Name: 特徴付ける草食動物の耐性機構：上Spittlebugs Brachiaria属。例として (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-06-19T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 52 s
Description: 学ぶ、Brachiaria属牧草におけるスピトルバグ抵抗性メカニズムの評価法。無選択テストで抗生作用と耐性の寄与を定量化し、育種プログラムでの持続的抵抗性育成を支援する。

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この生産と実験的な作品がここに親切にリナアギーレ、ジルコルドバ、ウィリアムメラ、Ximenaボニーヤ、そしてダリオViverosでサポートされているレイナルドパレハの献身と熱狂的な支援を反映して。我々はまた、私たちはビデオと原稿を向上させる助けコメントのジョンマイルズ三匿名の校閲者に感謝する。

1。植物<ol><li>成熟した植物から単幹挿し木は実験台として使用されます。挿し木は植え材料の均一性を確保するために10 cmにトリミングされています。 </li><li>植物の病原体による汚染を防ぐために、挿し木は2分間、3％次亜塩素酸ナトリウム溶液で洗浄し、その後、水道水でthoughroughlyすすぎ洗いされています。 </li><li>それぞれのカットは、CAに植えられている。円筒状の塩ビ管の滅菌土壌36 gは（6.5センチ×高さ外径5.3センチメートル）発泡スチロールのカップと下端部に密封し、PVCのブッシングで​​キャップ。カットは、ブッシングの中央開口部に配置された泡のリングで固定されています。 </li><li>十分な土壌水分を維持するために、必要に応じて植物は受精と水やりしている。 </li><li>植物は根、木部授乳アワフキムシの幼虫のためのサイトを餌として表面的な根、の開発を可能に、昆虫が挑戦される前に一ヶ月のために成長します。 </li><li>根挿しによるPVCチューブは、部分的にルートのアーキテクチャに固有の差異を調整し、さらに表面的な根の成長を刺激する前に出没〜8 Dに反転されています。この手順では、24ヘクタールの日のために提供する光の人工光源を必要とする。この反転処理は実験から除去された後、草食動物の抵抗を持つ草食から交絡エスケープを避けるために、個々の植物はほとんど、またはまったく表面的なルーツを複製します。この除去は、それらが表す遺伝子型の排除につながることはない、まれなはずです。 </li></ol> 2。昆虫<ol><li>成人spittlebugsは、フィールドから集めた種を同定し、それらを餌に影響を受けやすいbrachiariagrassesの葉を提供している産卵ケージに導入されています。女性は、土壌中のそれらの卵は、ケージの底部に配置浅いリムーバブルトレイに含まれて横たわっていた。 </li><li>数日後、土は水に懸濁させ、卵を収集するふるいのシリーズ（42、60、150メッシュ）を介して渡されます。 30パーセント生理食塩水でふるいにかけた材料​​を中断すると、未成熟卵と、残留有機物を残し、成熟卵が浮くようになります。 </li><li>昆虫病原体による汚染を防ぐために、卵は5分間0.5％次亜塩素酸ナトリウム溶液で消毒してから蒸留水で洗浄されています。 </li><li>各試験プラント（実験的ユニット）は、6成熟卵で、土壌表面で出没です。孵化に近いだけ成熟した卵が蔓延のために選択されています。昆虫の腹部に対応する彼らの後部にピンクのマーク、;と完全に拡張された蓋それらは2つの赤虫の目に対応する彼らの前方部分のドットの存在によって識別することができます。 </li><li>成功したハッチングを任意まだ孵化していない卵が我々のコロニーから新生児アワフキムシにより置換されている時点で、4dと、後で確認されている。 </li><li>試験植物は、遺伝子型ごとに6つの複製を持つ無作為化完全ブロックデザインに配置されています。 </li></ol> 3。評価<ol><li>実験は、CAが評価されます。侵入後の30 D（正確な時間は勉強昆虫種によって異なります）。 </li><li>ダメージは1が死んだ植物に目に見える損傷および5に相当する（図1）に対応する1から5までの視覚のスケール、で採点される。植物の損傷を獲得する耐性の推定値を提供します。 </li></ol><img src="/files/ftp_upload/3047/3047fig1.jpg" alt="図1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図1"> Brachiaria属のアワフキムシ草食への耐性を評価するために使用される図1。被害の規模。 1 =検出可能な損傷、2 = 0から25パーセント壊死葉、3 = 25から50パーセント壊死葉、4 = 50から75パーセント壊死葉、5 = 75から100パーセント壊死葉。 <ol start="3"><li>昆虫の生存は、その最終的な齢、大人のステージ（図2）のどちらかに到達する昆虫を数えることによって評価される。昆虫の生存のためにスコアリングする抗菌の推定値を提供します。 </li></ol><img src="/files/ftp_upload/3047/3047fig2.jpg" alt="図2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図2"> 一齢幼虫（左）から大人（右）に図2。アワフキムシの開発。評価日で少なくとも最終的な齢（矢印）に到達する唯一の昆虫は、次のように数えている"生存者。" 4。代表的な結果アワフキムシAeneolamia reductaへの抵抗のための代表的なアッセイのスクリーニングのBrachiariaのハイブリッドからの結果を図3に示されている。 <img src="/files/ftp_upload/3047/3047fig3.jpg" alt="図3" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図3"> 図3。アワフキムシAeneolamia reductaへの抵抗のためにBrachiariaの雑種のスクリーニングの結果。草食性への応答は、このプロットの下半分に低下した場合我々は、植物が耐性を考慮してください。右から左への抗生作用の増加と上から下へ耐性が増加する。矢印は、私たちの耐性チェックを指す。

