental Entomology. 18 (3), 412-417 (1989).</li>
<li>Bajan, C., Kmitowa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contribution+of+entomopathogenic+fungi+to+the+natural+winter+reduction+of+Colorado+beetle+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Polish+Ecological+Studies%22%5BJournal%5D)">Contribution of entomopathogenic fungi to the natural winter reduction of Colorado beetle adults.</a> Polish Ecological Studies. 3 (2), 107-114 (1977).</li>
<li>Milner, M., Kung, K. S., Wyman, J. A., Feldman, J., Nordheim, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancing+overwintering+mortality+of+Colorado+potato+beetle+%28Coleoptera%3A+Chrysomelidae%29+by+manipulating+the+temperature+of+its+diapause+habitat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Economic+Entomology%22%5BJournal%5D)">Enhancing overwintering mortality of Colorado potato beetle (Coleoptera: Chrysomelidae) by manipulating the temperature of its diapause habitat.</a> Journal of Economic Entomology. 85 (5), 1701-1708 (1992).</li>
<li>Doğan, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+calcium+signaling+proteins+from+the+fat+body+of+the+Colorado+Potato+Beetle%2C+Leptinotarsa+decemlineata+%28Coleoptera%3A+Chrysomelidae%29%3A+Implications+for+diapause+and+lipid+metabolism%5BTitle%5D)+AND+%22Insect+Biochemistry+and+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Characterization of calcium signaling proteins from the fat body of the Colorado Potato Beetle, Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera: Chrysomelidae): Implications for diapause and lipid metabolism.</a> Insect Biochemistry and Molecular Biology. 133, 103549(2021).</li>
<li>Benkovskaya, G. V., Udalov, M. B. Colorado potato beetle investigations in the south Urals. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBenkovskaya%2C+GV+%22Nova+Science+Publishers%22">Nova Science Publishers</a>. , (2011).</li>
<li>Short, C. A., Hahn, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fat+enough+for+the+winter%3F+Does+nutritional+status+affect+diapause%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Insect+Physiology%22%5BJournal%5D)">Fat enough for the winter? Does nutritional status affect diapause.</a> Journal of Insect Physiology. , 104488(2023).</li>
<li>McDonald, J. R., Bale, J. S., Walters, K. F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-temperature+mortality+and+overwintering+of+the+western+flower+thrips+Frankliniella+occidentalis+%28Thysanoptera%3A+Thripidae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Bulletin+of+Entomological+Research%22%5BJournal%5D)">Low-temperature mortality and overwintering of the western flower thrips Frankliniella occidentalis (Thysanoptera: Thripidae).</a> Bulletin of Entomological Research. 87 (5), 497-505 (1997).</li>
</ol>

המחברים מצהירים כי אין אינטרסים מתחרים.

מחקר זה מראה כי השיטה המוצעת לחקר חורף היתר של CPB מאפשרת לנו להשיג מספר מספיק של חרקים בתקופות שונות של תרדמת חורף. ההצלחה של הטכניקה המוצגת תלויה במספר גורמים עצמאיים, החשוב שבהם הוא תנאי מזג האוויר. בחורף קר ונטול שלג, הקרקע עלולה לקפוא לכל עומק הכלוב. במקרה זה, הסיכון למוות של כל החיפושיות עולה באופן משמעותי18. הישרדותה של החיפושית תלויה בשילוב של גורמים רבים, אשר יכולים להשתנות באופן משמעותי משנה לשנה6.
בניסוי, טמפרטורת הקרקע בתוך הכלובים בח...

