寒天を含むガラス容器で改変された分離葉法を使用してチリアザミウマを大量に飼育するための分離葉バイオアッセイプロトコルが確立され、高い生存率と同期した発生が保証されました。このシステムは、2齢 幼虫に対する昆虫病原性真菌の病原性の効率的なスクリーニングを可能にし、実験室、温室、および野外評価のための信頼性の高いアザミウマの供給を提供します。
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方法論記事
寒天を含むガラス容器で改変された分離葉法を使用してチリアザミウマを大量に飼育するための分離葉バイオアッセイプロトコルが確立され、高い生存率と同期した発生が保証されました。このシステムは、2齢 幼虫に対する昆虫病原性真菌の病原性の効率的なスクリーニングを可能にし、実験室、温室、および野外評価のための信頼性の高いアザミウマの供給を提供します。
唐辛子アザミウマ(Scirtothrips dorsalis Hood)は、台湾の観賞用および食用作物の経済的に重要な害虫です。昆虫病原性真菌(EPF)は、アザミウマを管理するための環境に優しい生物学的防除剤として働いています。EPF分離株の毒性を実験室条件下でスクリーニングすることは、現場での適用前に、実験室の条件下でアザミウマに対してスクリーニングすることが重要です。しかし、アザミウマの飼育方法に関するデータは限られており、大規模な実験室でのスクリーニングには課題があります。この問題を解決するために、 S. dorsalisの大量生産のための改良型実験室飼育法を開発した。
この方法は、唐辛子アザミウマに対するEPFの評価に適した寒天含有ガラス容器を使用した一葉飼育システムを利用しています。この最適化された分離葉バイオアッセイシステムは、唐辛子アザミウマに対するEPFの有効性を評価するのに適しています。このシステムは、病原性スクリーニングのために同じ発達段階で多数のアザミウマを生産する能力を持っています。試験結果によると、 Cordyceps cateniannulata (Cc-NCHU-213)分離株は、接種後7日(d.p.i.)で、唐辛子アザミウマの2番目の 幼虫に対して最も高い病原性(53.6%)を示したことが示されました。また、寒天に包埋された葉盤は7日以上も新鮮に保たれ、観察期間中を通じてアザミウマが生存できた(対照処理の生存率は90%)ことから、飼育システムの安定性が示されました。このプロトコルは、大量生産のための安定した飼育システムと、唐辛子アザミウマに対するEPF分離株の病原性を評価するためのシステムを示しており、他のアザミウマにも有用性があり、現場でアザミウマを制御するための潜在的なEPF分離株のスクリーニングを可能にします。
唐辛子アザミウマ(Scirtothrips dorsalis Hood;Thysanoptera:Thripidae)は、野菜や観賞用および果物作物1を含む、40の異なる植物科にわたる100以上の植物種に蔓延する多食性の害虫です。熱帯および亜熱帯アジア-東南アジア、インド、日本、台湾2に自生しています。私たちの知る限り、唐辛子アザミウマは、台湾のマンゴー、お茶、ブルーベリー、蓮などの農作物や観賞用作物の害虫です。過去20年間で、唐辛子アザミウマは、グローバリゼーションの増加と農産物貿易の開放により、いくつかの国で重大な経済的害虫になりました。さらに、高い繁殖能力と新たに侵入した地域への適応性が、この害虫の蔓延に貢献しました1,3。
唐辛子アザミウマは、主に若い葉、新芽、花びら、未熟な果実を食べ、壊死と組織の死につながります3。さらに、落花生芽壊死ウイルス(GBNV)、落花生葉扇状スポットウイルス(GCFSV)、落花生黄斑ウイルス(GYSV)4、タバコストリークウイルス(TSV)5など、さまざまな植物病害の媒介者として機能します。その結果、唐辛子アザミウマによる給餌は、影響を受ける作物の収量と価値を大幅に減少させる可能性があります。唐辛子アザミウマの管理を成功させるには、文化的、生物学的、化学的防除戦略を利用した統合的な害虫管理計画が必要です1。台湾では、有機農家は一般的に、ナローレンジオイルやニームオイルなどの非化学材料、または捕食性のダニや微細な海賊虫の使用を含む生物学的防除方法を利用しています(個人的な観察による)。しかし、農家からのフィードバックによると、花や結実の季節にこれらのオイルを施用すると、受粉が妨げられ、花粉が損傷し、収量と経済的価値が低下する可能性があります。したがって、アザミウマの効果的な代替防除手段を開発することは、有機農家にとって非常に重要です。
昆虫病原性真菌(EPF)は、効果的で持続可能な害虫管理技術であることが示されている昆虫を殺す真菌のグループです6,7,8。いくつかの研究で、唐辛子アザミウマに対するEPFの有効性が実証されています。商用EPFであるBeauveria bassiana GHA(BotaniGard_ES)およびMetarhizium brunneum F52(Met-52 EC)は、バラの植物の唐辛子アザミウマの大幅な制御を示しています9,10。 コショウ植物のアザミウマの個体数は、冬虫夏草(= Isaria fumosorosea)によっても減少させることができる11。Lecanicillium lecaniiやPurpureocillium lilacinumなどの他のEPFは、唐辛子植物やお茶を含むさまざまな作物の唐辛子アザミウマに対してテストされており、この害虫の防除に効果的でした12,13。
