여기에서는 실험 또는 응용 연구를 위한 맞춤형 식량 공급원과 확장 가능한 방법을 갖춘 사육 단위를 사용하여 포식성 및 식균성 종을 포함하여 나무 구멍 곤충과 관련된 구경 진드기의 실험실 배양을 확립하고 유지하기 위한 프로토콜을 제시합니다.
여기에서는 실험 또는 응용 연구를 위한 맞춤형 식량 공급원과 확장 가능한 방법을 갖춘 사육 단위를 사용하여 포식성 및 식균성 종을 포함하여 나무 구멍 곤충과 관련된 구경 진드기의 실험실 배양을 확립하고 유지하기 위한 프로토콜을 제시합니다.
산상 진드기는 딱정벌레목(Coleoptera): Curculionidae 및 Cerambycidae와 같은 광범위한 나무 구멍 곤충의 일반적인 연관사입니다. 군중 진드기는 숙주의 번식지에 접근할 수 있는 몇 안 되는 유기체 그룹 중 하나입니다. 이 유기체는 미세하여 나무를 뚫는 곤충 갤러리 내에서 생물적 및 비생물적 조건에 대한 긴밀한 연관성과 친화력을 확립합니다. 갤러리 내 이들의 존재는 딱정벌레의 행동과 번식에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 일부 종은 딱정벌레와 상호적 곰팡이의 자연적인 길항제 역할을 하여 딱정벌레의 성공을 보장하는 공생 관계를 방해할 수 있습니다. 이러한 특성으로 인해 헌동 진드기는 목재 구멍 해충을 표적으로 하는 생물학적 방제 프로그램의 유망한 후보가 됩니다. 그러나 이러한 진드기를 사육하기 위한 재현 가능한 방법은 진드기의 기본 생물학과 생태학을 연구하고 생물 방제제로서의 잠재력을 평가하는 데 필요합니다. 그 중요성에도 불구하고 현재 포획된 영입 진드기 개체군을 유지하기 위한 자세한 프로토콜은 없습니다. 이 연구는 두 그룹의 군림 진드기, 즉 식균자/식민(Acari: Astigmata)(즉, Histiogaster arborsignis) 및 포식자(Acari: Mesostigmata)(즉, Proctolaelaps spp.)를 사육하기 위한 실용적이고 접근 가능한 접근 방식을 제시합니다. 우리는 압연 보리 알갱이와 선충류를 각각 이러한 진드기의 영양 공급원으로 사용할 것을 제안합니다. 이러한 식품 공급원은 실용적이고 널리 접근할 수 있으며 최소한의 유지 관리만 필요하며 대상 진드기 그룹의 영양 요구 사항에 맞는 표준화된 식단을 제공합니다. 석고 숯 기반 기판은 습도 조절 매트릭스로 사용됩니다. 이 조합은 식량 자원과 이러한 진드기의 장기적인 유지 및 번식을 위한 적절한 미세 서식지를 모두 제공합니다. 설명된 방법은 확장 가능하여 연구자가 콜로니 크기와 실험 요구 사항에 비례하여 사육 단위를 확장할 수 있습니다. 이 프로토콜은 진드기의 생태학적 역할에 대한 연구를 발전시키는 데 중요한 도구를 제공합니다. 실험적으로 검증된 이 시스템은 실험실 조건에서 다른 진드기 분류군을 사육하는 데 적응성을 유지하면서 몇 달 및 여러 세대에 걸쳐 장기적인 군집 생존 가능성을 보장합니다.
