Method Article

Helicoverpa armigera에 대한 Phytochemicals의 살충 효과를 평가하기 위한 공급 분석 시스템 개발

DOI:

10.3791/65278

⸱

May 26th, 2023

 ,  ,  , 
1Biochemical Sciences Division, CSIR-National Chemical Laboratory, 2Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR)

In This Article

Summary

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이 프로토콜은 나비목 곤충 유충에 대한 식물 화학 물질의 잠재적 독성 효과를 평가하기 위한 의무 섭식 분석을 설명합니다. 이것은 확장성이 뛰어난 곤충 생물 검정으로 치사 및 치사 용량, 억제 활동 및 생리학적 효과를 쉽게 최적화할 수 있습니다. 이것은 친환경 살충제를 스크리닝하는 데 사용할 수 있습니다.

Abstract

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나비목 곤충인 Helicoverpa armigera는 전 세계에 분포하는 다식성 해충입니다. 이 초식성 곤충은 식물과 농업 생산성에 위협이 됩니다. 이에 대응하여 식물은 곤충의 성장과 생존에 부정적인 영향을 미치는 여러 가지 식물 화학 물질을 생산합니다. 이 프로토콜은 곤충의 성장, 발달 및 생존에 대한 식물 화학 물질(퀘르세틴)의 영향을 평가하기 위한 의무 섭식 분석 방법을 보여줍니다. 통제된 조건 하에서, 신생아들은 미리 정의된 인공 식단으로 두 번째 인스타까지 유지되었다. 이 두 번째 인스타 유충은 10일 동안 대조군과 퀘르세틴이 함유된 인공 식단을 먹도록 허용되었습니다. 곤충의 체중, 발달 단계, 프라스 체중 및 사망률은 격일로 기록되었습니다. 체중의 변화, 섭식 패턴의 차이 및 발달 표현형은 분석 시간 동안 평가되었습니다. 설명된 필수 섭식 분석은 자연적인 섭취 모드를 시뮬레이션하며 많은 수의 곤충으로 확장할 수 있습니다. 이를 통해 H. armigera의 성장 역학, 발달 전환 및 전반적인 적합성에 대한 식물 화학 물질의 영향을 분석할 수 있습니다. 또한 이 설정은 영양 매개변수 및 소화 생리학 과정의 변화를 평가하는 데에도 사용할 수 있습니다. 이 기사에서는 독성 연구, 살충 분자 스크리닝 및 식물-곤충 상호 작용의 화학적 영향 이해에 적용할 수 있는 사료 분석 시스템에 대한 자세한 방법론을 제공합니다.

Introduction

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작물 생산성에 영향을 미치는 생물적 요인은 주로 병원체와 해충입니다. 여러 해충은 농작물 손실의 15%에서 35%를 유발하고 경제적 지속 가능성 관행에 영향을 미칩니다1. 딱정벌레목(Coleoptera), 반구목(Hemiptera), 나비목(Lepidoptera)에 속하는 곤충은 파괴적인 해충의 주요 목입니다. 환경의 고도의 적응력은 나비목이 여러 생존 메커니즘을 진화시키는 데 도움이 되었습니다. 나비목(lepidopteran) 곤충 중 헬리코베파 아미게라(Helicoverpa armigera)는 약 180종의 작물을 먹고 생식 조직에 심각한 손상을 입힐 수 있다2. 전 세계적으로 H. armigera 감염으로 인해 약 50억 달러의 손실이 발생했습니다3. 목화, 병아리콩, 비둘기 완두콩, 토마토, 해바라기 및 기타 작물은 H. armigera의 숙주입니다. 호스트 식물의 여러 부분에서 수명 주기를 완료합니다. 암컷 나방이 낳은 알은 잎에서 부화한 다음 유충 단계에서 식물 조직을 먹습니다. 유충 단계는 탐욕스럽고 적응력이 뛰어나기 때문에 가장 파괴적입니다 4,5

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Protocol

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H. armigera 유충은 인도 방갈로르에 있는 ICAR-National Bureau of Agricultural Insect Resources(NBAIR)에서 획득했습니다. 본 연구에는 총 21초의 인스타 유충이 사용되었다.

1. 병아리콩 기반 인공 식단 준비

참고: 인공 식단을 준비하는 데 필요한 성분 목록은 표 1에 언급되어 있습니다.