温室や野外でのアザミウマ防除に対するEPFの有効性を調査した以前の研究の中には、最も効果的なEPF種/菌株を最初にスクリーニングせずに実施されたものがあり、その有効性は限られていました。EPFの慎重なスクリーニングは、害虫管理を大幅に強化する可能性があります。多くの研究で、ケージ内の無傷の植物に対するバイオアッセイのためにアザミウマを飼育しています11,14。無傷の植物飼育システムは、アザミウマにとってより自然な環境を提供しますが、アザミウマは各段階で異なる行動を示すため、さまざまな発達段階の管理に課題をもたらします。このばらつきは、特定の実験目的のための標的ステージの選択を複雑にする可能性があります。さらに、無傷の植物飼育システム内の土壌条件は、チリアザミウマの蛹化および排泄に影響を及ぼし、それにより、その後のバイオアッセイ15に利用可能な個体数を減少させ、さらなるバイオアッセイのための資源を制限する可能性がある。さらに、ストレスを受けた植物はアザミウマの行動を変える可能性があり、より時間とリソースを大量に消費する可能性があるため、植物全体の飼育システムでは、より多くのスペースと継続的な手入れが必要です。実験室でのバイオアッセイ実験のために、非生物植物材料(例えば、分離した植物組織や人工飼料)に基づくアザミウマの飼育システムの報告はほとんどないが、これらの方法の詳細はしばしば不明瞭であるか、省略されていた12,16。
この研究は、実験室条件下での唐辛子アザミウマのシンプルで費用対効果が高く、持続可能な大量飼育システムを開発することを目的としています。このプロトコルでは、リーフディスク飼育方法7 が、大量アザミウマの飼育に対してより効率的で制御されたアプローチを提供するように変更され、環境条件の厳密な制御を通じてバイオアッセイの発生段階を正確に選択することを可能にした。さらに、昆虫病原性真菌(EPF)分離株の病原性を50%致死時間(LT50)および50%中央致死濃度(LC50)で評価するための安定した再現性のあるバイオアッセイシステムが開発されました。これは、特定の投与量での推定時間、およびチリアザミウマの50%の死亡率を引き起こすために必要な真菌懸濁液の濃度を指します。 それぞれ。この方法を適用することにより、野外で採取されたアザミウマを正しく同定し、アザミウマの安定した実験室コロニーを維持して、より簡単で再現性の高い方法を使用してさまざまな真菌分離株の有効性を試験することができます。
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注:完全な実験フローチャートを 図1に示します。
1.チリアザミウマのフィールドコレクションとコロニーのメンテナンス
2. チリアザミウマの分子同定
注:野外から収集されたアザミウマは、唐辛子アザミウマの一般的に使用されるマーカーであるミトコンドリアシトクロムオキシダーゼI(COI)遺伝子の断片を使用した分子同定により、種レベルまで同定する必要があります17,18。
3. 昆虫病原性真菌の調製
注:この研究で使用したEPF分離株を 表1に示します。
4. 唐辛子アザミウマに対する病原性スクリーニング
5. 選択したEPF分離株のバイオアッセイ
注:最も毒性の高いEPF分離株または高病原性を持ついくつかの分離株のいずれかを、唐辛子アザミウマに対する用量依存的なバイオアッセイに選択できます。106 から 108 分生子/mL の範囲の 3 つの異なる分生子濃度を使用して、用量と病原性との関係を評価しました。
6. 統計分析
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この研究で提示された実験フローチャートは、唐辛子アザミウマの安定した飼育システムを、フィールド収集からEPF分離株の病原性のスクリーニングまで確立できることを示しました(図1)。形態学的観察により、チリアザミウマを他のアザミウマと区別することができますが、PCRアンプリコンサイズやCOIシーケンシングなどの部分的なCOI配列を分子マーカーとして使用することで、野外で採取されたアザミウマがチリアザミウマとして同定されることをさらに確認することができます(図3)。分離葉飼育システムは、アザミウマが子孫を繁殖させるためのより良い制御環境(すなわち、温度と湿度)と十分な食料源を提供します。これにより、飼育容器内の安定した唐辛子アザミウマのコロニーを確保します。病原性スクリーニングバイオアッセイ(図4)の対照処理におけるアザミウマの生存率は90%であることも、分離葉飼育システムが、さまざまな種類のアザミウ...