חיפושית תפוחי אדמה מקולורדו Leptinotarsa decemlineata Say (CPB) היא מזיק חשוב של צמחי Solanaceae, בעיקר תפוח אדמה Solanum tuberosum L. הטווח הגיאוגרפי של מין זה הוא יותר מ -16 מיליון ק"מ2 ומתרחב כל הזמן1. ל- CPB יש דיאפאוזה חורפית פקולטטיבית, ותרדמת חורף היא חובה באזור הממוזג. הדיאפאוזה נגרמת על ידי פוטופריוד קצר של יום ומווסתת על ידי טמפרטורה1. חיפושיות אלה חורפות בשלב הבוגר על ידי התחפרות באדמה. עם קווי רוחב הולכים וגדלים, משך תקופת תרדמת החורף מתארך. באזור הממוזג, במיוחד בשטחים הצפוניים של טווח התפוצה שלו, החורף נמשך עד 9 חודשים: מאוגוסט-ספטמבר עד מאי-יוני (Noskov et al., תצפיות אישיות). במהלך תקופה זו, CPB - בדיוק כמו כל חרק אחר באזור ממוזג - חשוף לתנאי חורף שליליים חייב להגביר את סובלנותו לקור. יחד עם זאת, מגע של החיפושיות עם הקרקע מגביר את הסיכון לזיהום על ידי מיקרואורגניזמים אופורטוניסטיים ופתוגניים שונים2. לכן, חיפושיות אלה צריכות לשמור על רמה מסוימת של פעילות מערכת החיסון במהלך תרדמת החורף, שגם היא יקרה מבחינה אנרגטית. עם זאת, גם אם החרק שורד זיהום, המחלה עשויה להפחית את קשיות הקור שלו3. יש לציין כי טמפרטורה נמוכה אינה הסיבה היחידה לתמותה בחורף של CPB. תפקיד חשוב הוא גם שיחק על ידי חוסר חמצן, ובתנאים מסוימים, זה יכול להיות הגורם העיקרי של תמותה החורף 4,5.
ידוע כי תמותה טבעית בחורף של CPB יכולה להיות גבוהה מאוד, ולהגיע ל -100% בקרקעות חרסיתיות6. לכן, חורף יתר הוא אחת התקופות המכריעות ביותר במחזור החיים של CPB. עם זאת, נתונים על הפיזיולוגיה, פעילות מערכת החיסון, הישרדות ופרמטרים אחרים של תרדמת CPB בתנאים טבעיים עדיין מוגבלים. ישנם מחקרים על ביטוי גנים דיפרנציאלי ופרמטרים פיזיולוגיים שונים במבוגרים CPB במהלך הדיאפאוזה ובתגובה להלם קור 7,8,9,10,11,12; עם זאת, ניתוחים אלה בוצעו בעיקר על ידי השראת דיאפאוזה או לחץ קר בתנאי מעבדה ללא תנודות טבעיות של טמפרטורה, לחות ועומס פתוגן טבעי. עם זאת, יש חשיבות למחקר על הפיזיולוגיה של חיפושיות אלה שנאספו בחפירה מהקרקע בתנאים טבעיים. היבטים שונים של CPB חורף בתנאים טבעיים נחקרו באופן פעיל בשנות השבעים והשמונים 13,14,15,16,17,18. מצד שני, מחקרים אלה לא כללו חפירת CPB מהאדמה בחורף. בנוסף, טכניקה לתרדמה מבוקרת של CPB ותיאור הכלובים אינם מסופקים בפירוט. לפיכך, יש צורך לחקור את הפיזיולוגיה של CPBs החורפים בסביבה טבעית19.
מטרת מחקר זה הייתה לפתח ולבדוק שיטה לתרדמה מבוקרת של מבוגרים CPB בתנאים טבעיים. השיטה המוצעת מאפשרת להשיג מספר רצוי של אנשים CPB עבור בדיקות מיקרוביולוגיות, אימונולוגיות ואחרות במהלך תרדמת החורף בתנאי שדה של אקלים יבשתי. שיטה זו ניתנת להתאמה וליישום על מיני חרקים אחרים החורפים באדמה תחת שלג.

<table><tbody><tr><td>אגר-אגר בקטריולוגי מטוהר</td><td>דיאגן</td><td>1806.5000</td><td></td></tr><tr><td>מרה Esculin Agar</td><td>HiMedia</td><td>M972</td><td></td></tr><tr><td>אנדו אגר </td><td>HiMedia</td><td>M029</td><td></td></tr><tr><td>גלוקוז מונוהידרט-D</td><td>PanReac Applichem</td><td>143140.1000Φ</td><td></td></tr><tr><td>חומצה לקטית </td><td>PanReac Applichem</td><td>141034.1211</td><td></td></tr><tr><td>Luria-Bertani נוזלי</td><td>בינוני HiMedia</td><td>G009</td><td></td></tr><tr><td>15 מ"ל צינורות צנטריפוגה חרוטיים</td><td>Axygen</td><td>SCT-15ML-25-S</td><td></td></tr><tr><td>Peptone</td><td>FBIS SRCAMB</td><td>M<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65862/65862eq01v2.jpg" style="margin: auto; ">030/O61</td><td></td></tr><tr><td>פוספט חוצץ</td><td>מלח Medigen</td><td>PBS500</td><td></td></tr><tr><td>Temperatutre and Moisture datalogger Ecklerk-M-11</td><td>Relsib</td><td></td><td>Waterproof datalogger</td></tr></tbody></table>

