Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Keuze en nee-keuze Bioassays te bestuderen de verpopt voorkeur en het succes van de opkomst van Ectropis grisescens

5.7K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/58126

⸱

30 oktober 2018

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Guangdong Key Laboratory for Innovation Development and Utilization of Forest Plant Germplasm, College of Forestry and Landscape Architecture, South China Agricultural University, 2College of Agriculture, South China Agricultural University, 3Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, 4College of Horticulture, South China Agricultural University, 5College of Coast and Environment, Louisiana State University

In dit artikel

Samenvatting

Hier presenteren we een protocol voor het onderzoek naar de voorkeur van de verpopt van volwassen larven van Ectropis grisescens in reactie op de bodem factoren (e.g., substraat type en vocht inhoud) met behulp van bioassays keuze. Wij presenteren ook een protocol van neen-keuze bioassays om te bepalen van de factoren die invloed hebben op het gedrag van de verpopt en nabestaanden van E. grisescens.

Samenvatting

Veel insecten als larven en volwassenen boven de grond leven en verpoppen als onder de grond. Vergeleken met de bovengrondse fasen van hun levenscyclus, is minder aandacht betaald op hoe milieu factoren van invloed op deze insecten wanneer ze in de grond verpoppen. De thee looper, Ectropis grisescens Warren (Lepidoptera: Geometridae, de spanners), is een ernstige plaag van thee planten en heeft geleid tot enorme economische verliezen in Zuid-China. De protocollen beschreven hier willen onderzoeken, door middel van multiple-choice bioassays, of oudere laatste-instar E. grisescens larven kunnen discrimineren bodem variabelen zoals de substraat-type en vocht-inhoud, en bepalen, via neen-keuze bioassays, de impact van het substraat type en vocht gehalte op verpopt gedrag en het succes van de opkomst van E. grisescens. De resultaten zou het begrip van de ecologie van de verpopt van E. grisescens verbeteren en inzichten in bodembeheer tactieken voor het onderdrukken van E. grisescens populaties kunnen brengen. Daarnaast kunnen deze bioassays worden gewijzigd om te bestuderen van de invloed van verschillende factoren op de verpopt gedrag en nabestaanden van bodem-verpoppen plagen.

Inleiding

Vergeleken met de larvale en volwassen stadia van insecten, is het popstadium zeer kwetsbaar als gevolg van het beperkte mobiele vermogen van poppen, die niet snel aan gevaarlijke situaties ontsnappen. Verpoppen onder de grond is een gemeenschappelijke strategie gebruikt door diverse groepen van insecten (b.v.in de orders Diptera1,2,3,4, Coleoptera5, Hymenoptera (Vliesvleugeligen)6, Thysanoptera7en Lepidoptera8,9,10,11,12) om hen te beschermen tegen bovengrondse roofdieren en milieurisico's. Velen van hen zijn ernstige land- en bosbouw plagen1,2,3,4,5,6,7,8 ,9,10,11,12. De volgroeide larven van deze insecten bodem-verpoppen meestal verlaten hun gastheren, vallen op de grond, dwalen om een goede website vinden plaatsen ingraven in de bodem en een pop kamer voor verpoppen8,10te construeren.

De thee looper, Ectropis grisescens Warren (Lepidoptera: Geometridae, de spanners), is een van de meest significante ontbladeraar plagen van de thee plant Camellia sinensis L.13. Hoewel deze soort voor het eerst in 1894 beschreven werd, het is ten onrechte geïdentificeerd als Ectropis obliqua Prout (Lepidoptera: Geometridae, de spanners) in het verleden decennia14,15. De verschillen in morfologie, biologie en geografische spreiding tussen de twee tweelingsoorten zijn beschreven in sommige recente studies14,15,16. Bijvoorbeeld, Zhang et al. 15 gemeld dat E. schuine voornamelijk op de grenzen van drie provincies (Anhui, Jiangsu en Zhejiang) in China plaatsgevonden, terwijl E. grisescens een veel bredere distributie in vergelijking heeft met E. oblique. Daarom de economische verliezen veroorzaakt door E. grisescens zijn grotendeels over het hoofd gezien, en de kennis van deze plaag moet uitvoerig worden herzien en vernieuwd16,17,18,19 . Onze eerdere studies is gebleken dat E. grisescens liever verpoppen in de grond maar ook wanneer de bodem is niet beschikbaar (neen-verpopt-substraatomstandigheden)11,12kunnen verpoppen.

