Articolo metodologico

Utilizzando Flight Mills per misurare la propensione di volo e le prestazioni di Western Corn Rootworm, Diabrotica virgifera virgifera (LeConte)

DOI:

10.3791/59196

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29 ottobre 2019

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1Department of Entomology, Iowa State University, 2Corn Insects & Crop Genetics Research Unit, USDA-ARS

In questo articolo

Sommario

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I mulini a volo sono strumenti importanti per confrontare il modo in cui l'età, il sesso, lo stato di accoppiamento, la temperatura o vari altri fattori possono influenzare il comportamento di volodiun insetto. Qui descriviamo i protocolli per legare e misurare la propensione al volo e le prestazioni del verme di mais occidentale in diversi trattamenti.

Abstract

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Il verme di mais occidentale, Diabrotica virgifera virgifera (LeConte) (Coleoptera: Chrysomelidae), è un parassita economicamente importante del mais negli Stati Uniti settentrionali. Alcune popolazioni hanno sviluppato resistenza alle strategie di gestione tra cui il mais transgenico che produce tossine insetticide derivate dal batterio Bacillus thuringiensis (Bt). La conoscenza della dispersione del tiofilo del mais occidentale è di fondamentale importanza per i modelli di evoluzione, diffusione e mitigazione della resistenza. Il comportamento di volo di un insetto, soprattutto su una lunga distanza, è intrinsecamente difficile da osservare e caratterizzare. I mulini a volo forniscono un mezzo per testare direttamente gli impatti dello sviluppo e fisiologici e le conseguenze del volo in laboratorio che non possono essere ottenuti negli studi sul campo. In questo studio, i mulini di volo sono stati utilizzati per misurare la tempistica dell'attività di volo, il numero totale di voli e la distanza, la durata e la velocità dei voli effettuati da vermi della radice femminili durante un periodo di prova di 22 ore. Sedici mulini di volo sono stati alloggiati in una camera ambientale con illuminazione programmabile, temperatura e controllo dell'umidità. Il mulino di volo descritto è di un disegno tipico, dove un braccio di volo è libero di ruotare circa un perno centrale. La rotazione è causata dal volo di un insetto legato a un'estremità del braccio di volo e ogni rotazione viene registrata da un sensore con un timestamp. I dati grezzi vengono compilati da software, che vengono successivamente elaborati per fornire statistiche riepilogative per i parametri di volo di interesse. Il compito più difficile per qualsiasi studio del mulino di volo è l'attaccamento del collegatore all'insetto con un adesivo, e il metodo utilizzato deve essere adattato a ciascuna specie. L'attacco deve essere abbastanza forte da tenere l'insetto in un orientamento rigido e per prevenire il distacco durante il movimento, senza interferire con il movimento naturale dell'ala durante il volo. Il processo di attacco richiede destrezza, finezza e velocità, rendendo le riprese video del processo per rootworms di valore.

Introduzione

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Il verme di mais occidentale, Diabrotica virgifera virgifera LeConte (Coleoptera: Chrysomelidae), è stato identificato come un parassita di mais coltivato nel 19091. Oggi, è il più importante parassita del mais(zea mays L.) nella cintura di mais degli Stati Uniti, con la farina che si nutre di radici di mais causando la maggior parte della perdita di resa associata a questo parassita. Si stima che i costi annuali per la gestione e le perdite di produzione di mais dovuti a rootworm di mais superino i 1 miliardo di dollarie 2. Il verme di radice del mais occidentale è altamente adattabile, e le popolazion....

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Protocollo

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1. Radice di mais posteriore occidentale per i test di volo

NOTA: Se l'età dell'adulto deve essere controllata o conosciuta, gli adulti devono prima essere raccolti sul campo seguiti dall'allevamento della loro prole all'età adulta per i test. Se l'età dello scarabeo o un ambiente di allevamento standardizzato non è preoccupante, allora testare direttamente gli adulti raccolti sul campo può essere possibile, e il protocollo può iniziare con il passo 2.

  1. Raccogliere almeno 500 adulti radice di mais occidentale da un campo di grano di interesse per garantire abbastanza uova sono ottenuti per l'allevamento di un numero adeguato di adu....

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Risultati

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La figura 4 mostra esempi rappresentativi di output previsti dopo i test di volo. I dati di volo sono stati ottenuti da un lavoro sperimentale condotto presso il Dipartimento di Entomologia dell'Iowa State University. Gli adulti della radice di mais occidentale, vecchia di sei giorni, accoppiata, è stata legato a mulini di volo e collocata in una camera ambientale controllata impostata a 14:10 L:D, 60 % RH e 25o C. I coleotteri sono stati lasciati sui mulini di volo per 22 ore consecutive a .......

