Beech malattia corteccia è iniziata dalle attività della cocciniglia di faggio che creano punti di ingresso fungine nella corteccia di alimentazione. Gli alberi che sono resistenti alla cocciniglia sono anche resistenti alle malattie. Qui vi presentiamo il protocollo che abbiamo sviluppato per lo screening individuali faggi per la resistenza scala di faggio.
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Articolo metodologico
Una tecnica a Screen Faggio americano per la Resistenza al Beech cocciniglia (
In questo articolo
Sommario
Abstract
Faggio corteccia malattia (BBD) si traduce in alti livelli di mortalità iniziale, lasciando dietro gli alberi superstiti che sono notevolmente indeboliti e deformati. La malattia è avviata da attività dell'insetto scala faggio invasiva, Cryptococcus fagisuga, che crea punti di ingresso per l'infezione da una delle specie di funghi Neonectria alimentazione. Senza infestazione scala, ci sono poche possibilità di infezione fungina. Utilizzo di uova scala per infestare artificialmente alberi sani in stand pesantemente colpiti BBD dimostrato che questi alberi erano resistenti alla porzione cocciniglia del complesso malattia 1. Qui vi presentiamo un protocollo che abbiamo sviluppato, basato sulla tecnica infestazione artificiale da Houston 2, che può essere usato per individuare alberi scala resistente nel settore e in piccole piantine in vaso e innesti. L'identificazione degli alberi di scale-resistente è una componente importante della gestione del BBD attraverso alberoprogrammi di miglioramento e la manipolazione selvicolturale.
Introduzione
Beech malattia corteccia (BBD) ha avuto un impatto negativo sulla faggio americano in Nord America dopo l'introduzione della cocciniglia faggio invasiva, Cryptococcus fagisuga, nella provincia canadese della Nuova Scozia alla fine del 1890 3. Questo complesso insetto-malattia è iniziata quando la cocciniglia faggio inserisce il suo stiletto di alimentazione nella corteccia creando piccole fessure che prevedono ingresso per l'infezione da uno dei Neonectria specie di funghi (Neonectria ditissima o Neonectria faginata). Mentre i miceli fungini crescono, ampie aree di tessuto può morire, alla fine cingendo completamente l'albero. Il danno dalla malattia indebolisce l'albero, il che rende incline a rompersi in venti forti 4. Livelli di mortalità nella prima ondata della malattia sono stati segnalati per essere alto come il 50% 5. Alberi sopravvissuti sono spesso gravemente deformati come cancri formano ridurre il valore dell'albero come un prodotto di legno.0; Tali alberi hanno una propensione per radice di germinazione che porta alla formazione di macchie "faggio" che impediscono altre specie più desiderabili introduca, riducendo il valore economico ed ecologico del supporto 6. Sebbene la malattia corteccia del faggio non rischia di portare all'estinzione del faggio americano, altera stare composizione e la salute porta ad una diminuzione del cibo e habitat per la fauna selvatica 7,8.
In stand affetti da BBD per molti anni, sono stati segnalati alberi che rimangono privi di qualsiasi sintomo della malattia. Prove di inoculazione artificiale hanno dimostrato che questi alberi sono resistenti all'insetto scala 2. Senza infestazione scala, ci sono poche possibilità di infezione Neonectria, minimizzando l'impatto del fungo. Mortalità larga scala in faggio americano a causa di infezione Neonectria in assenza di infestazione scala prima ha maistati segnalati, così resistenza alla scala faggio risultati insetti in resistenza BBD.
