Sleutelelementen van foto attractie Bioassay voor Insect Studies of controle programma 's

Samenvatting

Foto-attractie bioassay arena's zijn gebruikt om te bepalen van de optimale lichte kleur(en) te maximaliseren insect attractie; bioassays en methoden zijn echter specifiek te richten op insecten gedrag en habitats. Aanpasbare apparatuur en wijzigingen worden uiteengezet voor nachtelijke of dagverloop en terrestrische of luchtfoto insecten.

Samenvatting

Geoptimaliseerde visuele lokstoffen zal insect overlapping efficiëntie verhogen met behulp van het doel insect aangeboren gedrag (positieve foto-taxi's) als een middel om het insect verleiden met een bevolking controle of toezicht val. Light emitting diodes (LED's) heb aanpasbare verlichting opties met bepaalde golflengtes (kleuren), intensiteiten en bandbreedtes, die allemaal kunnen worden aangepast aan de doelgroep insecten. Foto-attractie gedrags bioassays kunt LED's voor het optimaliseren van de aantrekkelijke kleur(en) voor een insect soorten tot specifieke levensgeschiedenis stadia of gedrag (paring, voeding of op zoek naar onderdak). Onderzoekers moeten vervolgens bevestigen de resultaten van de bioassay in het veld en de beperkte aantrekkelijke afstand van de visuele lokstoffen begrijpen.

De klaverblad bioassay-arena is een flexibele methode te beoordelen foto attractie terwijl ook beoordeling van een aantal natuurlijke insectenwerende gedrag zoals ontsnappen en voederen van reacties. De arena kan worden gebruikt voor terrestrische of luchtfoto insect experimenten, evenals dagelijkse en nachtelijke insecten. Data collectie technieken met de arena zijn video-opnamen, tellen van contact met de lichten, of fysiek het verzamelen van de insecten als ze aangetrokken naar de lichten worden. De assay rekeningen voor insecten die neen-keuze en de arena's maken kunnen enkele (concurrerend) kleur of meerdere (concurrerende) kleuren. Het klaverblad ontwerp zorgt ervoor dat insecten met sterke thigmotaxis om terug te keren naar het midden van de arena waar ze kunnen bekijken alle opties in een concurrerende LED proeven. Het klaverblad arena hier gepresenteerd is gebruikt met muggen, bed bugs Hessian fly, huis vliegt, bijtende midges, rode bloem kevers en psocids. Bioassays worden gebruikt om accuraat en effectieve insect vallen bij de ontwikkeling en de optimalisatie van insecten vallen gebruikt om te controleren op ongedierte bevolking schommelingen voor ziekte vector risicobeoordelingen, de introductie van invasieve soorten, en/of worden gebruikt voor onderdrukking van de bevolking.

Inleiding

Bijna alle entomologische toezicht is afhankelijk van olfaction of visuele lokstoffen en vaak beide. Vluchtige olfactorische lokstoffen kan verspreiden doorheen de omgeving wat resulteert in een groot aantrekkelijk gebied. Visuele lokstoffen kunnen echter een beperkter bereik hebben vanwege de ongewervelde compound eye oplossen afbeeldingen^1,2,3. Visuele lokstoffen moet daarom worden geoptimaliseerd om het insect van belang om attractie en de val ontworpen om te profiteren van het doel insect natuurlijke gedragingen te maximaliseren.

Visuele attractie is gebaseerd op de golflengten van de zon of andere lichtbronnen die worden geabsorbeerd of gereflecteerd door de oppervlakte van een object; organismen bekijken deze absorptie/breking van golflengtes als kleur. Insect visie heeft gevonden om op te nemen van de blauwe, groene en ultraviolet (UV) golflengten¹. Insecten gebruiken hun visie om hulp bij het vinden van stuurlieden, voedsel en onderdak⁴. Insecten kunnen visueel object maten, kleuren, vormen, bewegingen en contrasten^5,6definiëren. Nocturnally actieve insecten zijn over het algemeen aangetrokken door licht van uiteenlopende contrast en intensiteit⁴, terwijl dagverloop insecten achtergrondkleuren en -afbeeldingen, naast contrast vanwege de grotere foton beschikbaarheid gedurende de dag oplossen kunnen. Toezicht vallen gebruiken het insect visuele aanwijzingen in hun voordeel te optimaliseren attractie en vangen van⁷.

