写真魅力バイオアッセイ昆虫研究の監視プログラムの重要な要素

サマリー

写真魅力バイオアッセイ アリーナを使用昆虫の魅力を最大化する最適な光色を決定しますしかし生物検定とメソッドが対象とする昆虫の行動と生息地特定にあります。カスタマイズ可能な機器変更の夜行性や昼行性と地上空中昆虫解説しています。

要約

最適化された視覚的誘引は人口コントロールやモニタリング トラップに昆虫を誘導する手段としてターゲット昆虫の生得的な行動 (肯定的な写真-タクシー) を使用して昆虫捕集効率増えます。発光ダイオード (Led) は、特定の波長 (色)、強度、対象害虫がカスタマイズできます帯域幅とカスタマイズ可能な照明オプションを作成しています。写真魅力行動生物検定は、生活史の特定の段階や行動 (交配、供給、または避難所を求めて) 昆虫種の魅力的な色を最適化するために Led を使用できます。研究者分野で生物検定結果を確認し、visual 誘引物質の限られた魅力的な距離を理解します。

クローバー バイオアッセイ アリーナは、またエスケープなど自然な昆虫の行動の範囲を評価し、応答を供給しながらの写真の魅力を評価するために柔軟な方法です。アリーナは、地上または空中の昆虫実験として、昼行性と夜行性昆虫に使用できます。アリーナとデータ収集技術はビデオテープに録画、ライトが付いている接触をカウントまたは彼らはライトの方に引き付けられ、物理的に虫を集めます。選択肢もありませんし、アリーナを作る昆虫のアッセイ アカウントは、(非競合的) 色または複数の色を (競争) を指定できます。クローバーのデザインにより昆虫で彼らを見ることがアリーナのセンターに戻る強い接触すべてオプションで競争力のある LED テスト。ここで示したクローバー アリーナは、蚊、ベッドのバグ、Hessian フライ、イエバエ、ヌカカ、小麦粉赤カブトムシ、チャタテムシと使用されています。生物検定は、正確な開発に使用され、昆虫トラップの最適化、開発をガイドする効果的な昆虫トラップ病気ベクトル リスク アセスメント、外来種の導入のための害虫の人口変動を監視および/または使用するために使用人口抑制。

概要

ほぼすべての昆虫の監視は、嗅覚や視覚的誘引と多くの場合両方に依存します。揮発性嗅覚誘引可能性があります魅力的な広域の環境全体にわたって分散させます。しかし、ビジュアルの誘引は、無脊椎動物の複眼画像^1,2,3を解決するためより限られた範囲をかもしれません。したがって、visual の誘引は、魅力とターゲット昆虫の自然な行動を活用するように設計の罠を最大限に関心の昆虫に最適化されなければなりません。

視覚的な魅力は太陽または吸収またはオブジェクトの表面で反射される光の他の情報源からの波長に基づいてください。生物は、この吸収波長/屈折を色として表示します。昆虫の視覚は、青、緑、および紫外線 (UV) の波長¹を含むように発見されています。昆虫は仲間、食品、および避難所⁴の検索を支援するためのビジョンを使用します。昆虫は、オブジェクトのサイズ、色、形、動き、コントラスト^5,6を視覚的に定義することができます。夜間アクティブな昆虫は、色とイメージ、日中光子可用性の向上のためのコントラストに加え、昼行性昆虫が解決できるに対し一般的に異なるコントラストの強度⁴光に惹かれます。モニタリング トラップは、魅力を最適化し、⁷をキャプチャする自分に有利に昆虫の視覚的な合図を使用します。