<ol><li>Painter, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPainter%2C+R+%22Insect+resistance+in+crop+plants%22">Insect resistance in crop plants</a>. , Mcmillan. (1951).</li>
<li>Kogan, M., Ortman, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antixenosis-a+new+term+proposed+to+define+Painter%27s+%27Nonpreference%27+modality+of+resistance%5BTitle%5D)+AND+%22Bull.+Entomol.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">Antixenosis-a new term proposed to define Painter's 'Nonpreference' modality of resistance.</a> Bull. Entomol. Soc. Am. 24, 175-176 (1978).</li>
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<li>Miles, J. W., Cardona, C., Sotelo, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recurrent+selection+in+a+synthetic+brachiariagrass+population+improves+resistance+to+three+spittlebug+species%5BTitle%5D)+AND+%22Crop+Sci%22%5BJournal%5D)">Recurrent selection in a synthetic brachiariagrass population improves resistance to three spittlebug species.</a> Crop Sci. 46, 1088-1093 (2006).</li>
<li>Ferrufino, A., Lapointe, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Host+plant+resistance+in+Brachiaria+grasses+to+the+spittlebug+Zulia+colombiana%5BTitle%5D)+AND+%22Entomol.+Exp.+Appl%22%5BJournal%5D)">Host plant resistance in Brachiaria grasses to the spittlebug Zulia colombiana.</a> Entomol. Exp. Appl. 51, 155-162 (1989).</li>
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<li>Lopez, F., Cardona, C., Miles, J. W., Sotelo, G., Montoya, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Screening+for+resistance+to+adult+spittlebugs+%28Hemiptera%3A+Cercopidae%29+in+Brachiaria+spp.%3A+methods+and+categories+of+resistance%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Econ.+Entomol%22%5BJournal%5D)">Screening for resistance to adult spittlebugs (Hemiptera: Cercopidae) in Brachiaria spp.: methods and categories of resistance.</a> J. Econ. Entomol. 102, 1309-1316 (2009).</li>
</ol>

利害の衝突は宣言されません。

草食動物の耐性機構の間で判別することは作物の育種への取り組み3を照らすことができる。強力な抗生作用に基づく抵抗は、ある状況下で、より積極的な害虫の生物型のための選択圧を作成することができます。一方、許容範囲に基づいて抵抗値が許容誤差が最終的には圧倒されるまで、害虫が増加する可能性があります。耐久性のある抵抗のために繁殖、したがって、どのような耐性機構は、特定の作物/病害虫システムのために最も安定性を付与するという[ケネディらを参照して慎重に検討する必要があります。 （1987）トピック] 3に関する包括的な議論のため。 このビデオデモでは、抗菌とbrachiariagrasses 6-9のアワフキムシの抵抗に耐性の相対的な寄与を推定するために設計されたいくつかの以前の研究に基づいて構築。選択テストやフィールド実験とは対照的に、非選択のテストはすべての植物がこのように草食動物の行動（例えば、ホストの優先順位、アグリゲーション）から生じる相違点のための制御を提供する、同じ草食動物の圧力を受けることを確認してください。このような理由から、しかし、非選択のテストはantixenosisで抵抗を評価するためには不向きである。 人為的に昆虫のコロニーを飼育する抵抗のスクリーニングアッセイ10用のテストの昆虫を得るために好ましい方法である。コロニーは、11年のいつでも実施する実験のために知られている年齢のspittlebugsの信頼性と均一なソースを提供しています。それは、しかし、定期的にコロニーは、関連するフィールドの個体数10から遺伝的に逸脱しないことを保証するために植民地に野生の個体を注入する必要があるかもしれません。これらの人工的に育てられた草食動物の適応度を評価するために、そして時間をかけて彼らの積極性の変化の可能性を監視し、それはすべての上映は、既知の抵抗のレベルの適切なチェックを含めることが重要です。 複数のパラメータを慎重に適切な抵抗のスクリーニングアッセイを設計するために定義する必要があります。我々は我々のテストを設計すると考えているいくつかの重要なパラメータは、宿主植物の年齢、種とspittlebugsの発達段階、寄生のレベル、および植物-昆虫の接触8,9,12の期間が含まれています。実験およびプロトコルの改良のいくつかのラウンドは、適切にフィールドに草食動物の抵抗を予測する迅速かつコスト効率、信頼性、アッセイに達するために必要な場合があります。