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チリアザミウマは、トウモロコシ、ピーナッツ、コショウ、大豆、イチゴ、サツマイモ、トマトなど、経済的に重要な数多くの作物に影響を与える世界的に重要な害虫です1,11,19。現在の制御戦略は、文化的慣行、生物学的防除剤、および天敵、線虫、およびEPFの使用を含む化学的処理を含む統合アプローチに依存しています11,14,20,21。しかし、EPFの有効性を評価するほとんどの研究は、温室や野外条件に焦点を当てているため、毒性の高い分離株の選択には時間がかかり、効率も劣ります。さらに、チリアザミウマの実験室での飼育は、その小型、強いチグモタク...
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著者は、この作品には利益相反が関与していないことを宣言します。
ブルーベリーの植物を提供してくださったHumiブルーベリー農場(台中市五峰区)のLin, Huanf-Jen氏に特に感謝します。この研究は、National Science and Technology Council(NSTC)の113-2313-B-005 -024 -MY3の支援を受けました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| #00 昆虫ピン | エントスフィンクス | DMM0220 | 英国製 |
| 1.5 mL遠心分離管 | コーニング社団法人 | MCT-175-C | 米国製 |
| 10 & ムー;L 接種ループ | ネストサイエンティフィック | 718201 | 米国製 |
| 100 bp DNAラダーIII | ジェネエイド | DL007 | 台湾製。 |
| 2x SuperRed PCRマスターミックス | バイオツール | TE-SR01 | 台湾製 |
| 6cmペトリ皿 | アルファプラスサイエンティフィック | 16021 | 台湾製 |
| 寒天 | バイオマン・サイエンティフィック | AGR001.1 | 微生物学グレード |
| アガロース | バイオマン・サイエンティフィック | PB1200 | 台湾製 |
| BioGreen Safe DNAゲルバッファー | バイオマン・サイエンティフィック | SDB001T | 台湾製 |
| Easy DNA 高速抽出組織キット | フィッシャー・バイオテック | ET-100 | https://www.fisherbiotec.com.au/wp-content/uploads/2021/11/FB-EDNA-DNA-Kits-flyer-11Nov21.pdf(オーストラリア製) |
| フォワードプライマー:LCO 1490 | ゲノミクス | PO-PR220919G6 | シーケンス: 5'-GGT CAA CAA ATC ATA AAG ATA TTG G-3' |
| GenepHlow ゲル/PCR キット | ジェネエイド | DFH300 | http://www.protech-bio.com/UserFiles/file/Gene-Spin%20Genomic%20DNA%20Kit.pdf |
| ガラス飼育コンテナ  | サンシャインラボ機器会社 | サイズ:高さ35mm、内径45mm。プラスチックまたはガラスカップの任意の類似サイズで再配置できます。 | |
| 血球計算器 | ポール・マリエンフェルド | 640030 | ドイツ製 |
| 孵卵器 | ハイポイント | F740 | 台湾製 |
| 革製カッター | リアルハンドメイドワークショップ | https://shopee.tw/jj891004?カテゴリ ID=100636&entryPoint=ShopByPDP&itemId=16023929406 | |
| MiniAmpサーマルサイクラー | サーモフィッシャーサイエンティフィック | A37834 | 米国製 |
| 光学顕微鏡&nBSP; | ニコン | Ci-L | 日本製 |
| 絵筆 | Tian Chengブラシ会社 | 4716608400352 | サイズ0または1の丸いブラシに相当する、先端の細い水彩ブラシに置き換えることができます。 |
| ペーパータオル | 5月の花 | BLS007-8 | 台湾製 |
| パラフィルムM | ベミス | PM-996 | 米国製 |
| ペレット乳棒 | バイオマン・サイエンティフィック | GT100R型 | 台湾製 |
| リバースプライマー:HCO 2198 | ゲノミクス | PO-PR220919G6 | シーケンス: 5'-TAA ACT TCA GGG TGA CCA AAA AAT CA-3' |
| サブローデキストロースブロス | ハイメディア | MH033-500G | インド製 |
| 実体顕微鏡 | ソップトップ | SZN71 | 台湾製 |
| TAEバッファー50X | バイオマン・サイエンティフィック | TAE501000 | 台湾製 |
| トゥイーン80 | パンリーク AppliChem | 142050.1661 | 台湾製 |
| ジッパーバッグ | ウェンチェンプラスチックカンパニー | 1809000061 | サイズ:幅12cm、長さ17cm。(台湾製) |
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