방법 논문

비행 밀스를 사용하여 서부 옥수수 뿌리 벌레의 비행 성향과 성능을 측정하기 위해, 디아브로티카 버기페라 버기페라 (LeConte)

DOI:

10.3791/59196

⸱

2019년 10월 29일

 ,  , 
1Department of Entomology, Iowa State University, 2Corn Insects & Crop Genetics Research Unit, USDA-ARS

이 논문에서

요약

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비행 공장은 나이, 성별, 짝짓기 상태, 온도 또는 다양한 요인이곤충의비행 행동에 영향을 미칠 수있는 방법을 비교하기위한 중요한 도구입니다. 여기에서 우리는 다른 처리의 밑에 서쪽 옥수수 뿌리 벌레의 비행 성향 그리고 성과를 밧줄에 프로토콜을 기술하고 측정합니다.

초록

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서쪽 옥수수 뿌리 벌레, Diabrotica virgifera (LeConte) (콜레옵테라: Chrysomelidae), 미국 북부에서 옥수수의 경제적으로 중요 한 해충이다. 몇몇 인구는 박테리아 균 질 thuringiensis (Bt)에서 파생된 살충독소를 생성하는 형질전환 옥수수를 포함하여 관리 전략에 저항을 개발했습니다. 서쪽 옥수수 뿌리 벌레 분산의 지식저항 진화, 확산 및 완화의 모형을 위해 매우 중요합니다. 곤충의 비행 행동, 특히 장거리에서 관찰하고 특성화하는 것은 본질적으로 어렵습니다. 비행 공장은 현장 연구에서 얻을 수없는 실험실에서 의 비행의 발달 및 생리적 영향과 결과를 직접 테스트 할 수있는 수단을 제공합니다. 이 연구에서비행공장은 22시간 시험 기간 동안 여성 뿌리벌레가 비행한 비행의 비행 활동 타이밍, 총 비행 횟수, 거리, 소요 시간 및 속도를 측정하는 데 사용되었습니다. 16개의 비행 공장은 프로그래밍 가능한 조명, 온도 및 습도 제어가 가능한 환경 챔버에 보관되었습니다. 설명된 비행 밀은 일반적인 설계로, 플라이트 암은 중앙 피벗을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있습니다. 회전은 비행 암의 한쪽 끝에 묶인 곤충의 비행에 의해 발생하며, 각 회전은 타임 스탬프가있는 센서에 의해 기록됩니다. 원시 데이터는 소프트웨어에 의해 컴파일되며, 이후에 처리되어 관심 있는 비행 매개 변수에 대한 요약 통계를 제공합니다. 모든 비행 공장 연구에 대한 가장 어려운 작업은 접착제와 곤충에 밧줄의 부착이며, 사용되는 방법은 각 종에 맞게해야합니다. 부착물은 곤충을 단단한 방향으로 고정하고 비행 중 자연스러운 날개 움직임을 방해하지 않고 이동 중에 분리를 방지할 수 있을 만큼 충분히 강해야 합니다. 첨부 프로세스에는 손재주, 기교 및 속도가 필요하므로 가치 있는 뿌리 벌레에 대한 프로세스의 비디오 푸티지를 만들 수 있습니다.

서론

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서쪽 옥수수 뿌리벌레, 디아브로티카 버기페라 버기페라 르콘테(Coleoptera: Chrysomelidae)는 1909년 경작된 옥수수의 해충으로 확인되었다1. 오늘날, 그것은 옥수수의 가장 중요 한 해충(제아 메이스 L.) 미국 옥수수 벨트에서, 이 해충과 관련 된 수율 손실의 대부분을 일으키는 옥수수 뿌리에 애벌레 먹이와 함께. 옥수수 뿌리 벌레로 인한 관리 및 옥수수 생산 손실에 대한 연간 비용은 10억달러를 초과하는 것으로 추정됩니다 2. 서쪽 옥수수 뿌리 벌레는 매우 적응력이 있으며, 인구는 살충제, 작물 회전 및 형질전환 Bt 옥수수3를포함한 여러 관리 전략에 대한 저항을 진화했다. 저항의 로컬 개발을 완화하기 위해 전술을 적용해야하는 공간 치수를 결정, 또는 저항 핫스팟, 분산4의더 나은 이해에 따라 달라집니다 . 저항성 성인이 완화 영역5를넘어 분산되기 때문에 저항 핫스팟 주변의 공간 스케일이 너무 작아지면 완화 조치가 성공하지 못할 수 있습니다. 서쪽 옥수수 뿌리 벌레의 비행 행동을 이해하는 것은이 해충에 대한 효과적인 저항 관리 계....