Recenti ricerche sulla gestione dei BBD è concentrata sull'identificazione, la propagazione, l'allevamento, e il mantenimento di faggi americani con resistenza alla cocciniglia di faggio. Studi genetici hanno dimostrato che la resistenza alla cocciniglia è ereditabile e di un'attenta selezione e l'allevamento di alberi resistenti può portare a un significativo miglioramento in una sola generazione 9. Questa scoperta ha alimentato gli sforzi di stato e forestali nazionali manager negli Stati Uniti per stabilire arboreti da seme regionali di resistenti faggio americano per fornire una fonte di sementi geneticamente diverse BBD resistenti alle piantagioni di restauro 10,11. La ricerca ha anche indicato che la manipolazione selvicolturale della genetica dello stand dalla rimozione di alberi sensibili e conservazione di alberi resistenti può provocare in stand miglioramento 9,12.
Gestione delle BBD attraverso attività di miglioramento degli alberi o svolgendo prescrizioni selvicolturali richiede la capacità di selezionare e distinguere tra faggi scala resistente e suscettibile. I metodi qui presentati sono stati adattati da un metodo introdotto da Dave Houston per inoculare artificialmente piantine con le uova scala faggio 1. Il metodo può essere usato come strumento di screening per identificare quantitative trait loci (QTL) associati a resistenza o di distinguere tra piantine in vaso resistenti e suscettibili o ramet innestati negli studi genetici. In alternativa, può essere utilizzato per lo screening alberi maturi nel campo per identificare alberi resistenti allo sviluppo frutteto seme, o ritenzione nel campo. Alberi sensibili, possano essere identificati e rimossi per ridurre al minimo l'impatto della malattia.
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Protocollo
1 pianta Materiale:. Mature Campo Trees, in vaso piante, in vaso o innesti
- Per le prove sul campo, selezionare maturi sani faggi americani che mostrano segni di infestazione di scala o di malattia per i test di resistenza possibile. Visibilmente alberi sensibili dovranno anche essere identificati per essere usato come controllo (Figura 1).
- Per testare piantine o innesti in vaso, raccogliere e germinare faggine come descritto nel Koch & Carey, 2004 o rampollo innesto come descritto nella Carey et al, 2013.
- Crescere piantine o innesti in invasatura miscela di suolo modificato con 47 g di micronutrienti, 477 g lenta concime 15N-3.9P-9.9K, 700 g perlite grossolana e 75 g di solfato di alluminio per 2.8 cu. borsa ft. Se necessario più avanti nella stagione di crescita, concimare le piante settimanali con solubile 17N-1.3P-14.1K a 200 ppm di azoto.
- Durante la stagione di crescita, mantenere le piante in una casa all'ombra. Permettono alle piante di andare dormiente fuori in autunno prima di spostarlidi un impianto di stoccaggio a temperatura controllata (~ 4 ° C), da novembre ad aprile.
2. Insieme di Faggio Scala uova
- In uno stand BBD infestata, ispezionare gli alberi pesantemente infestate (facilmente identificabili dalla loro "imbiancato" apparenza, figura 1A) con una lente di ingrandimento mano per confermare la presenza di uova, in genere abbondanti da metà luglio a metà agosto.
- Utilizzare un pennello per spazzolare delicatamente le macchie cerose bianche di cocciniglie adulti, uova e altri detriti, in un sacchetto di plastica raccolta un gallone sigillabile (Figura 1B). Raccogliere da un minimo di tre alberi differenti almeno 12 m di distanza.
- Se necessario, memorizzare uova nella sacca di raccolta sigillato per due settimane a 4 ° C. Un piccolo pezzo di nastro (2,5 cm quadrati) di inumidita polietilene espanso all'interno del sacchetto per evitare che le uova si secchi.
- Per separare le uova scala (0,15 x 0,25 mm) dagli adulti (0,60 millimetri) e detritis, costruire un setaccio con un corto pezzo di 2 'tubo in PVC ed un giunto a sostenere un pezzo quadrato di 250 micron maglia di nylon (Figura 2).