De meest voorkomende methode voor de evaluatie van de foto-attractie was waarneming van insecten beweging naar verschillende gekleurde vormen zoals bloemen⁸ of objecten (zoals kleverige kaarten^9,10). Visuele bioassays met behulp van gekoloniseerde insecten kunnen helpen identificeren van het optimale aantal golflengtes en/of intensiteit, waardoor het aantal veldproeven. Visuele bioassays zoals de "dubbelzijdig licht Tunnel" werden ontworpen voor het testen van vliegen¹¹. Het probleem met twee zijdig lichte tunnels zijn dat ze niet verantwoordelijk zijn voor insecten die niet worden verzameld. De meeste insecten zal blijven steken op interne hoeken en langs de randen in arena's. Slechts twee kleuren kunnen ook in één keer worden getest. Andere testen zijn de methoden van Steverding & Troscianko (2004)¹², waardoor werd teruggebracht van de tseetseevlieg aantrekkingskracht op brede banden (±50 nm) van lichte kleuren. Light emitting diodes (LED's) zijn opgenomen in overlappen naar insecten attractie te verbeteren door het optimaliseren van de golflengtes van de uitgezonden licht^1,13,14. Optimaliseren van de visuele aantrekkingskracht van deze traps of toezicht apparaten zal efficiënter insect collectie met behulp van het insect aangeboren gedrag om insecten te lokken. Op deze manier worden bioassay resultaten gebruikt voor het optimaliseren van bestaande technologie van de overlapping. De "terrestrische Arthropod Trap" dat verbeterd de industrie standaard koepel-type val voor rode bloem kever surveillance (US patent # US8276314B2)) en de "methode en composities voor verbeterde licht Traps" die opgenomen van light emitting diodes in antenne insect traps (US patent # US2009/0025275A1). De twee octrooien gebruiken LED-technologie die is geoptimaliseerd door het gebruik van de resultaten van de bioassay tot een aanzienlijke verbetering insect vallen.

Deze studie beschrijft een foto attractie bioassay arena en methoden waarmee onderzoekers te evalueren van het insect antwoord als u wilt beperken golflengten als een concurrerende of één aantrekkelijke kleur. Apparatuur en experimentele wijzigingen worden uitgereikt aan nachtelijke dagverloop, terrestrische en luchtfoto insecten.

Protocol

1. bioassay onderdelen

1. Terrestrische arena bouw
   1. Gebruik metaal knippert materiaal strips 2,54 cm lengte. Elke strip buigen in een halve cirkel met een diameter van 15.24 cm (Figuur 1).
   2. Sluit de uiteinden van elke halve cirkel en een klaverblad vorm van de vier stukken. Sluit een borgmoer en een #10 Machineschroef aan de uiteinden van elke halve cirkel hen om samen te houden.
   3. Boor een gat in het middelpunt van elke halfronde 0,79 cm vanaf de onderkant van de arena. 5 mm LED houders om de gaten geboord in het midden van elke halve cirkel brengt.
   4. Spuiten met als doel het verminderen van reflectie, mat zwarte verf in de arena¹⁴ ter dekking van de metalen knipperen. Een vloeibare textuur gebruiken (bv., Fluon) om te voorkomen dat insecten uit de arena te klimmen over de verf.
2. Luchtfoto arena bouw
   Opmerking: De luchtfoto arena heeft een vergelijkbare grootte en dimensie aan de terrestrische arena; echter, polyacryl materiaal werd gebruikt (Figuur 2). De duidelijke plastic kunt alle licht doorlaat. De duidelijke plastic voorkomt reflectie die met het experiment interfereert. De duidelijke plastic maakt het ook mogelijk het experiment te worden opgenomen.
   1. Rijg de verste punten van elke halve cirkel toe collectie containers naar de schroef op de belangrijkste arena. De shape Klaverblad stuurt insecten terug naar het midden. Geen externe hoeken moedigen insect congregatie; de collectie cups voor luchtfoto insecten hebben echter alle interne hoeken en geen externe hoeken.
   2. Voor de luchtfoto arena collectie containers, schroef top polymethylpentene containers (125 mL, 64 mm buitendiameter, 74 mm hoogte) gebruiken en boor de bodems (15 mm doorsnede).
   3. In elk van de containers bodems, brengt schroefdraad leidingen (diameter 15 mm, 60 mm lengte).
   4. Een 5 mm LED houder aan de deksels van elke container koppelen. Draad van elke collectie kooi deksel op de grote opening van de kooien van de collectie.
   5. Plaats de schroefdraad pijp van de arena in de kleine opening aan de andere kant van de kooi van de collectie. Ervoor zorgen dat de gehele schroefdraad pijp-eind spoelen met de muren binnen de arena is en strak naar de kooi van de collectie past.
      Opmerking: De schroefdraad pijp gemaakt van Teflon. De Teflon gloeit de kleur van de LED die in het bezit van zijn collectie kooi. De schroefdraad pijp was het enige element dat met betrekking tot de insecten in de arena als gevolg van een grijze kunststof stof aan de voet van de kooi van elke collectie gloeit.
3. Voorbereiding van de elektronica
   Opmerking: Er zijn verschillende kleuren (golflengten) van de LEDs zijn afhankelijk van de chemicaliën die worden gebruikt voor de bouw van de LED en daarom een breed scala van kleuren zijn mogelijk (tabel 1).
   1. Voor alle experimenten, gebruikt u standaard 5 mm LEDs met positieve en negatieve leads. De LED's kunnen smalle in hun verspreidingsgebied van golflengte ± 5 nm of kunnen in hun golflengte bereik van ± 50 nm groot.
   2. De kijkhoek definiëren als de maximale conische hoek waartegen een weergave kan worden weergegeven. Deze zijn ook wel bekend als door gat LEDs. Door gat LEDs vereist hetzij via gat "slots" op een PCB, een kabelboom, of draden gesoldeerd aan de negatieve en positieve terminals. Surface mount LEDs vereisen goede PCB design en soldeer te nemen van hen.
   3. Integreren van variabele weerstanden in de elektronica tot controle de inname power LED (LED intensiteit) (Figuur 3). Gebruik een lichte spectrometer om te controleren of de intensiteit (W/m²) en de golflengte (nm) van de LEDs voor elk experiment.