많은 나무를 뚫는 곤충은 대부분의 생애주기를 나무 안에서 완료하며, 그곳에서 먹이를 먹고 종종 식물 병원균의 매개체 역할을 하여 농업 및 산림 생태계에 심각한 위험을 초래합니다 1,2. 가장 해로운 그룹 중에는 Buprestidae, Cerambycidae, Bostrichidae 및 Curculionidae과의 침입성 딱정벌레가 있으며, 이는 전 세계적으로 광범위한 나무 사망 및 경제적 손실과 관련이 있습니다3. 플로리다에는 35종 이상의 암브로시아 딱정벌레(딱정벌레목: Curculionidae)가 서식하고 있으며, 최소 15종이 아보카도 나무에 감염되는 것으로 알려져 있습니다 4,5. 과수원에서 흔히 볼 수 있는 종으로는 Xyleborinus saxesenii Ratzeburg, Xyleborus affinis(Eichhoff), X. bispinatus Eichhoff, X. ferrugineus(Fabricius), X. volvulus(Fabricius), X. gracilis(Eichhoff) 및 Xylosandrus crassiusculus(Motschulsky)가 있으며, 종종 같은 나무에서 공존합니다 4,6. 이 딱정벌레는 주로 공생 곰팡이를 매개체로 하기 때문에 피해를 입히며, 그 중 일부는 식물에 병원성이 있습니다7. 가장 심각한 병원체는 월계수 시들음병의 원인균인 Harringtonia lauricola로, 2002년경 주요 매개체인 Xyleborus glabratus Eichhoff와 함께 미국에 도입되었습니다 8,9. 월계수 시들음병은 플로리다의 아보카도 산업과 토종 로라스과를 황폐화시켜50억 그루 이상의 나무를 죽였습니다 10,11. 더욱이, H. lauricola는 이제 X. glabratus가 드문 아보카도 시스템에서 대체 매개체로 기능하는 여러 암브로시아 딱정벌레 종과 관련하여 발생합니다 4,12.
진드기(Acari)는 광범위한 생태학적 틈새를 차지하는 매우 다양한 절지동물입니다. 그 중 몇몇 그룹은 포식적 행동, 높은 번식률, 토양, 식물 표면, 저장된 제품 등 다양한 환경에서 번성할 수 있는 능력으로 인해 생물학적 방제제로서의 잠재력이 점점 더 인식되고 있습니다. 온실, 종묘장, 농경지에서 해충 발생을 억제하는 능력은 통합 해충 관리(IPM) 프로그램에서 그 중요성을 강조합니다13,14. 예를 들어, Phytoseiidae과에는 생물학적 방제에 상당히 중요한 여러 종, 특히 Neoseiulus californicus Berlese 및 Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot가 포함되어 있으며, 이는 온실 및 밭 작물에서 거미 진드기(Acari: Tetranychidae)와 총채벌레를 억제하는 데 광범위하게 활용됩니다15. 마찬가지로, 라엘라피드 진드기 Stratiolaelaps scimitus는 곰팡이 모기 유충 및 총채벌레 번데기와 같은 토양에 서식하는 해충을 표적으로 하는 생물학적 방제제이며 통합 해충 관리 프로그램에 광범위하게 통합됩니다16. Phoretic 진드기는 이러한 맥락에서 유망한 그룹을 나타냅니다. 이 진드기는 분산을 위해 숙주와의 일시적인 연관성에 의존하며 나무껍질 및 암브로시아 딱정벌레와 같은 나무를 뚫는 곤충의 갤러리 또는 새끼 방에서 자주 발견됩니다 17,18,19.
진드기의 다양성은 형태와 생태 모두로 확장됩니다. 일부는 식균성 및 해충성 섭식 행동을 나타내는 반면 다른 일부는 포식성입니다. 숙주와의 근접성을 고려할 때, 진드기는 알과 유충을 포식하거나, 물리적으로 손상시키거나, 간접적으로 나무를 뚫는 곤충의 공생 관계를 방해함으로써 곤충 개체군을 억제할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다 20,21,22,23.
진드기와 진드기의 잠재적인 생물학적 방제제에 대한 관심이 높아지고 있음에도 불구하고 진드기에 대한 사육 프로토콜의 개발은 여전히 제한적입니다. 일부 연구에서는 자유 생활 포식성 진드기를 배양하는 방법(Acari: Mesostigmata)24,25; 그러나 설명에는 진드기 군집의 초기 설정에 대한 지침이 부족한 경우가 많아 새로운 진드기 학자에게는 어려움이 됩니다. 현재 장기 실험실 콜로니를 유지하거나 실험용으로 헌동 진드기를 사육하기 위해 확립된 프로토콜은 없습니다. 이 연구에서 제시된 프로토콜은 포식성(즉, Mesostigmata) 및 식균성/부패식성(즉, Astigmata) 진드기를 모두 사육하기 위한 실용적이고 확장 가능하며 재현 가능한 방법을 제공함으로써 이러한 격차를 해소합니다. 이 프로토콜은 영동 진드기의 맥락에서 설명되지만 다른 진드기에 광범위하게 적용할 수 있으며 다양한 연구 목표에 맞게 쉽게 조정할 수 있습니다. 예를 들어, 이 방법을 사용하여 사육된 난시 진드기는 포식성 진드기의 인위적인 먹이가 될 수 있습니다26,27.