- Svuotare la miscela di adulti, cera, uova e detriti dalla sacca di raccolta sul setaccio e utilizzare un piccolo pennello per incoraggiare delicatamente le uova di passare attraverso le maglie in una piastra di Petri di vetro sotto. Piatti di plastica Petri dovrebbero essere evitati perché in possesso di elettricità più statica, rendendo difficile per spostare le uova. Uova prima e dopo setacciatura sono mostrati in Figura 3.
- Uova purificati possono essere memorizzati nella capsula di Petri a 4 ° C per almeno una settimana. Per evitare che le uova si asciughi, nastro adesivo un pezzo umido di schiuma al coperchio e sigillare con Parafilm.
3. Egg Viabilità saggi
- Per valutare la vitalità uovo, utilizzare una siringa da 10 cc di applicare un sottile anello di vaselina intorno alla circonferenza della parte inferiore di una piastra di Petri 60 millimetri di vetro (Figura 4A ).
- Trasferire circa 100 uova al centro del ring, mettere il coperchio sulla piastra di Petri e sigillare con Parafilm. Lasciare la piastra di Petri sigillata rimanga indisturbato a temperatura ambiente per 2 settimane o 3 settimane se uova sono stati conservati a 4 ° C prima di iniziare il test.
- Ninfe tratteggiate saranno bloccati nella vaselina e possono essere facilmente contato, e le uova vuote sono facilmente distinguibili dalle uova non schiuse per il loro colore e la lucentezza (Figura 4B). Calcolo della redditività dividendo il numero di ninfe dalla somma delle uova vuoti più le rimanenti uova completi. Buona redditività dovrebbe essere nel 75% al 90% schiusi gamma uova.
4. Resistenza Scala Proiezione del Grande matura Faggi nel campo
- Per un test quantitativo, contare su 500 uova utilizzando un microscopio da dissezione e utilizzando una piccola spatola delicatamente cospargere attraverso il centro di un predampened, a celle aperte 10 x 15 x 1,3 centimetri rettangolo di polietilene espanso. Asmorzare schiuma, bagnarlo poi spremere quanta più acqua possibile. Per un test qualitativo, 500 uova possono essere contate e collocati in una piccola fiala di vetro e una linea di "riempimento" disegnata che può essere utilizzato per misurare ulteriori batch di circa 500 uova.
- Posizionare il rilievo di gomma piuma sull'albero prova con il lato rivolto verso uovo contro la corteccia. Tenere il pad in luogo con la corda, corda, spago o filo hardware plastificato. Materiale plastico o metallico a base dovrebbero essere utilizzati invece di materiali in fibra naturali che sono più facilmente eliminato dalla fauna selvatica.
- Linea la parte superiore e lati di un cm pezzo di pellicola permeabile al vapore casa impermeabile con base di acetato adesivo siliconico pretagliati 23 x 30 e posizionarlo sopra il pad test di schiuma. Premere i bordi della pellicola fino alla albero per creare una tenuta stagna. Mettere spago di nylon o filo hardware rivestito di plastica intorno all'albero e avvolgere casa, per tenerlo in posizione mentre l'adesivo (Figura 5).
- Posizionare un minimo di duetamponi di test di ciascun albero di test, preferibilmente su lati opposti del bolo. In ogni sito, mettere tamponi di test su almeno 2 alberi sensibili (con evidente infestazione scala naturale) come controllo. Prima di posizionare gli elettrodi di prova su alberi di comando, rimuovere le cocciniglie naturali o uova con una ditta di setole pennello.
Nota: pastiglie schiuma con le uova possono anche essere collocati sugli alberi al fine di uova scala allevamento, che possono essere particolarmente utili nelle zone dove il livello di infestazione è basso.
5. Resistenza Scala Proiezione del vaso Piantine o innesti
- Per il test, selezionare alberi in vaso con un diametro minimo di 1 cm (pinza a 5 cm sopra la linea del suolo) che sono abbastanza alto per avere almeno 2 pastiglie di test separati affidamento su di esse. Potare piccoli rami laterali, se necessario, per fare spazio per le pastiglie di prova.