מחקר ניסיוני על תרדמת חורף של חיפושית תפוחי אדמה בקולורדו בתנאים טבעיים

An Experimental Study on Colorado Potato Beetle Hibernation Under Natural Conditions

אחד המזיקים העיקריים של תפוח אדמה Solanum tuberosum L. באזור ממוזג הוא חרק חיפושית תפוחי אדמה קולורדו (CPB). רוב המחקרים על חסינות ומחלות של CPB נערכים במהלך שלבי האכלה פעילה. עם זאת, ישנם פחות מחקרים על שלבי מנוחה, אם כי חיפושיות אלה מבלות את רוב מחזור חייהן במצב של דיאפאוזה חורפית (תרדמת חורף). בעבודה זו פותחה ונבחנה שיטה לחקר תרדמת CPB בתנאים טבעיים, המציעה הזדמנות לאסוף מספר מספיק של פרטים בחורף. במאמר זה הוערכה הישרדות CPB, וזוהו סוכנים זיהומיים בשלבים שונים של תרדמת חורף. התמותה מ-CPB עלתה במהלך תרדמת החורף, והגיעה למקסימום באפריל-מאי. מהחרקים המתים בודדו פטריות אנטומופתוגניות (Beauveria, Isaria ו-Lecanicillium) והחיידקים Bacillus, Sphingobacterium, Peribacillus, Pseudomonas ו-Serratia . שיעור ההישרדות של החיפושיות במשך כל תקופת תרדמת החורף היה 61%. לא נמצאו חיפושיות קפואות או מיובשות, דבר המעיד על הצלחת השיטה המוצגת.

התוצאות להלן על CPB חורף מראות טמפרטורת קרקע, הישרדות וזיהומים.
דינמיקה של טמפרטורת הקרקע. טמפרטורות מתחת לאפס בכלובים בעומק של 30 ס"מ נרשמו מסוף נובמבר עד תחילת אפריל (איור 1). הטמפרטורה הממוצעת בתקופה זו הייתה מינוס 3.3 ± 0.1 °C (75 °F) (ממוצע ± שגיאת תקן). הטמפרטורה הנמוכה ביותר שנרשמה הייתה מינוס 7.9 °C (75 °F) באמצע פברואר.
הישרדות של CPB חורף. תמותת חרקים נצפתה במהלך תרדמת החורף והגיעה למקסי...

כאן אנו מציגים שיטה לחקר תרדמת חורף של חיפושיות תפוחי אדמה בקולורדו בתנאים הטבעיים של האזור הממוזג, כמו גם טכניקה לאיסוף חיפושיות בחורף. שיטה זו מאפשרת להשיג מספר רצוי של אנשים חורפים עבור ניתוחים שונים בכל שלב של תרדמה.

One of the major pests of potato Solanum tuberosum L. in the temperate zone is the insect Colorado potato beetle (CPB). Most studies on the immunity and ...

