ここでは、実験または応用研究のためのカスタマイズ可能な食料源とスケーラブルな方法を備えた飼育ユニットを使用して、捕食性種と食真菌性種の両方を含む木掘削昆虫に関連する葉ダニの実験室培養を確立および維持するためのプロトコルを提示します。
ここでは、実験または応用研究のためのカスタマイズ可能な食料源とスケーラブルな方法を備えた飼育ユニットを使用して、捕食性種と食真菌性種の両方を含む木掘削昆虫に関連する葉ダニの実験室培養を確立および維持するためのプロトコルを提示します。
Phoreticダニは、甲虫目:CurculionidaeやCerambycidaeなどの幅広い木材掘削昆虫の一般的な仲間です。葉ダニは、宿主の繁殖地にアクセスできる数少ない生物グループの1つです。これらの生物は微小であり、木材を掘削する昆虫のギャラリー内で生物的および非生物的条件との密接な関連性と親和性を確立しています。ギャラリー内でのカブトムシの存在は、カブトムシの行動と繁殖に大きな影響を与える可能性があります。一部の種は、カブトムシとその相利共生菌類の自然な拮抗薬として作用し、カブトムシの成功を保証する共生関係を破壊する可能性があります。これらの特性により、葉ダニは木材掘削害虫を標的とする生物防除プログラムの有望な候補となります。しかし、これらのダニを飼育するための再現性のある方法が、ダニの基礎生物学と生態学を研究し、生物防除剤としての可能性を評価するために必要です。その重要性にもかかわらず、現在、飼育下でホメティックダニの個体数を維持するための詳細なプロトコルはありません。この研究は、2つのグループの葉ダニ、食菌動物/食腐動物(アカリ:乱視)(すなわち、 Histiogaster arborsignis)と捕食者(アカリ:メソスティグマタ)(すなわち、 Proctolaelaps spp.)を飼育するための実用的でアクセスしやすいアプローチを提示します。これらのダニの栄養源として、それぞれロールした大麦粒と線虫を使用することを提案します。これらの食料源は実用的で広く入手可能であり、最小限のメンテナンスで済みながら、対象ダニグループの栄養要件に合わせた標準化された食事を提供します。石膏木炭ベースの基材は、湿度調節マトリックスとして使用されます。この組み合わせは、これらのダニの長期的な維持と繁殖のための食料資源と適切な微小生息地の両方を提供します。説明されている方法はスケーラブルであり、研究者はコロニーのサイズと実験要件に比例して飼育単位を拡張できます。このプロトコルは、葉ダニの生態学的役割に関する研究を進めるための重要なツールを提供します。この実験的に検証されたシステムは、実験室条件下で他のダニ分類群を飼育するための適応性を維持しながら、数か月および複数世代にわたる長期的なコロニー生存率を保証します。
多くの木材を掘削する昆虫は、ライフサイクルのほとんどを木の中で完了し、そこで餌を食べ、植物病原体の媒介者として機能することが多く、農業や森林の生態系に深刻なリスクをもたらします1,2。最も被害の大きいグループの中には、Buprestidae、Cerambycidae、Bostrichidae、およびCurculionidae科の侵入性カブトムシがあり、これらは世界中で広範な樹木の枯死と経済的損失に関連しています3。フロリダには35種以上のアンブロシアカブトムシ(甲虫目:Curculionidae)が生息しており、少なくとも15種がアボカドの木に寄生することが知られています4,5。果樹園で一般的な種には、Xyleborinus saxesenii Ratzeburg、Xyleborus affinis(Eichhoff)、X. bispinatus Eichhoff、X. ferrugineus(Fabricius)、X. volvulus(Fabricius)、X. gracilis(Eichhoff)、およびXylosandrus crassiusculus(Motschulsky)があり、多くの場合、同じ木に共存します4,6。これらのカブトムシは主に共生菌を媒介しているため、その一部は植物に病原性があります7。最も深刻な病原体は、月桂樹萎凋病の原因物質であるHarringtonia lauricolaで、2002年頃に主要なベクターであるXyleborus glabratus Eichhoffとともに米国に導入されました8,9。月桂樹萎凋病はフロリダのアボカド産業と在来の月桂科植物を壊滅させ、50億本以上の木を枯らしました10,11。さらに、 H. lauricola 現在、複数のアンブロシアカブトムシ種に関連して発生しており、X. glabratusがまれなアボカドシステムで代替ベクターとして機能します4,12。
ダニ(アカリ)は、幅広い生態学的ニッチを占める非常に多様な節足動物です。その中でも、いくつかのグループは、捕食行動、高い繁殖率、土壌、植物表面、保管製品などのさまざまな環境で繁栄する能力により、生物防除剤としての可能性がますます認識されています。温室、苗床、農地での害虫の発生を抑制する能力は、統合害虫管理 (IPM) プログラムにおけるその重要性を強調しています13,14。たとえば、Phytoseiidae科には、生物学的防除において非常に重要ないくつかの種、特にNeoseiulus californicus BerleseとPhytoseiulus persimilis Athias-Henriotが含まれており、温室作物や畑作物のハダニ(Acari:Tetranychidae)とアザミウマの抑制に広く利用されています15。同様に、ラエラピッドダニStratiolaelaps scimitusは、真菌のブヨの幼虫やアザミウマの蛹などの土壌に生息する害虫を標的とする生物学的防除剤であり、統合害虫管理プログラムに広く組み込まれています16。この文脈では、葉ダニは有望なグループを表しています。これらのダニは、分散のために宿主との一時的な結合に依存しており、樹皮やアンブロシアカブトムシなどの木を掘る昆虫のギャラリーまたはひな室内で頻繁に見られます17,18,19。