2. arena voorbereiding

1. Vóór tussen elke repliceren, zorgvuldig demonteren en reinigen van de arena met een reukloos, nonabrasive zeep in warm water te verwijderen van de geuren en de eventuele ongewenste lokstoffen. Gebruik een spons met een laag schurende te voorkomen krassen van de arena.
   1. Grondig drogen de arena en zet het opzij tot het einde van de lucht drogen in voorbereiding voor de volgende proef. Dit zal verhinderen dat water vlekken ontwikkelen. Krassen en water vlekken kunnen veroorzaken breking op die punten op de arena. Verstoringen maken fout in resultaten.
   2. Wanneer de arena moet worden behandeld, draag nitril handschoenen om te voorkomen dat de invoering van menselijke geuren op de oppervlakken van de arena.
2. Neem de volgende omgevingsomstandigheden: vochtigheid, temperatuur, luchtdruk, datum, begin-/ eindtijd, externe lichtbronnen en LED posities in de arena. Deze waarden opnemen en controleren hun tendensen van experiment tot experiment. Dit zorgt voor een juiste uniforme experimentele wordt gerepliceerd, opnemen van de milieuomstandigheden vóór en na de wordt gerepliceerd.
3. Typen experimenten
   Opmerking: Deze instelling is geschikt voor single en concurrerende lichte testen.
   1. Voor enkele lichte testen, gebruikt u een licht emitterende op een enkele klaverblad terwijl de rest van de klaver bladeren hebben niets uitstoten van hen.
   2. Stoten voor concurrerende experiment, licht van alle vier cloverleafs met verschillende kenmerken in competitie met elkaar.
      Opmerking: Andere experimenten kunnen beoordelen van het belang van insecten staat (gevoed, uitgehongerd, teneral, gekruist, bloed gevoed, enz.) en levensgeschiedenis fase. Opname/gedragsanalyse software kan worden gebruikt om te registreren en te kwantificeren van gedrag. Voor nachtelijke experimenten, kunnen de infraroodcamera's worden gebruikt om weer te geven van de insecten, die zal gloeien witte in de IR opnemen in tegenstelling tot de donkere arena.
   3. LED posities draaien na elke repliceren naar de controle van het potentiële effect van licht interferentie tussen tegengestelde lichtbronnen en milieu voorkeuren.
   4. Wilt tellen het aantal collecties voor insecten die niet in de gaten gaan, gebruikt infrarood LEDs, een infrarode camera, en software¹⁴. De video-opname zal tonen dat het aantal kever bezoeken aan elke LED. Een verzameling is niet meegeteld, tenzij het insect beweegt vanuit het midden van de arena richting een LED in tegenstelling tot na een rand langs een LED.
4. Arena setup
   1. Instellen van een voetstuk met vier identieke mason jars en plaats een zwarte linnen doek op de top van hen. Het linnen doek is zwart om te voorkomen dat licht weerkaatst op de onderkant van de arena.
   2. Plaats de grondplaat van de arena op de top van deze voetstuk. Elk stuk van de arena op de top van deze basis plaat monteren.
   3. Plaats de klaverblad arena centraal rond de release-punt in de grondplaat. Houden dit centraal staat de insecten te blijken uit het midden van het experiment, waardoor ze geen eerste voorkeur.
   4. Installeer de lichtemitterende diodes (LED's) in van de container van de vier collectie LED houders.
   5. Instellen van de elektrische uitrusting aan de verlichting.