写真の魅力を評価する最も一般的な方法は、花⁸などの様々 な色の図形またはオブジェクト (付箋カード^9,10) などに向けて昆虫の動きの観察でした。植民地化された昆虫を使用して視覚的生物検定は、実地試験の数が減るの波長や強度、最適の範囲を特定するのに役立ちます。「両面の光のトンネル」などビジュアル生物検定ハエ¹¹のテスト用です。2 つの両面光トンネルの問題は収集されません昆虫考慮されません。ほとんどの昆虫は、内部のコーナーで、アリーナでのエッジに沿ってスタックを取得します。また 2 つの色を一度にテストできます。その他の試金は Steverding & Troscianko のメソッドを含める (2004)¹², 明るい色の広いバンド (± 50 nm) へのツェツェ バエの魅力を縮小します。発光ダイオード (Led) は、放出光^1,13,14の波長を最適化することにより昆虫の魅力を向上させるトラップに組み込まれています。これらのトラップの視覚的な魅力を最適化またはデバイスの監視が昆虫を魅惑するために昆虫の生得的な行動を使用して昆虫コレクションの効率を向上します。この方法では、生物検定結果を使用して既存のトラップ技術を最適化します。陸生節足動物罠」赤小麦粉カブトムシ監視 (米国特許番号 US8276314B2) の業界標準的なドーム型トラップを改善) と、「メソッドと組成の改良光トラップ」空中に発光ダイオードを組み込んだ昆虫トラップ (米国特許番号 US2009/0025275A1)。2 つの特許は、昆虫のトラップを大幅に改善する生物検定結果を使用して最適化された LED 技術を使用します。

本研究では、写真の魅力バイオアッセイ アリーナと研究者として競争力のあるまたは 1 つの魅力的な色の波長を絞り込む昆虫の反応を評価することができる方法について説明します。装置および実験的変更は、夜行性、昼行性、地上、空中の昆虫を掲載されています。

プロトコル

1. バイオアッセイ コンポーネント

1. 陸上競技場の建設
   1. 2.54 cm の長さの材料を点滅使用金属のストリップします。15.24 cm (図 1) の直径を持つ半円に各ストリップを曲げます。
   2. それぞれ半円の両端を接続し、4 個からクローバーの形を形成します。ロック ナットと #10 機械のネジを一緒にそれらを保持するそれぞれの半円の両端に接続します。
   3. アリーナの下から 0.79 cm 各の半円の中心に穴を開けます。それぞれの半円の真ん中にドリル穴に 5 mm LED ホルダーに貼付します。
   4. 反射を減らすことを目的とした金属点滅をカバーするアリーナ¹⁴全体にマット ブラック スプレー塗料をスプレーします。液体のテクスチャを使用して (e.g。、フルオン) スプレー式塗料を乗り越えて土俵から昆虫を防ぐために。
2. 空中アリーナ建設
   注: 航空アリーナは、同様のサイズとディメンション地上アリーナ。ただし、ポリアクリル酸材料が使用された (図 2)。透明なプラスチックでは、すべての光を通すことができます。透明なプラスチックは、実験を妨害する反射を防ぎます。透明なプラスチックには、撮影するのに実験ができます。
   1. スレッドのメイン アリーナに台無しにするコレクション コンテナーを許可するそれぞれの半円の最も遠いポイント。クローバーの形は、昆虫に戻る途中に送信します。外部コーナーいいえ昆虫の会衆を奨励します。ただし、空中の昆虫のコレクション カップ隅々 内部と外部コーナーがあります。
   2. 空中競技場の容器、スクリュー トップ ポリメチルペンテンのコンテナー (125 mL、64 mm 外径、高さ 74 mm) を使用し、底 (直径 15 mm) をドリルします。
   3. 容器の底に、スレッド パイプ (直径 15 mm、長さ 60 mm) を貼ります。
   4. 各コンテナーの蓋に 5 mm LED ホルダーを取り付けます。コレクション ケージの大形オリフィスにあるコレクションの各ケージ蓋をスレッドします。
   5. シートのコレクション檻の反対側に小さなオリフィスのアリーナからねじ込みパイプ。全体スレッド パイプ端アリーナの中の壁と同じ高さ、コレクション ケージにしっかり収まることを確認します。
      注: ねじ込みパイプ作られたテフロン.テフロンは、そのコレクションのケージには、LED の色を点灯します。ねじ込みパイプは、各コレクションのケージの基地で灰色のプラスチック物質のためアリーナで昆虫に関して光る唯一の要素だった。
3. 電子機器の準備
   メモ: そこは様々 な色 (波長) の Led の LED を構築するために使用される化学物質に依存している、ので、さまざまな色が可能 (表 1)。
   1. すべての実験の正と負のリードに標準の 5 mm の Led を使用します。Led 波長 ± 5 nm の範囲が狭いことができます。 またはその波長範囲 ± 50 nm の大きなことができます。
   2. ディスプレイを閲覧することができる最大の円錐形の角度として、視野角を定義します。これらは Led の穴を通じて知られています。穴 Led を基板、配線ハーネス スロットを介していずれかを必要とするまたはワイヤが正と負の端子にはんだ付け。表面の台紙 LEDs は適切な PCB 設計を必要とし、それらを組み込むにはんだ。
   3. LED 電源取入口 (LED 輝度) を制御する電子機器に可変抵抗を組み込む (図 3)。光分光計を使用して、強度 (W/m²) と各実験のための Led の波長 (nm) を確認します。