חיפושית תפוחי אדמה קולורדו היא אחד המזיקים החמורים ביותר של תפוחי אדמה באזור ממוזג. מחקרים על חסינות ופתוגנזה של מזיק זה מתבצעים בעיקר בשלב הפעיל. עם זאת, באזור ממוזג, מזיק זה מבלה את רוב מחזור החיים שלו במצב של תרדמה.במחקר זה אנו מציגים שיטה לתרדמת חורף של חיפושית תפוחי אדמה מקולורדו וטכניקה לאיסוף חיפושיות בחורף. היתרון העיקרי של שיטה זו הוא שהיא מאפשרת להשיג כל מספר של אנשים overwintering לניתוח וירוסים בכל תקופה של תרדמה. השתמשו בכלובים העשויים מסגרת עץ קשיחה בגודל של 25 על 25 על 40 סנטימטרים.כדי לבנות מסגרת לכלוב, השתמשו בלוחות עץ בעובי של שני סנטימטרים לפחות וברוחב של ארבעה סנטימטרים. כסו את פנים הכלוב ברשת נירוסטה בגודל של לא יותר מחמישה על שלושה מילימטרים. תקן את הרשת עם מהדק עץ.רפדו את פנים הכלוב בגיאוטקסטיל סינתטי שחור בצפיפות של 60 גרם למ"ר. חברו בחוזקה צינור בד סינתטי שקוף ונושם, בגובה של כ-60 ס"מ לראש הכלוב. חוצים ומקבעים שני חבלים חזקים לתחתית הכלוב כדי למשוך אותו מהאדמה בעת הצורך.חופרים בור באדמה בעומק 40 סנטימטרים. הניחו דשא יבש או חציר על החור. הניחו את הכלוב בתוכו כך שהחציר או העשב היבש יהיו בין דפנות הכלוב לאדמה.מלאו את הכלובים באדמה מאותו שדה תפוחי אדמה שבו נאספים החרקים. התקינו אוגרי נתוני טמפרטורה ולחות עמידים למים בכלובים בעומקים הנדרשים. שתול שתילי תפוחי אדמה בתוך הכלוב שלושה עד ארבעה שבועות לפני כניסת החיפושית והשקו אותם במתינות.מקבעים צינור בד סינטטי במאונך למקל מכל חומר המותקן בצד החיצוני של הכלוב. אספו ידנית חיפושיות בוגרות בשדות תפוחי אדמה ללא חומרי הדברה לקראת סוף צמחיית תפוחי האדמה. שמרו את החיפושיות שנאספו בדליים מפלסטיק של 20 ליטר המכילים צמרות תפוחי אדמה להאכלת החרקים לפני הכנסתם לכלובים.מכסים את הדליים בבד נושם. הניחו לא יותר מ-200 פרטים של החיפושיות על צמחי תפוחי האדמה המכוסים ברשת הבד הסינתטי. לאחר צריכת צמרות תפוחי האדמה, הוסיפו את הטריות המונחות בצנצנת פלסטיק המכילה מים והחליפו את צמרות תפוחי האדמה מדי יום לאחר מכן.לאחר שכל החיפושיות התחפרו באדמה לחורף, שחררו את צינור הבד הסינתטי מהמקל והניחו את הבד. הסירו את השלג מעל פני הכלוב. שחררו את הכלוב מכל צד עם חפירה חזקה.משכו את הכלוב החוצה מהאדמה באמצעות חבלים. הביאו את הכלוב למעבדה. מוציאים את האדמה מהכלוב במנות קטנות, מפרקים בזהירות חתיכות אדמה גדולות ומבודדים חיפושיות באמצעות פינצטה.להפריד חיפושיות חיות מגופות. חיפושיות חיות ובריאות דוחסות סביבן אדמה ויוצרות חלל אוויר, מה שנקרא עריסה, ולכן הן מופרדות בקלות מהאדמה. חיפושיות שנהרגות על ידי פטריות נחנטות או שיש להן תפטיר גלוי על פני השטח.חרקים המתפרקים חיידקים הם כהים. לנפות את הקרקע דרך מסננת כדי לוודא שכל החיפושיות מבודדות ולא ניזוקו. הניחו גופות עם תסמינים של זיהום פטרייתי או פירוק חיידקי בצינור בז סטרילי בודד לזיהוי עתידי.אחסנו חיפושיות חיות במקרר בטמפרטורה של 2 מעלות צלזיוס עד לניתוח במיכלים סגורים ומאווררים המכילים כדור צמר גפן לח. כדי לאסוף hemolymph, לעשות נקב בחלק לרוחב של הבטן מתחת אבי העורקים עם מחט אינסולין. כדי לבודד את המעיים, לחתוך את קפסולת הראש, לסחוט את כל התוכן לתוך צלחת פטרי עם חיץ פוספט.יש להפריד את המעי ולנקות אותו משומן ומכלי הדם המלפיגיים. יש להפריד בין החלק הרצוי של המעי, כגון המעי הקדמי, אמצע המעי או המעי האחורי. כדי לבודד את גוף השומן, להפריד אותו מן הרקמות האחרות לאחר בידוד של המעי.כדי לבודד פטריות אנטומופתוגניות מן הגופות, לשים את הגופות חנוטות לתוך תא לחות סטרילי. השתמש קונידיה אווירית או סקלרוטיה מן התוכן הפנימי של החיפושיות עבור ציפוי על אגר דקסטרוז Sabouraud עם 0.4% חומצה לקטית. בודד חיידקים מן הגופות עם סימפטומים של ריקבון חיידקי.חותכים את ראשה של החיפושית, סוחטים את התוכן הפנימי ואוספים לתוך צינורות לציפוי הבא על מדיה עבור חיידקים. טמפרטורות מתחת לאפס בכלובים בעומק של 30 סנטימטרים, נרשמו מסוף נובמבר עד תחילת אפריל. הטמפרטורה הממוצעת בתקופה זו הייתה 3.3 0.1 צלזיוס.הטמפרטורה הנמוכה ביותר שנרשמה הייתה 7.9 מעלות צלזיוס באמצע פברואר. תמותת החרקים עלתה במהלך תרדמת החורף והגיעה למקסימום באביב לפני הופעתם. המספר הראשוני של חיפושיות היה 2, 000, מתוכם 1, 470 אנשים שרדו.לפיכך, שיעור ההישרדות של החיפושיות במהלך תרדמת החורף היה 61%ניתוח של 530 גופות הראה כי במהלך תקופת תרדמת החורף 53% מהם אופיינו בסימפטומים של פירוק חיידקים ו -25% אופיינו בסימפטומים של זיהום פטרייתי. בווריה שלטה בין התרבויות המבודדות של פטריות אנטומופתוגניות. Metarhizium, Cordyceps ו Lecanicillium היו הרבה פחות נפוצים.בין החיידקים שבודדו מהגופות עם תסמינים של פירוק חיידקים, זוהו מינים השייכים לסוגים Bacillus, Sphingobacterium, Peribacillus, Pseudomonas, Serratia, Rahnella ו- Glutamicibacter. שימוש בשיטה זו יכול לפתור את הבעיה של השגת חיפושיות תפוחי אדמה קולורדו מהשדה בחורף. זה מאפשר לקבל כמה פרטים שאתה צריך עם שיעור התמותה הנמוך של החרקים.המחקר של היבטים שונים של תרדמת החיפושיות חשוב הן מנקודת מבט בסיסית והן יישומית לשיפור הגישה להדברת מזיק זה. וכמובן, טכניקה זו יכולה להיות מותאמת למיני חרקים אחרים החורפים בקרקע.