Dit artikel bevat een stapsgewijze procedure om (1) het bepalen van de voorkeur van de verpopt van E. grisescens in reactie op factoren zoals substraat type en vocht inhoud met behulp van de multiple-choice bioassays en (2) het bepalen van de invloed van abiotische factoren op de verpopt gedrag en het succes van de opkomst van E. grisescens met behulp van bioassays nee-keuze. Alle in deze bioassays zijn uitgevoerd onder goed gecontroleerde laboratoriumomstandigheden. Ook worden deze bioassays aangepast om de invloed van andere factoren op de verpopt gedrag en nabestaanden van uiteenlopende bodem-verpoppen insecten te evalueren.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

1. vocht-keuze Bioassays verpopt de voorkeur bepalen van E. grisescens

  1. Verkrijgen van volwassen laatste-instar-larven van E. grisescens
    1. Gesneden verse scheuten (30-40 cm in lengte) van planten van de thee (Camellia sinensis L.). 25-30 scheuten invoegen in een driehoekige kolf van 250 mL. Vul de maatkolf met leidingwater. 3-4 kolven (met thee scheuten) zet in een kunststof bekken (bovenzijde: 51 cm diameter; onderzijde: diameter 40 cm, hoogte: 16 cm).
    2. Vrijgeven van 1000 en 2000 larven (tweede tot en met vijfde instar) van de kolonie van de laboratorium van E. grisescens op de bladeren van de scheuten van de thee in elk bekken. Handhaven van deze larven aan gecontroleerde laboratoriumomstandigheden [een fotoperiode van 14 h van licht gevolgd door 10 h van dark (14:10 L:D), 60-90% relatieve vochtigheid (RH) en 24-28 ° C]. Zorgvuldig overbrengen de larven op verse bladeren met de hand elke 1-2 d. Elke dag ontlasting en puin verwijderen vanaf de onderkant van de bekkens.
    3. Selecteer volwassen laatste-instar-larven die vallen van de bladeren van de thee scheuten en actief wandelen op de bodem van het bekken. Het verkrijgen van ten minste 240 volwassen larven om ervoor te zorgen dat voldoende larven beschikbaar voor de bioassays zijn.
      Opmerking: Selecteer alleen actief dolende larven voor de experimenten. Selecteer larven die op de bladeren blijven, niet omdat deze zijn niet klaar om te verpoppen. Ook, selecteer niet prepupae met beperkte mobiele activiteiten omdat zij niet actief naar de juiste voorwaarden zoeken zal na wordt vrijgegeven in de bioassay arena's.
  2. Voorbereiding van de ondergrond
    1. Verzamelen en 4 soorten substraat te identificeren (bijvoorbeeldzand, zandige leem 1, zandige leem 2 en silt leem) met behulp van de methode hydrometer20. Steriliseren van de bodem en het zand op een föhn voor > 3 d 80 ° C-oven en vervolgens volledig droge bodem en het zand bij 50 ° C gedurende enkele weken totdat het drooggewicht van het substraat monsters niet meer na verloop van tijd verandert.
    2. Grond van de droge grond met houten pestles en mortieren. Het zand en de geaarde bodem stofdicht door een zeef van 3 mm en ze opslaan in afsluitbare plastic zakken.
    3. Bereken de inhoud van de verschillende vocht van elke ondergrond (zand, zandige leem 1, zandige leem 2 of silt leem) als volgt2:
      figure-protocol-1
    4. Toevoegen van de vereiste hoeveelheid gedestilleerd water in de afsluitbare plastic zakken met de droge grond of zand te bereiden 5%-, 20%-, 35%-, 50% - 65%- en 80%-vocht substraat. Grondig Meng de gedestilleerd water en de bodem of zand.
  3. Bioassay arena voorbereiding
    1. Gelijkelijk verdelen de polypropyleen containers (bovenzijde: 20.0 cm lang x 13,5 cm breed, onderzijde: 17.0 cm in lengte x 10,0 cm in de breedte, hoogte: 6.5 cm) in 6 kamers met waterdichte PVC (polyvinylchloride) bladen (hoogte: 3,5 cm). De PVC-platen bevestigen en verzegel de inbreker met behulp van hete lijm.
      Opmerking: Volledig zegel ieder spleet om te voorkomen dat water permeatie.
    2. Voor elke test, vul de 6 kamers met behulp van dezelfde soort substraat met verschillende vocht inhoud (5%-, 20%-, 35%-, 50% - 65%- en 80%-vocht) (Figuur 1a).
      Opmerking: Gebruik alleen 1 soort substraat van verschillende vocht inhoud in elke test. Willekeurig toewijzen de volgorde van de kamers die het substraat met de 6 vocht inhoud bevatten.
    3. Plakken van 4-6 stukken van verse theebladeren met behulp van kleine stukjes tape ter dekking van de binnenzijde van de deksels van de polypropyleen containers (Figuur 1b).