葉ダニの多様性は、形態と生態の両方に及びます。真菌性および食性の摂食行動を示すものもあれば、捕食性であるものもあります。宿主との近さを考慮すると、葉ダニは、卵や幼虫を捕食したり、物理的に損傷を与えたり、間接的に木掘り昆虫の共生関係を破壊したりすることによって、昆虫の個体数を直接抑制する可能性があります20,21,22,23。
ダニとその潜在的な生物学的防除剤への関心が高まっているにもかかわらず、ダニの飼育プロトコルの開発は依然として限られています。いくつかの研究では、自由生活の捕食性ダニ(Acari:Mesostigmata)を培養する方法が報告されています24,25;しかし、説明にはダニコロニーの最初の確立に関する指示が欠けていることが多く、新しいアカロロジストにとって課題となっています。現在、実験室でのコロニーを長期的に維持したり、実験用にホレティックダニを飼育したりするための確立されたプロトコルはありません。この研究で提示されたプロトコルは、捕食性ダニ(すなわち、メソスティグマタ)と食菌性/デトリプト動物(すなわち、乱視)ダニの両方を飼育するための実用的でスケーラブルで再現性のある方法を提供することにより、このギャップに対処します。このプロトコルは、葉ダニの文脈で説明されていますが、他のダニにも広く適用でき、多様な研究目的に合わせて容易に適応できます。たとえば、この方法で飼育された乱視ダニは、捕食性ダニの人為的な獲物として機能する可能性があります26,27。
この研究は、広く適用可能な基質と飼料の組み合わせが、多様なダニ分類群(中柱頭と乱視)にわたる持続的な生存と繁殖をサポートできるという仮説の下で、葉ダニの標準化された飼育プロトコルを開発および評価することを目的としていました。
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ここで説明するプロトコルは、土壌節足動物の大量飼育技術の以前の説明のアップグレードされた適応です24,25。また、オートクレーブ可能なビニール袋を使用して、食菌性/デトリトリウムの緑ダニ(すなわち、乱視)を大量飼育するための新しい方法も含まれています。使用する試薬と機器は、材料表に記載されています。
1. 飼育単位基質の準備
2.換気蓋の準備
3. 食料源とホメティックダニの移動
4.宿主とホレティックダニの収集
5. 文化の維持
6. 捕食性ホレティックダニ培養のスケールアップ
7. ビニール袋の大量飼育への食菌・食腐動物の培養のスケールアップ
注:食菌性/食腐性ダニが穀物を消費すると、そのフラスと腐敗した有機物が飼育基質をすぐに汚し、ダニにとって有害な状態になる可能性があります。したがって、真菌性ダニの小さなコロニーを維持するには、最大120 mLの瓶までの小さな飼育ユニットが推奨されます。真菌性ダニのスケールアップや大量飼育には、大麦を丸めたオートクレーブ袋をお勧めします。
8. ビニール袋での食菌・食腐動物の培養維持
9. 毎月のコロニー検査
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この原稿に記載されているプロトコルは、2つの捕食性ダニ種、 Lasioseius safroi (Mesostigmata:Blattisociidae)と Proctolaelaps sp.(Mesostigmata:Melicharidae)、および食菌性/デトリティボア種の成長と繁殖を効果的にサポートしました、 Histiogaster arborsignis (乱視:Acaridae)、実験室条件下で。ダニ種ごとに10のコロニー(複製)を調製しました。各コロニーは、最初の7日間は5 mLアリーナ(ステップ2、3、4、および5で説明したように)に保持された5つの個体で開始され、その後、さらなる増殖をサポートするためにより大きな120 mLアリーナに移されました(ステップ6で説明)。アリーナは完全な暗闇の中で25°Cに保たれ、その個体数は14日間にわたって監視されました。
ダニの数は、すべての種で大幅な個体数の増加を示しました。7日目までに、平均個体数は5匹から約29匹(± 3匹)に増加しました H . arbors...
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本研究は、提案された飼育プロトコルが、制御された実験室条件下で捕食性ダニ(Lasioseius safroi および Proctolaelaps sp.)と食菌性/食腐性種(Histiogaster arborsignis)の両方の生存と繁殖を効果的にサポートしたことを示しています。14日間で大幅な個体数増加が記録され、mLアリーナから120mLアリーナへの移行後、平均コロニーサイズは200個体を超えました。これらの結果は、プロトコルの堅牢性を確認し、多様なダニ分類群を維持するための適応性を強調しています。さらに、観察された拡張性は、生態学的研究や経済的に重要な害虫を対象とした生物防除プログラムの開発への潜在的な適用可能性を浮き彫りにしています。
飼育プロトコルの重要な要素は、活性炭とパリ石膏で構成されるベース層であり、この組み合わせは、さまざまな土壌に生息する節足動物の飼育にすでに広く使用されています24,31<...
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著者には宣言すべき利益相反はありません。
この研究は、USDA の社内プロジェクト (5010-22410-024-00-D) および USDA NIFA 助成金 2024-51181-43302 の下で、National Plant Disease Recovery System によって部分的に支援されました。
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