이 연구는 광범위하게 적용 가능한 기질과 식이 조합이 다양한 진드기 분류군(Mesostigmata 및 Astigmata)에 걸쳐 지속적인 생존과 번식을 지원할 수 있다는 가설 하에 산모진드기에 대한 표준화된 사육 프로토콜을 개발하고 평가하는 것을 목표로 했습니다.
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여기에 설명된 프로토콜은 토양 절지동물에 대한 대량 사육 기술에 대한 이전 설명의 업그레이드된 적응입니다24,25. 또한 오토클레이브 가능한 비닐 봉지를 사용하여 식균/부패동물 영리 진드기(즉, Astigmata)를 대량 사육하는 새로운 방법도 포함되어 있습니다. 사용된 시약과 장비는 재료표에 나와 있습니다.
1. 사육 단위 기질의 준비
2. 통풍 뚜껑 준비
3. 먹이 공급원 및 헌운 진드기 이동
4. 숙주 및 영입 진드기 수집
5. 문화 유지
6. 포식성 진드기 배양 규모 확대
7. 비닐봉지를 대량 사육하는 데 있는 곰팡이/부패동물 배양 규모 확대
참고: 곰팡이/부패동물 진드기가 곡물을 섭취함에 따라 균열과 부패하는 유기물이 사육 기질을 빠르게 더럽혀 진드기에 해로운 조건을 만들 수 있습니다. 따라서 최대 120mL 병의 작은 사육 단위를 사용하여 식균성 진드기의 작은 군집을 유지하는 것이 좋습니다. 진드기를 확장하거나 대량 사육하려면 말린 보리가 담긴 오토클레이브 백을 사용하는 것이 좋습니다.
8. 비닐봉지에 담긴 곰팡이/식생동물 배양 유지
9. 월간 식민지 검사
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이 원고에 설명된 프로토콜은 두 가지 포식성 진드기 종인 Lasioseius safroi (Mesostigmata: Blattisociidae) 및 Proctolaelaps sp.(Mesostigmata: Melicharidae)와 식균/부패동물 종인 Histiogaster arborsignis (Astigmata: Acaridae)의 성장과 번식을 실험실 조건에서 효과적으로 지원했습니다. 각 진드기 종에 대해 10개의 콜로니(복제)가 준비되었습니다. 각 콜로니는 처음 7일 동안 5mL 경기장(2, 3, 4 및 5단계에 설명된 대로)에 보관된 5명의 개체로 시작된 다음 추가 성장을 지원하기 위해 더 큰 120mL 경기장으로 옮겨졌습니다(6단계에 설명된 대로). 경기장은 완전한 어둠 속에서 25°C로 유지되었고 개체수는 14일 동안 모니터링되었습니다.
진드기 수는 모든 종에 걸쳐 상당한 개체수 증가를 나타냈습니다. 7일째까지 평균 개...
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본 연구는 제안된 사육 프로토콜이 통제된 실험실 조건에서 포식성 진드기(Lasioseius safroi 및 Proctolaelaps sp.)와 식균성/분열성 종(Histiogaster arborsignis)의 생존과 번식을 효과적으로 지원했음을 보여줍니다. 14일 동안 상당한 개체군 증가가 기록되었으며, mL에서 120mL 경기장으로 전환한 후 평균 군집 크기가 200마리를 초과했습니다. 이러한 결과는 프로토콜의 견고성을 확인하고 다양한 진드기 분류군을 유지하기 위한 적응성을 강조합니다. 또한, 관찰된 확장성은 생태 연구 및 경제적으로 중요한 해충을 대상으로 하는 생물학적 방제 프로그램 개발에 대한 잠재적 적용 가능성을 강조합니다.
사육 프로토콜의 핵심 구성 요소는 활성탄과 파리 석고로 구성된 기초층으로, 다양한 토양에 서식하는 절지동물을 사육하는 데 이미 널리 사용되는 ...
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저자는 선언할 이해 상충이 없습니다.
부분적으로 이 연구는 USDA 사내 프로젝트(5010-22410-024-00-D) 및 USDA NIFA 보조금 2024-51181-43302에 따라 National Plant Disease Recovery System의 지원을 받았습니다.
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