- Utilizzare un microscopio dissezione a contare 150 uova e spargere sopra un pretagliati e inumidito 2,5 x 7,6 x 1,3 centimetri polietilene a cellule aperterilievo di gomma piuma lene.
- Fissare il pad schiuma piantina con il lato uovo contro la corteccia, con filo plastificato. Avvolgere un piccolo quadrato di avvolgere casa intorno alla piantina appena sopra la schiuma e sigillare con silicone acetato-based (vedere Figura 6A).
- Riportare le famiglie di piantine sensibili o innesti come controlli.
6. Raccolta dati
Nota: circa 52-57 settimane dopo l'immissione le spugne e le uova sugli alberi di prova, i dati possono essere raccolti. E 'importante che questo non è fatto solo dopo adulti hanno cominciato a deporre le uova in modo che la loro capacità di riprodursi può essere determinato. Su alcuni alberi resistenti non è raro vedere un piccolo numero di adulti stabilire ma si verificano nessuna riproduzione.
- Rimuovere con attenzione il rilievo di gomma piuma e contare il numero di cocciniglie adulto stabiliti sulla corteccia utilizzando una lente o lente di ingrandimento (10X).
- Quando il tampone di schiuma viene rimosso, non è uNcommon per alcuni adulti e la maggior parte dei cluster di uova di essere tirato fuori della struttura con la schiuma (vedi Figura 7). Utilizzando un microscopio da dissezione, contare i cluster di uova e gli adulti che sono rimasti attaccato al tappetino in gomma.
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Risultati
La Figura 6 mostra una piantina resistente (C) e due piantine sensibili (D, E) esibendo diversi gradi di sensibilità. Un esempio di ciò che un albero maturo suscettibile assomiglia a 57 settimane dopo la prova infestazione artificiale è stato istituito è mostrato in Figura 5B. Quando la schiuma viene staccato dall'albero, non è raro per cocciniglie e loro grappoli d'uovo per rimanere attaccato alla schiuma come mostrato in Figura 7,
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Discussione
I passaggi critici necessari per il successo di questo test includono l'esecuzione di un test di vitalità delle uova e l'impiego di controlli sensibili in ogni sito testato, e con materiali vaso. E 'anche importante utilizzare più di un tampone di test per albero o piantina. Abbiamo trovato che sia nel campo e nelle prove più controllati su piante in vaso, una frequente fonte di errore può essere guasto pad. Ad esempio, nel campo, anche con nostra modifica di coprire il tampone di test con l'involucro ca...
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Dichiarazioni
Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari in competizione.
Ringraziamenti
Gli autori ringraziano il finanziamento del monitoraggio Forest Service Health Protection Evaluation US Forest e programmi di sviluppo della tecnologia speciale che hanno sostenuto lo sviluppo, la modifica e l'applicazione del protocollo descritto qui di identificare gli alberi che sono resistenti e sensibili alla cocciniglia di faggio. Siamo anche grati al Holden Arboretum, Kirtland, OH, per il loro continuo collaborazione e il sostegno del nostro programma di screening resistenza faggio americano.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Foglio in maglia di nylon, 250 micron |  Piccole parti | CMN-0250-D | Dimensione dell'apertura della maglia: 250 micron quadrati, percentuale di area aperta: 34, diametro del filo: 180 micron, larghezza: 24”, Lunghezza: 12”, Quantità per confezione: 1 |
| Tyvek Home Wrap | DuPont | D1349991 | Rotolo da 9 ft x 150 ft, è possibile richiederne il taglio a metà. |
| schiuma di polietilene, ½” spesso | Columbus Foam Products | rotolo da 2 ft x 50 ft | |
| MetroMix 510 | Sun Gro Horticulture | 2,8 piedi cubi di corteccia, muschio di torba, vermiculite, cenere di corteccia, carica nutritiva iniziale (con gesso), azoto a rilascio lento e calcare dolomitico | |
| Osmocote Plus 15-9-12 | Everris | E903206 | Rilascio standard di 3-4 mesi |
| Sight Savers 10X | Bausch & Lomb | 813434 | Ingrandimento 10X con illuminazione Coddington |
| Nikon Mini Field Stereoscope | Nikon | 7314 | Ingrandimento 20X |
| Silicone II trasparente | GE | 159538 | finestra trasparente da 2,9 oz & sigillante per porte |
Riferimenti
- Houston, D. R. A technique to artificially infest beech bark with the scale, Cryptococcus fagisuga (Lindinger). U.S. Forest Service. , Northeastern Forest Experiment Station. Broomhall, PA. (1982).