2. アリーナ準備

1. 前に、各複製の間、慎重に分解して悪臭や不要な誘引物質を除去する暖かい水で無臭、表面を傷つけない soap を使用してアリーナを掃除します。アリーナを傷つけないように低レベルの研磨にスポンジを使用します。
   1. 徹底的にアリーナを乾燥、次の試験の準備で乾燥を終えるために取っておきます。これは、開発からウォーター スポットを防止します。傷やウォーター スポットは、競技場のそれらのポイントの屈折を引き起こします。歪みは、結果のエラーを作成します。
   2. アリーナを処理する必要があります、ときにアリーナの表面に人間臭いを導入することを避けるためにニトリル手袋を着用します。
2. 以下の環境条件を記録: 湿度、温度、気圧、日付、開始/終了時間、外部光源、アリーナで LED ポジション。これらの値を記録し、実験から実験している傾向をモニターします。これにより、適切な制服実験複製、複製の前後に環境条件を記録します。
3. 実験の種類
   注: このセットアップはシングルと競争力のある光テストが可能です。
   1. 単一光テスト、1 つ発光単一クローバーの葉のクローバーの葉の残りの部分が何もそれらからの発光を使用します。
   2. 競争力のある実験のため競争に互いに異なる特性を持つすべての 4 cloverleafs から光を発する。
      注: 他の実験は、昆虫状態の重要性を評価することが (供給、餓死、対象、嵌合、血液の供給など。) と生活史段階。行動記録/解析ソフトウェアは、記録し、挙動を定量化する使用できます。夜行性の実験のため赤外線カメラは、暗いアリーナと対照をなして記録 IR で白い光る昆虫を表示する使用できます。
   3. 光干渉反対光源とすべての環境設定との間の潜在的な効果を制御するすべてのレプリケート後 LED の位置を回転させます。
   4. 穴に行っていない人の昆虫のコレクションの数をカウントするための赤外 Led、赤外カメラとソフトウェア¹⁴を使用します。ビデオの録画は、訪問のカブトムシの数はそれぞれの LED に表示されます。昆虫が過去の LED エッジではなく LED に向かってアリーナの中央から移動しない限り、コレクションはカウントされません。
4. アリーナのセットアップ
   1. 台座の 4 つの同一の石工の jar ファイルを設定し、それらの上に黒のリネンの布を配置します。リネンの布は、アリーナの下部に反射してからライトを保つために黒です。
   2. この台座の上にアリーナのベース プレートを配置します。このベース板の上にアリーナの各部分を組み立てます。
   3. ベース プレートにリリース ポイントのまわりに集中的にクローバーのアリーナを配置します。これを中央に保つことにより、ない初期設定を与えて実験の中心から出現する昆虫。
   4. 4 つのコレクション コンテナー LED ホルダーに発光ダイオード (Led) をインストールします。
   5. 電気機器を設定し、ライトを制御します。

3. 生物検定を開始

1. アリーナ上のアリーナの明確なふたをベース プレートに平行に置きます。昆虫はベース プレートによって解放される場合、アリーナふた既に競技場のはずです。これは、昆虫が含まれますでき視覚的評価またはビデオ録画 (昆虫)。
   1. 種 (空を飛ぶ昆虫) が必要な場合 (出現) 檻から抽出、アリーナの導入を許可するように昆虫を一時的に固定します。昆虫をノックダウンできますと一時的に炭酸ガスや低温 (<-20 ° C ユスリカ蚊-4.00 ° C まで)。
   2. アスピレーターを使用して、倒れた昆虫から目的のセックスと昆虫の数を抽出します。その後、ベース プレートをアリーナに昆虫を紹介します。昆虫抽出用パイプまたはその他の吸引ツールを使用します。あまりにも多くの処理または長い露出生存率が削減されます。
   3. バイオアッセイ録音/歓呼昆虫が光にのみ応答とエスケープ応答を出展しないを確認する前に評価を開始します。脱出の応答、提供する電子機器の電源を入れる前に昆虫に 1 h の馴化時間を避けるために。昆虫は、新しい環境になったとき、エスケープ応答時に特定波長の光に向けて方向づけます。