an-experimental-study-on-colorado-potato-beetle-hibernation-under

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

ניתוחי RNA-Seq הופכים חשובים יותר ויותר לזיהוי היסודות המולקולריים של תכונות הסתגלות באורגניזמים שאינם מודלים. כאן, מתואר פרוטוקול לזיהוי גנים המתבטאים באופן דיפרנציאלי בין יתושי Aedes albopictus שאינם דיאפאוזה, מגידול יתושים, ועד לריצוף RNA וניתוחים ביואינפורמטיים של נתוני RNA-Seq.

ניסיוני וביואינפורמטיקה פרוטוקול לניתוח RNA-seq של Photoperiodic דיאפאוזה באסיה טייגר נגד יתושים, אדס המפוספס

כאן, אנו מציגים פרוטוקולים לגידול חיפושית ביניים-נבט, Dermestes maculatus (ד maculatus) במעבדה. בנוסף, אנחנו משתפים פרוטוקולי RNAi ושיטות עובריים וההורי לניתוח פנוטיפים עובריים ללמוד לתפקד גני מין זה.

התרומם על רגליו אחורי פעמים תקועות מציאת גן בתיווך רנ"א סתר החיפושית, Dermestes maculatus

המטרה הכוללת של הליכים אלה היא ליצור, לשמור ולרענן אוכלוסיה בשבי של רקבן הבוץ באווירה מחקר.

לגידול ואחזקה ארוך טווח של רקבן הבוץ Hoverflies למטרות מחקר

כאן, אנו מציגים את פרוטוקול לחקור את ההעדפה להתגלמות של הזחלים בוגרים של Ectropis grisescens בתגובה בקרקע גורמים (למשל, סוג המצע ותוכן לחות) באמצעות בחירה bioassays. אנו מציגים גם פרוטוקול של bioassays לא-הבחירה כדי לקבוע את הגורמים המשפיעים על ההתנהגויות להתגלמות, שאירים של א grisescens.