figure-protocol-2
Figuur 1: voorbeelden van bioassay arenas voor de keuze tests. (een) waterdicht PVC (polyvinylchloride) bladen worden gebruikt om even de polypropyleen containers te verdelen in 6 kamers. PVC-platen worden bevestigd met hete lijm, en ieder inbreker zorgvuldig zijn verzegeld. In dit voorbeeld, zandige leem 2 met verschillende vocht inhoud (5%, 20%, 35%, 50%, 65% en 80% vocht) worden gebruikt voor het vullen van de kamers in de willekeurig toegewezen orders. (b) verse thee bladeren worden geplakt op de binnenkant van de deksels waar de volwassen Ectropis grisescens larven zal worden vrijgegeven. (c) PVC platen worden gebruikt om even de polypropyleen containers te verdelen in 4 kamers, die zijn gevuld met 4 soorten ondergronden (zand, zandige leem 1, zandige leem 2 en silt leem) op 50% vocht. Dit cijfer is gewijzigd van Wang et al. 11. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

  1. De instelling van de bioassay en opname van de gegevens
    1. Vrij 30 volwassen laatste instar larven (verkregen in stap 1.1.3) op de verse theeblaadjes geplakt op het deksel van de container van polypropyleen. Zorgvuldig omvallen het deksel en strak dekken de polypropyleen container.
    2. Herhaal elke test 8 x. Handhaven van de bioassay arena's in de omgeving van een milieu kamer op een 14:10 (L:D) fotoperiode en 26 ° C.
    3. Op dag 5, het aantal poppen op het oppervlak van de bodem in elke kamer. Ook de bioassays ontmantelen en Tel het aantal poppen in het substraat.
      Opmerking: Tellen alleen de levende poppen op of in het substraat. Controleer de levensvatbaarheid van de poppen door het observeren van abdominale bewegingen na het aanraken van de poppen met pincet.
  2. Data-analyses
    1. Voor elke test, bereken het percentage van poppen die gevonden in elke kamer van elke repliceren. Het percentage gegevens overbrengen naar de log-verhouding met behulp van de methode geboden door Kucera en Malmgren21.
    2. Vergelijk het percentage van de poppen (getransformeerde gegevens) in elke kamer met behulp van een one-way variantieanalyse (ANOVA). De betekenis niveaus vastgesteldop α = 0,05 voor elke test.

2. substraat-keuze Bioassays om te bepalen van de voorkeur van de verpopt van E. grisescens

  1. Herhaal stap 1.1 voor volwassen laatste-instar-larven en stap 1.2 ter voorbereiding van de ondergrond met verschillende vocht inhoud. Ditmaal, slechts 20%, 50% en 80%-vocht substraat nodig zijn.
  2. Voorbereiding van de bioassay arena 's
    1. Vergelijkbaar met de stap van 1.3.1, even de polypropyleen containers te verdelen in 4 kamers met PVC vellen. De PVC-platen bevestigen en verzegel de inbreker met behulp van hete lijm.
    2. Voor elke test, de kamers te vullen met de 4 soorten ondergronden (zand, zandige leem 1, zandige leem 2 en silt leem) die de zelfde vochtgehalte (20%, 50% of 80% vocht) met willekeurig hebben toegewezen bestellingen (Figuur 1 c). Herhaal stap 1.3.3 te bereiden de deksels.
  3. Herhaal stap 1.4 instellen de bioassays en opnemen van de gegevens en stap 1.5 om de gegevens te analyseren.

3. nee-keuze Bioassays om te bepalen van de bodem-gravende gedrag en het succes van de opkomst van E. grisescens

  1. Herhaal stap 1.1 te verkrijgen van de volwassen laatste-instar-larven en stap 1.2 ter voorbereiding van de 4 substraten (zand, zandige leem 1, zandige leem 2 en silt leem) 3 vocht inhoud (20%, 50% en 80% vocht).
  2. Bioassay instelling
    1. Voeg het substraat in een plastic container (bovenzijde: 11,5 cm diameter; onderzijde: diameter 8,5 cm; hoogte: 6.5 cm) tot een diepte van 3 cm. In totaal, zorgt ervoor dat er 12 behandelingen (de combinaties van 4 substraat typen en 3 vocht inhoud). Herhaal elke behandeling 7 x.
    2. Vrij 15 volwassen laatste-instar-larven op het substraat van elke bioassay-arena. Het zegel van de containers door te strak bedekken de deksels. Handhaven van de bioassays in de omgeving van een milieu kamer op een 14:10 (L:D) fotoperiode en 26 ° C.
      Opmerking: Zal er geen behoefte om te plakken verse theeblaadjes op de deksels zoals vermeld in de bioassays keuze.
  3. Opname van de gegevens en analyses
    1. Op dag 3, het aantal poppen en eventuele dode larven op het oppervlak van het substraat van elke repliceren. Bereken het percentage van E. grisescens personen die in het substraat als volgt nestelden:
      figure-protocol-3
    2. Registreren van het aantal opkomende volwassenen elke dag totdat niet meer volwassene ontstaan voor 15 d. de opkomst succes als volgt berekenen:
      figure-protocol-4
    3. Vergelijk het percentage nestelden individuen en het succes van de opkomst onder de behandelingen met one-way ANOVA. De betekenis niveaus vastgesteldop α = 0,05.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