4. 終了と生物検定の定量化

注: 各実験複製の期間、昆虫の行動に依存して、応答のタイミング、一般的に長い露光を使用より多くの応答がより有益であることに傾向があります。

1. レコードの環境条件。
2. 使用する場合は、赤外線カメラなどの録音を停止します。
3. コレクション室を使用する場合: 各レプリケート後定量化のための昆虫を殺すために冷凍庫にクローバーのアリーナを配置。凍結環境がクラックするプラスチックを引き起こす可能性がありますので、長すぎるため冷凍庫でアリーナをまましないでください。
4. コレクション ケージの中で昆虫のレスポンダーを数えるか、またはビデオの分析で昆虫の行動を定量化します。クローバーのアリーナに残った昆虫はない選択をしたに数えられていた。たとえば、ヌカカがない選択⁷と比較すると紫外線に最も引き付けられる判明しました。

結果

地上のアリーナは、害虫の赤い粉カブトムシ¹⁴のためのトラップを監視を改善するために使用されています、ヘシアンの空中アリーナ飛ぶ¹⁵とヌカカ⁷。クローバーのアリーナが類似した各昆虫の種のための条件が異なっていた、クロールしたり、飛ぶ夜行性や昼行性の昆虫の評価を収容します。さらに重要なこれらの研究は、害虫の人口変更、侵略的な種、人口抑制、および/または病気ベクトル リスク アセスメントの導入を監視するフィールド アプリケーションに翻訳。

地上分野で評価された小麦粉赤カブトムシ、貯穀害虫と赤外線カメラ¹⁴を使用して撮影しました。カブトムシは移りましたが、LED を連絡応答は色の肯定的な考えられていた。アリーナ セットアップされた 4 つのライト、または 3 つのライト ...

ディスカッション

写真魅力生物検定は、最適な魅力的なカラーを決定し、これらの色のフィールド試験のためオプションを最小限に抑えるために重要なツールです。ただし、特定昆虫などの生物検定を最適化するとき、いくつかの要因を考慮されなければならない: 単一光対。競争力のある光実験、明るさ、最適なスペクトル範囲、周囲光の干渉、昆虫、および可能な応答を制限することが自然な行動の状態。

ほとんどの昆虫がある生得かもしれないいくつかの走光性光に向かって移動する昆虫の発生機構を脱出します。これは、アリーナで単一の光源を提供することと他の 3 つの側面を暗いままでテストできます。しかし、競争力のあるテスト 4 つの着色されたライトを持って、各光に昆虫の応答に基づいて色の好みを示します。生物検定のユーザーは、彼らが光の魅力または明るい嗜好をテストするかどうかを決定する必要があります。競争力のあるアリーナは、反発もようを設定できます。昆虫がまだできないことライトの色の選択、アリーナでの滞在希望の光に向かって向きはない覚えています。これらなしの選択昆虫結果で考慮する必要があります。

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
金属点滅材料
#10ステンレス鋼小ネジ		ストック
#10ステンレス鋼ロックナット		ストック
5 mm LEDホルダー	ラジオシャックコーポレーション	276-080
マットブラックスプレーペイント		ストックFluon
		ストック
成形ポリアクリル
製スクリュートップ Nalgene	サーモフィッシャーサイエンティフィック	Nunc ポリメチルペンテン	125 mL、外径64 mm、高さ74 mm
ネジ式テフロンパイプ		ストック	直径15 mm、長さ60 mm
StellarNet光分光計 StellarNet	, Inc	BLACK 彗星 C-SR-25
LED赤外線光源	Tracksys LTD
赤外線ビデオカメラ	パナソニック	WV-BP330 パナソニック CCTVカメラ
MEDIACRUISEソフトウェア	カノープス