特徴付ける草食動物の耐性機構：上spittlebugs brachiaria属。例として

Characterizing Herbivore Resistance Mechanisms: Spittlebugs on Brachiaria spp. as an Example

antixenosis、抗菌及び公差1：植物は3つの大まかなメカニズムを介して草食動物の損傷に抵抗することができます。 Antixenosisは、草食動物は、他の植物2を選択することができるときに植物が回避される程度です。抗菌は、植物が1日に摂食草食動物の適応度に影響を与える程度です。許容範囲は、植物が草食動物の成長と繁殖1を損なうことなく耐えられるか、草食動物によって引き起こされた損傷を修復できる程度です。農業環境における草食動物の抵抗の耐久性は、作物育種の取り組み3で支持抵抗機構程度にかかっています。 我々は、抗菌及びBrachiaria属のアワフキムシ抵抗に対する耐性の相対的な寄与を推定するために設計された非選択実験を示しています。属Brachiariaのアフリカの草のいくつかの種は新熱帯区の貴重な飼料と牧草ですが、それらは深刻なspittlebugsのいくつかの在来種（半翅目：アワフキムシ科）で挑戦することができます。spittlebugsに彼らの抵抗を評価4に、植物は、栄養、伝播されます茎の切断によってとspittlebugsが供給可能な上表面的な根の成長を可能に、約一ヶ月間成長させた。その時点で、各試験プラントは、個々に孵化に近い6アワフキムシの卵に挑戦しています。蔓延は、植物の損傷や昆虫の生存率を評価する前に、一ヶ月間進行されている。昆虫の生存を採点しながら、植物の損傷を獲得する耐性の推定値を提供する抗菌の推定値を提供します。このプロトコルは、商用brachiariagrases 5アワフキムシの抵抗を高めるために私たちの植物の品種改良の目標を促進してきた。

このビデオでは、草食性に宿主植物の抵抗性のメカニズムを説明し、のアワフキムシ抵抗に抗生作用と耐性の相対的な寄与を推定するのない選択式テストを示しています<em&gt; Brachiaria</em&gt;属。

特徴付ける草食動物の耐性機構：上Spittlebugs Brachiaria属。例として

植物は、アンチゼノーシス（忌避性）、アンチバイオーシス（抗生物性）、および耐性の3つの広範なメカニズムを通じて、草食動物による食害に抵抗することができる1。アンチゼノーシスとは、植物がどの程度...