הבחירה ו- Bioassays לא-הבחירה ללמוד את העדפה להתגלמות והצלחה הופעתה של Ectropis grisescens

השיטה המוצגת יוצרת הרביוור טבעי הנזק רקמת הצמח באמצעות היישום של מנדוקה הזחלים סקסטה להתנתק עלים של תפוחי אדמה. רקמת הצמח הוא הבעה ביטוי של שישה שעתוק גורם הומויומני מעורב בתגובות מוקדמות לחרקים העשב.

מנותקת עלה assays לפשט גנים ביטוי לימודי תפוחי אדמה במהלך התפשטות על ידי לעיסת חרק manduca סקסטה

טחנות טיסה הן כלים חשובים להשוואת האופן שבו הגיל, המין, מצב ההזדווגות, הטמפרטורה או גורמים אחרים שונים עלולים להשפיע על התנהגות הטיסהשל החרק. כאן אנו מתארים פרוטוקולים לקשור ולמדוד את הנטייה הטיסה ואת הביצועים של התולעת תירס המערבי בטיפולים שונים.

באמצעות מילס טיסה למדוד הנטייה טיסה וביצועים של תירס המערבי Rootworm, דיאברופטיקה וירג (למספר)

כאן מתואר פרוטוקול זול ונגיש להערכת התאוששות הלם קר של פרפרים בתנאי סביבה.

בדיקה פיזיולוגית תרמית מבוססת שדה: התאוששות הלם קר בתנאי סביבה

תכננו פרוטוקול פנוטיפ מבוסס תמונה כדי לקבוע את התגובות המורפולוגיות והפיזיולוגיות לטיפולי חום, בצורת וכריתת מים בודדים ומשולבים. גישה זו אפשרה זיהוי של תגובות מוקדמות, מאוחרות והתאוששות ברמת צמח שלם, במיוחד חלקים מעל פני הקרקע, והדגישה את הצורך בשימוש בחיישני הדמיה מרובים.

פנוטיפ מבוסס תמונה בתפוקה גבוהה לקביעת תגובות מורפולוגיות ופיזיולוגיות ללחצים בודדים ומשולבים בתפוח אדמה

מאמר זה מתאר את תחזוקת המעבדה (כולל הזדווגות והאכלה) של זבוב הדיפטרן התחתון Bradysia (Sciara) coprophila.

תחזוקת מעבדה של זבוב הדיפטרן התחתון Bradysia (Sciara) coprophila: אורגניזם מודל מתפתח חדש/ישן

הפרוטוקול הנוכחי מתאר שיטה להשראת פיזור של צעירים בשלב השלישי (צעירים טרום-דאואר, JIII.) של Bursaphelenchus xylophilus לקריפטוביוזיס באמצעות ויסות אוסמוטי של יוני אשלגן כלורי (KCl). שיטה זו יכולה לספק תמיכה טכנית למחקר על מנגנוני עמידות הלחץ של B. xylophilus.

גרימת כניסתם של צעירי פיזור שלב שלישי של Bursaphelenchus xylophilus לקריפטוביוזיס באמצעות ויסות אוסמוטי

הפרוטוקול מתאר זיהום של שורשי Solanum tuberosum בנמטודות טפיליות של צמחים בתנאי חממה in vivo ושורשים טרנסגניים של תפוחי אדמה במבחנה לניתוח היסטוכימי של מבנה השורשים באמצעות מיקרוסקופיה אופטית.

זיהום in vivo ו-In vitro של שורשי תפוחי אדמה בנמטודות טפיליות צמחיות להערכת שינויים מבניים מושרים

למד שיטה ללכידת חיפושיות תפוחי אדמה קולורדו בתקופת תרדמת החורף בתנאי שדה טבעיים. השיטה מאפשרת איסוף פרטים בכל שלב ההibernation לניתוח פתוגנזה ושיעור הישרדות של 61%.

מחקר ניסיוני על תרדמת חורף של חיפושית תפוחי אדמה בקולורדו בתנאים טבעיים

גלה סרטונים נוספים