3. starten van Bioassays

1. Plaats het duidelijk deksel van de arena op de arena parallel aan de basisplaat. Als insecten worden vrijgegeven door de basisplaat, moet het deksel van de arena al op de arena. Dit bevat insecten en biedt visuele beoordeling of video-opname (terrestrische insecten).
   1. Indien nodig per soort (luchtfoto insecten), tijdelijk de insecten voor het toestaan van extractie uit hun kooien (opkomst) zodat arena invoering te immobiliseren. De insecten neerhalend kan worden bereikt met tijdelijk met kooldioxide of een koude temperatuur (<-20 ° C voor muggen tot-4.0 ° C voor muggen).
   2. Met behulp van een aspirator, pak de gewenste seks en de telling van insecten uit de klopte neer insecten. Vervolgens, de insecten in te voeren in de arena via de grondplaat. Gebruik een pipe of ander gereedschap aspiratie voor insect extractie. Te veel manipulatie of lange belichtingen zal overleven.
   3. Start bioassay opnames/evaluatie vóór acclamatie te bevestigen de insecten zijn reageren alleen op het licht en niet vertonen een escape-reactie. Om te voorkomen dat escape reactie, een bepalen een tijd van de acclimatisering van 1 h tot de insecten alvorens het drijven op de elektronica. Insecten oriënteren naar specifieke golflengten van licht tijdens hun vlucht reactie wanneer geplaatst in een nieuwe omgeving.

4. beëindiging en kwantificeren van Bioassays

Opmerking: De duur van elke experimentele repliceren zal afhangen van insecten gedrag en antwoord timing, in het algemeen gebruik een langere blootstelling, meer reacties hebben de neiging om meer informatief.

1. Record milieuomstandigheden.
2. Stop opnamen zoals de infrarood camera, als gebruikt.
3. In het geval van met behulp van de collectie kamers: na elke repliceren, plaatst u de klaverblad arena in een diepvriezer om te doden van de insecten voor kwantificering. De arena moet niet worden overgelaten in de vriezer te lang omdat de bevriezing omgeving kan het plastic te kraken.
4. Kwantificeren insect gedrag door het tellen van insecten-responders in collectie kooien of analyseren van video. Insecten die bleef in het klaverblad arena werden geteld als geen keuze hebben gemaakt. Culicoides bleken bijvoorbeeld worden meest aangetrokken door UV-licht in vergelijking met het maken van geen keuze⁷.

Resultaten

De terrestrische arena is gebruikt voor het verbeteren van de pest toezicht vallen voor rode bloem kevers¹⁴ en de antenne arena's voor Hessiaan vliegt¹⁵ en bijtende midges⁷. Hoewel de klaverblad arena's vergelijkbaar waren, de voorwaarden voor elk insect soorten verschilden en ondergebracht op de evaluatie van nachtelijke of dagverloop insecten die kunnen crawlen of vliegen. Wat nog belangrijker is deze lab studies ve...

Discussie

Foto-attractie bioassays zijn een belangrijk instrument om te bepalen van de optimale aantrekkelijke kleur(en) en minimaliseren van de opties voor veldproeven van deze kleuren. Echter verschillende factoren moeten worden overwogen bij het optimaliseren van de bioassay voor een specifieke insecten met inbegrip van: enkel licht vs. concurrerende lichte experimenten, helderheid, optimale spectraal bereik, ambient licht interferentie, stand van de insecten en de natuurlijke gedragingen die kunnen beperken de mogelij...

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
metal flashing material
#10 roestvrijstalen schroef		Stock
#10 roestvrijstalen borgmoer		Stock
5 mm LED-houder	Radio Shack Corp	276-080
matte zwarte spuitverf		Stock
Fluon		Stock
gegoten polyacryl
schroefdop Nalgene	Thermo Fisher Scientific	Nunc polymethylpenten	125 mL, 64 mm buitendiameter, 74 mm hoogte
Gedraaide teflon buizen		Stock	15 mm diameter, 60 mm lengte
StellarNet lichtspectrometer	Stellar Net, Inc	BLACK Comet C-SR-25
LED-infrarood lichtbron	Tracksys LTD
infrarood videocamera	Panasonic Corp	WV-BP330 Panasonic CCTV-camera
MEDIACRUISE software	Canopus Corp