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Discussione

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Caratterizzare il comportamento di volo del rootworm di mais occidentale è importante per elaborare piani efficaci di gestione della resistenza. Il comportamento di volo di questo parassita è stato studiato in laboratorio utilizzando vari metodi tra cui actografi, gallerie di volo e mulini di volo. I mulini a volo, come descritto e illustrato in questo documento, consentono agli insetti di effettuare voli ininterrotti in modo che i ricercatori possano quantificare i parametri di volo come distanza, durata, periodicità e .......

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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L'assistente di E.Y.Y. è stata sostenuta dalla National Science Foundation I/UCRC, il Center for Arthropod Management Technologies, sotto Grant No. IIP-1338775 e partner del settore.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Accendino multiuso a butanoBICUXMPFD2DCPer ammorbidire la cera durante il legatura
Fiala di plastica in polistirene trasparente (45 ml)Freund Contenitore e fornituraAS112Per trattenere lo scarabeo durante l'anestesia
Terreni di coltura disidratati, polvere di agarFisher ScientificS14153Per fare l'agar per trattenere l'umidità per adulti
Asta in Delrin (1" di diametro, 3,75" di lunghezza)Molti fornitori: possono utilizzare il più economico su Internet.Per la posta del mulino di volo
Cera dentaleDenTek47701000335Aderisce al cavo del filo al protorace
Magneti ad anello in ferrite (OD: 0,69", ID: 0,29", Spessore: 0,118"; 7oz tirare)Negozio di magneti63B06929118Opposto - per generare il galleggiante.
Sensore ad effetto HallOptikincOHN3120UGuardate sotto i sensori magnetici sul lato sinistro del sito web di Optekinc, quindi cercate il numero di parte. Viene fornito un link per i fornitori attuali.
Tubo ipodermico (calibro 22; 0,0358" OD x 0,01975" ID x 0,004" parete)Piccole parti, Inc.HTX-22T-12Utilizzato per bracci del mulino di volo e asta dell'asse principale.
Incubatore (104,1 x 85,4 x 196,1 cm)Percival ScientificI-41VL
Software LabVIEW Full Development System, piattaforma di progettazione di sistemiNational Instruments (Vedi http://www.ni.com/en-us/shop/labview/select-edition.html)LabVIEW 2018 (Full Edition) Fornisce l'ambiente necessario per eseguire i file di fresatura di volo (estensioni .vi) disponibili per il download da Jones et al.18 all'indirizzo http://entomology.tfrec.wsu.edu/VPJ_Lab/Flight-Mill.  LabVIEW 2018 Full è compatibile con i sistemi operativi Win/Mac/Linux.
Gabbia a rete (18 x 18 x 18 cm)MegaView Science Co., Ltd.BugDorm-4M1515dimensione della maglia = 44 x 32, 650 µ
Strumento ad agoBLICK34920-1063Per incidere la superficie del terreno per la deposizione delle uova in laboratorio
Magneti ad anello in nichel (3/16" OD x 1/16" ID x: 1/16" spesso)K& J MagneticsR311Utilizzato per attivare il sensore digitale ad effetto Hall.
Piastra di Petri (100 mm x 15 mm)Fisher ScientificS33580A
Contenitore di plastica (44 ml)Dart150PCPer l'allevamento iniziale di giovani larve
Contenitore di plastica (473 ml)Placon22885Per l'allevamento di larve più vecchie
Pennello rotondo (misura 2)Simply Simmons10472906Per trasferire i neonati appena nati sulla superficie delle radici
Setaccio ( 250-µ m)Fisher Scientific08-418-05Per separare le uova dal terreno
Filo d'acciaio (calibro 28)The Hillman Group38902350282
Asta in teflon (3/8" di diametro, 3/4" di lunghezza)United States Plastic Corporation47503Per accettare il braccio rotante.
Vuoto Gast Produzione, Inc.1531-107B-G288XPer aspirare gli adulti in laboratorio
bianco poly chiffonHobby Lobby194811Per prevenire la fuga delle larve dal contenitore di allevamento
Tessuto

Riferimenti

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gillette, C. P. Diabrotica virgifera Lec. as a corn root-worm. Journal of Economic Entomology. 5 (4), 364-366 (1912).
  2. Rice, M. E. Transgenic rootworm corn: assessing potential agronomic, economic, and environmental benefits. Plant Mana....

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