  1. 표 1에 나열된 대로 비커에서 모든 분획을 개별적으로 칭량하고 주걱/자석 교반기를 사용하여 균질한 혼합물을 준비합니다.
  2. 분획 C를 약 100°C에서 전자레인지를 사용하여 5분 동안 끓인 후 분획 A에 넣고 잘 섞습니다.
  3. 완전히 혼합한 후 혼합 분획을 약간 식힌 후 분획 B를 추가합니다(분획 B에는 열 불안정성 성분이 포함되어 있음).
  4. 투명한 폴리스티렌 150mm x 150mm 페트리 접시에 붓습니다.

2. 퀘르세틴 함유 인공 식단의 준비

  1. 적절한 양(1,000ppm)의 퀘르....

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Results

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1,000ppm의 퀘르세틴을 함유한 식단을 먹은 곤충 유충은 대조군에 비해 체중이 ~57% 크게 감소했습니다(그림 2A). 체중의 감소는 퀘르세틴으로 처리된 유충의 몸 크기를 감소시키는 결과를 가져왔다(그림 2B). 대조군에 비해 퀘르세틴을 먹인 유충의 섭식 속도가 눈에 띄게 감소하는 것이 관찰되었습니다(그림 2C).

또한 퀘르세틴을 먹은 유충은 번데기 비율이 ~14% 감소하고 번데기가 지연되어 치료 시 발달 지연을 시사합니다(그림 3A,B). 또한, 생존 및 치명적인 표현형의 ~ 77.65 %가 퀘르세틴 함유 식단을 먹은 곤충 유충에서 관찰되었습니다 (그림 4A, B

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Discussion

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실험실 생물학적 분석은 합리적인 비용으로 단기간에 결과를 예측하고 여러 화합물에 대한 비교 독성 데이터를 생성하는 데 유용합니다. 먹이 생물학적 분석은 곤충-살충제와 곤충-식물-살충제 사이의 상호 작용을 해석하는 데 도움이 됩니다. 이는 치사량(50)(LD50), 치사량(50)(LC50) 또는 임의의 다른 치사량 또는 선량(24,25)을 설정하는 과정을 현저하게 단순화하는 다양한 물질의 독성을 측정하기 위한 효율적인 방법이다. 다양한 실험실 생물학적 분석은 살충 활성, 살충제 내성 및 식이 피복, 국소 도포, 의무 공급, 주입 방법, 접촉 또는 잔류 및 필름 방법을 포함하여 화합물의 독성을 결정하는 데 사용됩니다13,14. 이러한 모든 방법은 특정 연구의 목적에 따라 사용할 수 있지.......

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Disclosures

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저자들은 이해 상충이 없다고 선언했습니다.

Acknowledgements

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SM, YP 및 VN은 뉴델리에 있는 인도 정부의 대학 보조금 위원회(University Grants Commission)에서 수여하는 펠로우십을 인정합니다. RJ는 프로젝트 코드 MLP036626, MLP101526 및 YSA000826에 따른 재정 지원을 위해 인도 과학 및 산업 연구 위원회(CSIR)와 인도 푸네의 CSIR-National Chemical Laboratory를 인정합니다.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Agar AgarHimediaRM666응고제
아스코르브산히메디CMS1014비타민 C 공급원
벵골 그램NANA단백질 및 탄수화물 공급원
카제인시그마C-5890단백질 공급원
콜레스테롤Sisco Research Laboratories34811지방산 공급원
염화콜린 히메디GRM6824암모늄 염
DMSO시그마67-68-5솔벤
GraphPad 프리즘 v8.0https://www.graphpad.com/guides/prism/latest/user-guide/using_choosing_an_analysis.htm
메틸 파라벤히메디아GRM1291항진균제
종합 비타민 캡슐GalaxoSmithKlineNA비타민 원료
케르세틴시그마Q4951-10G식물 화학
물질 소르빈산HimediaM1880항균제
스트렙토 마이신HimediaCMS220항생제
비타민 E 캡슐Nukind HealthcareNA비타민 E 원료
효모 추출물HimediaRM027아미노산 원료
아 아 트

References

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  1. Popp, J., Pető, K., Nagy, J. Pesticide productivity and food security. A review. Agronomy for Sustainable Development. 33 (1), 243-255 (2013).
  2. da Silva, F. R., et al. Comparative toxicity of Helicoverpa armigera and Hel....

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Feeding AssayHelicoverpa ArmigeraPhytochemical InsecticidesArtificial DietQuercetin TreatmentInsect GrowthLarval DevelopmentNutritional IndicesSurvival AnalysisPest Management

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