Valutazione dell'effetto afididida di funghi entomopatogeni contro insetti partenogenetici, afide della senape, Lipaphis erysimi (Kalt.)
21 luglio 2023
Questo protocollo presenta un sistema ottimizzato di biodosaggio a foglia staccata per valutare l'efficacia dei funghi entomopatogeni (EPF) contro l'afide della senape (Lipaphis erysimi (Kalt.)), un insetto partenogenetico. Il metodo delinea il processo di raccolta dei dati durante gli esperimenti con piastre di Petri, consentendo ai ricercatori di misurare costantemente la virulenza dell'EPF contro gli afidi della senape e altri insetti partenogenetici.
Oggi, la gestione ecologica dei parassiti è ampiamente preferita. Prima dell'implementazione, tuttavia, i funghi entomopatogeni devono essere sottoposti a test approfonditi. Il nostro studio mostra l'efficacia di una libreria fungina entomopatogena nella lotta contro l'afide della senape, fungendo da primo esempio del suo potenziale.
La riduzione dell'alto tasso di mortalità dei funghi entomopatogeni pre-trattamento e la prevenzione della sospensione delle spore è una sfida. Abbiamo sviluppato con successo un sistema stabile che ha dato il risultato atteso. Ciò comporta l'uso di un sistema popolare o di una camera di bioanalisi per mantenere efficacemente questo minuscolo parassita durante il processo di test.
Questo protocollo dimostra con successo un modo fattibile per impostare il metodo della foglia staccata senza la necessità di misurare la temperatura dell'agar, semplificando così la creazione della camera sperimentale. Inoltre, proponiamo l'importanza di ridurre al minimo l'esposizione della superficie dell'agar per evitare che gli afidi rimangano bloccati mentre vagano all'interno della camera. Siamo incuriositi dalla risposta immunitaria dell'afide della senape quando si confronta con un fungo entomopatogeno prima della mortalità dell'afide.
Studiando i dati di espressione genica, possiamo identificare geni critici che potrebbero fungere da potenziali bersagli per il knockdown dei geni, in combinazione con l'applicazione di funghi entomopatogeni.
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Panoramica
Questo studio presenta un protocollo dettagliato per un sistema bioassay ottimizzato su foglie staccate, finalizzato alla valutazione di funghi entomopatogeni (EPF) contro il pidocchio della senape (Lipaphis erysimi (Kalt.)). Il metodo fornisce un mezzo costante per misurare la virulenza degli EPF, contribuendo così a strategie di gestione ecocompatibile dei parassiti.
Componenti Chiave dello Studio
Area di Ricerca
- Funghi entomopatogeni come agenti di controllo biologico
- Afide della senape come parassita modello
- Applicazioni in agricoltura sostenibile
Sfondo
- La necessità di una gestione efficace dei parassiti in agricoltura
- Sfide nel testare i funghi entomopatogeni
- Importanza di ridurre al minimo i tassi di mortalità durante i test
Metodi Utilizzati
- Sistema di saggio biologico con foglie distaccate
- Pidocchio del ravanello (Lipaphis erysimi) come organismo
- Preparazione delle piastre di Petri, estrazione del DNA e analisi della virulenza
Risultati principali
- Identificazione di Cordyceps cateniannulata come EPF più efficace
- Elevati tassi di mortalità osservati con diversi isolati fungini contro afidi del senape
- Conferma della presenza di afidi del senape e dell'efficacia del metodo mediante tecniche molecolari
Conclusioni
- Il protocollo dimostra con successo un metodo valido per valutare i funghi entomopatogeni contro gli afidi del ravanello.
- I risultati contribuiscono ai progressi nella ricerca sulla gestione biologica dei parassiti.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Un efficace screening della virulenza di funghi entomopatogeni (EPF) nei confronti di afidi partenogenetici affronta un collo di bottiglia fondamentale nello sviluppo di agenti di lotta biologica per un'agricoltura sostenibile. La valutazione quantitativa della mortalità e il sistema riproducibile di bioassay su foglie staccate del protocollo permettono una selezione affidabile di candidati EPF per ulteriori ricerche traslazionali. Questo flusso di lavoro supporta una previsione affidabile e riduce i rischi nei portafogli di controllo biologico nelle fasi iniziali, mirati a parassiti insettici.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Permette un'analisi sistematica della virulenza dei FPE su un modello di parassita validato.
- Supporta la riduzione del rischio biologico quantificando la mortalità e la cinetica dell'infezione.
- Facilita la validazione funzionale delle proteine bersaglio mediante espressione genica e conferma molecolare.
- Fornisce una piattaforma per la selezione di isolati di FPE con potenziale traslazionale.
Sviluppo di Screening e Saggi
- Fornisce un saggio biochimico standardizzato e riproducibile su foglie staccate per lo screening ad alto rendimento di EPF.
- Garantisce risultati quantitativi come mortalità corretta, dose letale e tempo letale.
- Permette un confronto affidabile di più isolati fungini in condizioni controllate.
- Prepara sistemi validati per studi meccanicistici o sul campo successivi.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Allinea i dati di virulenza ottenuti in laboratorio a scenari di controllo dei parassiti pertinenti al campo.
- Supporta la continuità dalla scoperta alla validazione preclinica di agenti di biocontrollo.
- Fornisce informazioni meccanicistiche sulle interazioni ospite-patogeno mediante l'analisi dell'espressione genica.
- Riduce i rischi nelle decisioni di avanzamento stabilendo soglie di efficacia in un sistema rilevante per la malattia.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questo protocollo si inserisce nel percorso dallo sviluppo alla fase preclinica per lo sviluppo di agenti di controllo biologico, collegando la selezione iniziale alla validazione traslazionale.
- Biologia della scoperta: Dati quantitativi sulla mortalità e sull'espressione genica chiariscono il meccanismo d'azione degli EPF e il legame con i bersagli.
- Screening: Saggi standardizzati su foglie staccate consentono una valutazione degli isolati riproducibile e scalabile.
- Analisi: Risultati statistici (ad esempio, mortalità corretta, tempo letale mediano) supportano un confronto robusto tra isolati.
- Ricerca traslazionale: I risultati di laboratorio guidano le strategie di applicazione sul campo e la selezione dei candidati.
- Riutilizzo aziendale: La piattaforma saggistica è adattabile ad altre specie di afidi o ad agenti microbici.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva nella selezione dei candidati EPF e riduce l'ambiguità meccanicistica.
- Valore operativo: Favorisce la standardizzazione, la riproducibilità e la scalabilità dei saggi per le campagne di screening.
- Valore strategico: Permette decisioni informate di proseguimento o interruzione e un avanzamento efficiente del portafoglio in termini di capitale.
- Impatto sul portafoglio: Supporta la priorizzazione dei agenti di biocontrollo, aggiustata per il rischio, ai fini di ulteriori sviluppi.
Considerazioni per l'Implementazione
- Richiede competenze in entomologia, biologia fungina e analisi molecolare.
- Necessita dell'accesso a camere ambientali controllate, microirroratori e software statistici (ad esempio, SPSS).
- Richiede una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro nelle procedure di allestimento dei saggi e nei protocolli di analisi dei dati.
- È adattabile ad altri modelli di insetti partenogenetici o di piccole dimensioni, con opportune modifiche al protocollo.
- I limiti pratici includono la manipolazione manuale dei afidi e la rimozione giornaliera della prole per un monitoraggio accurato della mortalità.
Domande frequenti sulla biofarmaceutica
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