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프로토콜

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1. 비행 시험을 위한 후방 서쪽 옥수수 뿌리벌레

참고 : 성인의 나이를 제어하거나 알려야하는 경우, 성인은 먼저 테스트를 위해 성인기에 자신의 자손을 양육 한 다음 현장에서 수집해야합니다. 딱정벌레 또는 표준화 된 사육 환경의 나이가 우려되지 않는 경우, 직접 현장 수집 성인을 테스트 할 수 있으며, 프로토콜은 2 단계로 시작할 수 있습니다.

  1. 관심있는 옥수수밭에서 적어도 500 마리의 서부 옥수수 뿌리 벌레 를 수집하여 충분한 계란이 성인의 적절한 수를 양육할 수 있도록 합니다. 수동 흡입기를 사용하여 현장에서 성인을 수집합니다.
    참고 : 미국 옥수수 벨트에서 7 월 하순 경에 성수기 동안 성인을 수집하여 남녀 모두 의 집합을 보장하는 것이 좋습니다. 대부분의 성인은 더 일찍 수집하는 경우 남성이 될 것입니다, 대부분의 나중에 수집하는 경우 여성 반면.
  2. 수집된 수컷과 암컷 성인을 다진 옥수수 귀, 옥수수 잎 조직, 1.5% 한천 고체 및 배란 기판을 포함하는 메쉬 케이지에 놓습니다. 18 x 18 x 18cm 케이지(메쉬 크기 44 x 32, 650 μm 조리개)는 한 번에 최대 500명의 성인을 수용할 수 있습니다.
    1. 현장에서 자란 옥수수를 옥수수 귀의 원천으로 사용하되, 이는 R3에서....

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결과

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그림 4는 비행 테스트 후 예상되는 출력의 대표적인 예를 보여줍니다. 비행 데이터는 아이오와 주립 대학의 곤충학과에서 수행 된 실험 작업에서 얻은. 6일된 짝짓기 암컷 서부 옥수수 뿌리벌레 성인은 비행 공장에 묶여 14:10 L:D, 60% RH 및 25°C로 설정된 통제된 환경 챔버에 배치되었습니다. 딱정벌레는 시뮬레이션 새벽의 개시 30 분 전에 22 시간 연속 비행 공장에 남아 있었고, 그들의 비행 활동은 기록되었다(그림 4). 새벽과 황혼은 30 분 동안 전체 오프에서 새벽 (또는 황혼의 경우 그 반대)에 전체 에 빛의 강도의 프로그래밍 된 점진적 변화에 의해 시뮬레이션되었다. 결과 스프레드시트의 첫 번째 탭은 2.3단계에서 입력한 정보를 사용하여 테스트된 개별 성인을 요약합니다. 후속 탭에는 각 개인의 항공편 데이터가 포함됩니다. 마지막 두 탭에는 'RAW 데이터'와 '테스트 통계'로 표시됩니다. 'RAW DATA.......

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토론

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효과적인 저항 관리 계획을 고안하기 위해 서쪽 옥수수 뿌리 벌레 비행 행동을 특성화하는 것이 중요합니다. 이 해충의 비행 행동은 actographs, 비행 터널 및 비행 공장을 포함하여 다양한 방법을 사용하여 실험실에서 연구되었습니다. 이 백서에 설명된 바와 같이 비행 공장은 곤충이 중단 없는 비행을 할 수 있도록 하여 연구원이 전체 테스트 기간 동안 개별 비행의 거리, 지속 시간, 주기성 및 속도와 같은 비행 매개 변수를 정량화할 수 있도록 합니다.

대부분의 곤충 종과 마찬가지로 서부 옥수수 뿌리 벌레를 위한 비행 밀 실험을 위한 프로토콜에서 가장 어려운 단계는 성인에게 밧줄을 적절히 적용하는 것입니다(3단계). 이것은 와이어의 부착을 위해 프로노툼에서 사용할 수있는 표면적의 소량뿐만 아니라 표피 표면에 천연 왁스의 풍부한 양으로 인해 어려운 작업이 될 수 있습니다. 이 작업은 곤충이CO2 마취에서 나올 때 교반하기 시작하기 전에 밧줄을 적용 할 수있는 제한.......