- Houston, D. R. American beech resistance to Cryptococcus fagisuga. Proceeding, IUFRO beech bark disease working party conference. , U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Northeastern Forest Experiment Station. Washington, D.C. 38-42 (1983).
- Ehrlich, J. The beech bark disease: a nectria disease of Fagus, following Cryptococcus fagi. 10, 593-692 (1934).
- Papaik, M. J., Canham, C. D., Latty, E. F., Woods, K. D. Effects of an introduced pathogen on resistance to natural disturbance: beech bark disease and withdrow. 35, 1832-1843 (2005).
- Miller-Weeks, M. Current status of beech bark disease in New England and New York. Proceeding, IUFRO beech bark disease working party conference. , U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Northeastern Forest Experiment Station. Washington, D.C. 21-23 (1983).
- Houston, D. R. Beech bark disease: The aftermath forests are structured for a new outbreak. J. For. 73, 660-663 (1975).
- Twery, M. J., Patterson, W. A. Variations in beech bark disease and its effects on species composition and structure of northern hardwood stands in central New. 14, 565-574 (1984).
- Jakubus, W. J., McLaughlin, C. R., Jensen, P. G., McNulty, S. A., et al. Alternate year beechnut production and its influence on bear and marten populations. Beech Bark Disease: Proceedings of the Beech Bark Disease Symposium. Evans, C. A., et al. , U.S. Forest Service, Northern Research Station. Newtown Square, PA. 79-87 (2005).
- Koch, J. L., Carey, D. W., Mason, M. E., Nelson, C. D. Assessment of beech scale resistance in full- and half-sib families. Can. J. For. Res. 40, 265-272 (2010).
- Koch, J. L. Beech bark disease: The oldest “new” threat to American beech in the United States. Outlooks Pest Manag. 21, 64-68 (2010).
- Koch, J. L., Mason, M. E., Carey, D. W., et al. Screening for resistance to beech bark disease: improvements and results from seedlings and grafted field selections. Proceedings of the 4th International Workshop on Genetics of Host-Parasite Interactions in Forestry. Palmieri, K., et al. , U.S. Forest Service, Pacific Southwest Research Station. Albany, CA. (2012).
- Leak, W. B. Fifty year impacts of the beech bark disease in the Bartlett Experimental Forest, New Hampshire. Northern J. Appl. For. 23, 141-143 (2006).
- Koch, J. L., Carey, D. W., et al. Controlled cross-pollinations with American beech trees that are resistant to beech bark disease. Proceedings of the 14th Central Hardwood Forest Conference. Yaussy, D. A., et al. , U.S. Forest Service, Northeastern Research Station. 358-364 (2004).
- Carey, D. W., Mason, M. E., Bloese, P., Koch, J. L. Hot callusing for propagation of American beech by grafting. HortSci. 48, 620-624 (2013).
- Koch, J. L., Carey, W. W., et al. The genetics of resistance of American beech to beech bark disease: knowledge through 2004. Beech Bark Disease: Proceedings of the Beech Bark Disease Symposium. Evans, C. A., et al. , U.S. Forest Service, Northern Research Station. Newtown Square, PA. 98-105 (2005).
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