De vocht-keuze bioassays bleek dat aanzienlijk meer E. grisescens personen pupated op of binnen de 5% en 35% vocht zand ten opzichte van de 80%-vocht zand (Figuur 2a). Echter aanzienlijk meer individuen de voorkeur gegeven om te verpoppen op of in de bodem (zandige leem 1 en 2 en slib leem) die had een tussenliggende vochtgehalte (cijfers 2b - 2d).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Een paar plagen6,9,22,23zijn verpopt voorkeuren reageren op verschillende bodem variabelen bestudeerd. Bijvoorbeeld om te studeren van de voorkeur van volwassen larven van Bactrocera tryoni (Froggatt) (Diptera: Tephritidae) onder verschillende bodemgesteldheid vocht, Hulthen en Clarke22 decorontwerp een 3 x 3 Latijn-plein met 9 containers gevuld met bodem bij 0%...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

Wij bedanken Yuzhen Wen, Shiping Liang Shengzhe Jian en Li Yanjun (College van bosbouw en landschapsarchitectuur, Zuid-China Agricultural University) voor hun hulp bij de insecten kweek en experimentele opstelling. Dit werk werd gefinancierd door het National Natural Science Foundation of China (Grant nr. 31600516), de Guangdong Natural Science Foundation (Grant No. 2016A030310445), en de wetenschap en de technologie Planning Project van de provincie Guangdong (Grant No. 2015A020208010) .

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Driehoekige flesBomex Chemical (Shanghai) Co., LTD99250 mL
Kunststof wasbakChahua, Fuzhou, China100bovenzijde: 51 cm in diameter; onderzijde: 40 cm in diameter; hoogte: 16 cm
Zippy-lock zakjesGlad, Guangzhou, China126/133
Polypropyleen containersYouyou Plastic Factory, Taian, China139/155/160/161/190bovenzijde: 20,0 cm [L] × 13,5 cm [B], onderzijde: 17,0 cm [L] × 10,0 cm [B], hoogte: 6,5 cm
Waterdichte polyvinylchloride plaatYidimei, Shanghai, China141
LintV-tech, Guangzhou, ChinaVT-710
Oven drogerKexi, Shanghai, ChinaKXH-202-3A
MilieukamerLife Apparatus, Ningbo, ChinaPSX-280H