こんにちは、私は国際熱帯農業センターの昆虫学者、Ush Baraです。本ビデオの全体的な目的は、共通の取り組みである、スピットバグ（ツノゼミ類）への耐性を向上させるための育種計画を支援するため、ホスト植物の害虫に対する抵抗性メカニズムを特性解析する方法を実演することです。ここでは、イネ科植物を例に説明します。ツバキムシ（Spit bugs）は、熱帯地域の牧草、サトウキビ、トウモロコシなど、経済的に重要な多くのイネ科植物にとって深刻な害虫です。アメリカ熱帯地域の牧草地では、gen属の細菌を含む牧草が最も重要な寄主となっています。植物は、主に3つのメカニズムを通じて草食動物による食害に抵抗します。アンティビオーシス（抗生物質作用）、不耐性、あるいは「非嗜好性」とも呼ばれる現象は、植食性昆虫が植物を選択できる場合に、その植物が避けられる程度のことを指します。アンティビオーシスは通常、植食性昆虫に複数の遺伝子型へのアクセスを与えて選択させる試験によって検出されます。アンティビオーシスは、植物がそれを摂食する植食性昆虫の適応度に影響を及ぼす程度のことです。最後に、耐性は、HBOの成長や繁殖を損なうことなく、植物がHBOによって引き起こされる損傷に耐え、あるいはそれを修復できる程度のことです。抗生物質能と耐性は、HBOを限定的な環境に閉じ込め、単一の植物のみを摂食させる「選択肢のない試験（no choice test）」で最も正確に検出できます。本ビデオでは、抗生物質への不耐性を推定するために設計された、シタバカメムシ（spit bug）IVの選択肢のない試験について実演します。アリアグラス類において、ホスト植物の抵抗性は、シタバカメムシ管理の重要な戦略となります。しかしながら、強力な抗菌物質に基づく抵抗性は、より病原性の高い害虫バイオタイプへの選択圧を生じさせる可能性があります。一方で、耐性に基づく抵抗性では、個体数が植物を圧倒するまでスピットドッグ（spit dog）の個体群が増え続けることになります。したがって、持続的な抵抗性を実現するには、抗菌物質と耐性の両方をあるレベルで兼ね備える必要があると考えられます。このプロトコルでは、唾液虫（spit bug）耐性に対する各因子の相対的な寄与度を推定する方法を実演します。Aria Ariaの遺伝子型は、国際熱帯農業センター（International Center for Tropical Agriculture）の生殖質バンクから調達したものです。植物体は、実験単位として使用される成熟株から単一の茎切り挿しによって栄養繁殖させます。植栽材料の均一性を確保し、植物病原体による汚染を防ぐため、挿し木を10 centimetersに切り揃えます。挿し木を3%次亜塩素酸ナトリウム溶液で2分間洗浄し、その後、水道水で十分にすすぎます。各挿し木を、PVCチューブ内の約36 gramsの滅菌土壌に植え、チューブの下部は発泡スチロールカップの下部で封止し、上部はPVCブッシングでキャップします。挿し木は、ブッシングの中央の開口部に配置されたフォームリングで固定します。植物には肥料を与え、十分な土壌水分を維持するために灌水が必要です。昆虫による負荷試験を行う前に、植物を1か月間育成し、根食性昆虫の摂食部位となる表層根を発達させます。害虫を放つ8日前から植物を倒置させておくことで、表在根の成長がさらに促進され、根の構造に固有の個体差を部分的に調整することができます。この工程には人工光源が必要であり、本手法では1日24時間照射します。表在根がほとんどない、あるいは全くない植物。この反転処理の後、これらの個体は実験から除外されます。定植から30日後、各植物の土壌表面に、飼育コロニーから得られた成熟卵6個を接種します。これらのコロニーを確立するために、野外から採集し種を同定した成虫のツバキラアブラムシ（spittle bugs）を飼育ケージに入れ、餌として感受性のあるariaの葉を与えます。雌は、ケージの底に設置した浅い取り出し用トレイ内の土壌に産卵します。数日後、土壌を水に懸濁させ、一連のふるいに通して卵を回収します。懸濁した材料を30%塩水溶液に浸すと、成熟した卵が浮上し、未成熟な卵は残存する有機物に付着して取り除かれます。昆虫病原体による汚染を防ぐため、卵を0.5%次亜塩素酸ナトリウム溶液で5分間消毒し、その後、蒸留水で洗浄します。寄生実験には、孵化直前の成熟した卵のみを選別して使用します。昆虫の眼に相当する前方に2つの赤い点があることで識別できます。後方には昆虫の腹部に相当するピンク色の印があり、permが完全に展開しています。孵化の成否は4日後に確認し、孵化しなかった卵は新生のspit blockに置き換えます。コロニー試験の結果です。植物は6反復の乱塊法で配置されています。実験は、接種から約30日後に評価されます。植物の被害度をスコアリングすることで、耐性を推定できます。一方で、昆虫の生存率をスコアリングすることで、抗生物質の影響を推定できます。被害度は1から5の視覚的スケールを用いてスコアリングし、1を可視的な被害なし、5を植物の枯死とします。次に、最終的な齢に達したか、あるいは成虫になった昆虫の数を数えることで生存率を評価します。抵抗性メカニズムを分類するには、x軸に昆虫の生存率、y軸に植物の被害量をプロットしたグラフを用いて結果を可視化することが有用です。グラフ上で右から左へ移動するにつれて、抗バイアス性が高まります。一方で、上から下へ移動するにつれて耐性は増加します。植食性動物に対する反応がこのプロットの下半分に位置する場合、その植物は抵抗性を持つと考えられます。この反応が左側の四分圏に位置する場合、主要な抵抗メカニズムは抗生物質によるものです。応答が右側の象限に位置する場合、支配的な耐性機構は耐容性（tolerance）です。以下は、我々のスクリーニングデータの代表的なサンプルです。上部の点は、感受性植物を示しています。左下の象限にある点は、抗生物質によって耐性を持つ植物を示しています。右下の象限にある点は、耐忍性によって耐性を持つ植物を示しています。これで、植物の抵抗性に対する抗生物質と耐忍性の相対的な寄与度を推定するための、ノチョイスアッセイ（no choice assay）のデモンストレーションをご覧いただきました。ここではAriaにおけるspit bug耐性を例に挙げましたが、提示した原理は他の系にも適用可能です。このビデオが皆様のご研究の一助となれば幸いです。ご健闘をお祈りします。

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