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공개 사항

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저자는 공개 할 것이 없다.

감사의 글

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E.Y.Y.의 대학원 조교는 국립 과학 재단 I / UCRC, 절지 동물 관리 기술 센터에 의해 지원되었다, 그랜트 번호에 따라. IIP-1338775 및 산업 파트너.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
부탄 다목적 라이터BICUXMPFD2DC테더 링시 왁스를 부드럽게하기 위해
투명 폴리스티렌 플라스틱 바이알 (45ml)Freund 용기 및 공급AS112를 마취하면서 딱정벌레를 잡기 위해
, 한천 분말Fisher ScientificS14153성인을위한 수분 보유를위한 한천 만들기
Delrin 막대 (직경 1 ", 길이 3.75")많은 공급 업체 : 인터넷에서 가장 저렴하게 사용할 수 있습니다.비행 밀
치과 왁스DenTek47701000335prothorax
페라이트 링 자석에 와이어 밧줄을 부착합니다 (OD : 0.69 ", ID : 0.29", 두께 : 0.118"; 7oz pull)Magnet Shop63B06929118반대 - 플로트를 생성합니다.
홀 효과 센서OptikincOHN3120UOptekinc 웹 사이트 왼쪽에 있는 자기 센서 아래에서 부품 번호를 찾습니다. 현재 공급업체에 대한 링크가 제공됩니다.
피하 튜브(22 게이지, 0.0358" 외경 x 0.01975" 아이디 x 0.004 " wall)스몰 파츠, Inc.HTX-22T-12플라이트 밀 암 및 주축 로드에 사용됩니다.
인큐베이터 (104.1 x 85.4 x 196.1 cm)Percival ScientificI-41VL
LabVIEW 전체 개발 시스템 소프트웨어, 시스템 설계 플랫폼National Instruments (http://www.ni.com/en-us/shop/labview/select-edition.html 참조)LabVIEW 2018 (Full Edition) Jones et al.18 at http://entomology.tfrec.wsu.edu/VPJ_Lab/Flight-Mill.  에서 다운로드할 수 있는 플라이트 밀 파일(.vi 확장자)을 실행하는 데 필요한 환경을 제공합니다. LabVIEW 2018 Full은 Win/Mac/Linux 운영 체제와 호환됩니다.
메쉬 케이지 (18 × 18 × 18cm)MegaView Science Co. Ltd.BugDorm-4M1515메쉬 크기 = 44 x 32, 650 &마이크로; m 조리개
바늘 도구BLICK34920-1063실험실에 계란을 낳기 위한 토양 표면
니켈 링 자석(3/16" 외경 x 1/16 " 아이디 x: 1/16인치 두꺼운)K& J MagneticsR311디지털 홀 효과 센서를 트리거하는 데 사용됩니다.
페트리 접시 (100mm x 15mm)Fisher ScientificS33580A
플라스틱 용기 (44ml)Dart150PC어린 유충의 초기 사육 용
플라스틱 용기 (473ml)Placon22885나이 든 유충 사육 용
라운드 브러시 (크기 2)Simply Simmons10472906갓 부화 한 신생아를 뿌리 표면으로 옮기기 위해
체 ( 250-&마이크로; m)Fisher Scientific08-418-05토양에서 계란을 분리하려면
강철 와이어 (28 게이지)The Hillman Group38902350282
테프론 막대 (직경 3/8 인치, 길이 3/4 인치)United States Plastic Corporation47503회전 암을 수용합니다.
진공 Gast 제조, Inc.1531-107B-G288X실험실에서 흡인 성인용
흰색 폴리 쉬폰 패브릭취미 로비194811유충이 컨테이너를 기르는 것을 방지하기 위해
탈수 배양 매체

참고문헌

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gillette, C. P. Diabrotica virgifera Lec. as a corn root-worm. Journal of Economic Entomology. 5 (4), 364-366 (1912).
  2. Rice, M. E. Transgenic rootworm corn: assessing potential agronomic, economic, and environmental benefits. Plant Mana....

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