Referenties

  1. Dimou, I., Koutsikopoulos, C., Economopoulos, A. P., Lykakis, J. Depth of pupation of the wild olive fruit fly, Bactrocera (Dacus) oleae (Gmel.) (Dipt., Tephritidae), as affected by soil abiotic factors. Journal of Applied Entomology. 127 (1), 12-17 (2003).
  2. Chen, M., Shelton, A. M. Impact of soil type, moisture, and depth on swede midge (Diptera: Cecidomyiidae) pupation and emergence. Environmental Entomology. 36 (6), 1349-1355 (2007).
  3. Holmes, L. A., Vanlaerhoven, S. L., Tomberlin, J. K. Substrate effects on pupation and adult emergence of Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae). Environmental Entomology. 42 (2), 370-374 (2013).
  4. Renkema, J. M., Cutler, G. C., Lynch, D. H., MacKenzie, K., Walde, S. J. Mulch type and moisture level affect pupation depth of Rhagoletis mendax Curran (Diptera: Tephritidae) in the laboratory. Journal of Pest Science. 84 (3), 281(2011).
  5. Ellis, J. D. Jr, Hepburn, R., Luckman, B., Elzen, P. J. Effects of soil type, moisture, and density on pupation success of Aethina tumida (Coleoptera: Nitidulidae). Environmental Entomology. 33 (4), 794-798 (2004).
  6. Pietrantuono, A. L., Enriquez, A. S., Fernández-Arhex, V., Bruzzone, O. A. Substrates preference for pupation on sawfly Notofenusa surosa (Hymenoptera: Tenthredinidae). Journal of Insect Behavior. 28 (3), 257-267 (2015).
  7. Buitenhuis, R., Shipp, J. L. Influence of plant species and plant growth stage on Frankliniella occidentalis pupation behaviour in greenhouse ornamentals. Journal of Applied Entomology. 132 (1), 86-88 (2008).
  8. Zheng, X. L., Cong, X. P., Wang, X. P., Lei, C. L. Pupation behaviour, depth, and site of Spodoptera exigua. Bulletin of Insectology. 64 (2), 209-214 (2011).
  9. Wen, Y., et al. Effect of substrate type and moisture on pupation and emergence of Heortia vitessoides (Lepidoptera: Crambidae): choice and no-choice studies. Journal of Insect Behavior. 29 (4), 473-489 (2016).
  10. Wen, Y., et al. Soil moisture effects on pupation behavior, physiology, and morphology of Heortia vitessoides (Lepidoptera: Crambidae). Journal of Entomological Science. 52 (3), 229-238 (2017).
  11. Wang, H., et al. Pupation behaviors and emergence successes of Ectropis grisescens (Lepidoptera: Geometridae) in response to different substrate types and moisture contents. Environmental Entomology. 46 (6), 1365-1373 (2017).
  12. Wang, H., et al. No-substrate and low-moisture conditions during pupating adversely affect Ectropis grisescens (Lepidoptera: Geometridae) adults. Journal of Asia-Pacific Entomology. 21 (2), 657-662 (2018).
  13. Ge, C. M., Yin, K. S., Tang, M. J., Xiao, Q. Biological characteristics of Ectropis grisescens Warren. Acta Agriculturae Zhejiangensis. 28 (3), 464-468 (2016).
  14. Xi, Y., Yin, K. S., Tang, M. J., Xiao, Q. Geographic populations of the tea geometrid, Ectropis obliqua (Lepidoptera: Geometridae) in Zhejiang, eastern China have differentiated into different species. Acta Entomologica Sinica. 57, 1117-1122 (2014).
  15. Zhang, G. H., et al. Detecting deep divergence in seventeen populations of tea geometrid (Ectropis obliqua Prout) in China by COI mtDNA and cross-breeding. PloS One. 9 (6), e99373(2014).
  16. Ma, T., et al. Analysis of tea geometrid (Ectropis grisescens) pheromone gland extracts using GC-EAD and GC× GC/TOFMS. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 64 (16), 3161-3166 (2016).
  17. Zhang, G. H., et al. Asymmetrical reproductive interference between two sibling species of tea looper: Ectropis grisescens and Ectropis obliqua. Bulletin of Entomological Research. , (2016).
  18. Luo, Z. X., Li, Z. Q., Cai, X. M., Bian, L., Chen, Z. M. Evidence of premating isolation between two sibling moths: Ectropis grisescens and Ectropis obliqua (Lepidoptera: Geometridae). Journal of Economic Entomology. 110 (6), 2364-2370 (2017).
  19. Li, Z. Q., et al. Chemosensory gene families in Ectropis grisescens and candidates for detection of Type-II sex pheromones. Frontiers in Physiology. 8, article no: 953 (2017).
  20. Chen, L. Q. Research on structure of soil particle by hydrometer method. Environmental Science Survey. 29 (4), 97-99 (2010).
  21. Kucera, M., Malmgren, B. A. Logratio transformation of compositional data: a resolution of the constant sum constraint. Marine Micropaleontology. 34 (1-2), 117-120 (1998).
  22. Hulthen, A. D., Clarke, A. R. The influence of soil type and moisture on pupal survival of Bactrocera tryoni (Froggatt) (Diptera: Tephritidae). Australian Journal of Entomology. 45 (1), 16-19 (2006).
  23. Alyokhin, A. V., Mille, C., Messing, R. H., Duan, J. J. Selection of pupation habitats by oriental fruit fly larvae in the laboratory. Journal of Insect Behavior. 14 (1), 57-67 (2001).
  24. Torres-Muros, L., Hódar, J. A., Zamora, R. Effect of habitat type and soil moisture on pupal stage of a Mediterranean forest pest (Thaumetopoea pityocampa). Agricultural and Forest Entomology. 19 (2), 130-138 (2017).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Trefwoorden

BodemvariabelenSubstraattypeVochtgehalteMeerkeuze bioassaysThee looperIn de bodem verpoppende insecten
Keuze en nee-keuze Bioassays te bestuderen de verpopt voorkeur en het succes van de opkomst van Ectropis grisescens
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleid

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.