Methodenartikel

Met behulp van vlucht molens te meten vlucht neiging en prestaties van de westerse maïs wortel worm, Diabrotica maïswortelboorder virgifera maïswortelboorder virgifera (Leconte)

DOI:

10.3791/59196

⸱

29 oktober 2019

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

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Vlucht molens zijn belangrijke hulpmiddelen om te vergelijken hoe leeftijd, geslacht, parings status, temperatuur of verschillende andere factoren het vluchtgedrag vaneen insect kunnenbeïnvloeden. Hier beschrijven we protocollen om Tether en meten de neiging van de vlucht en de prestaties van de westerse maïs wortel worm onder verschillende behandelingen.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De westelijke maïs wortel worm, Diabrotica maïswortelboorder virgifera maïswortelboorder virgifera (Leconte) (Coleoptera: Chrysomelidae), is een economisch belangrijke plaag van maïs in het noorden van de Verenigde Staten. Sommige populaties hebben resistentie ontwikkeld tegen beheersstrategieën, waaronder transgene maïs die insecticide toxines produceert die zijn afgeleid van de bacterie Bacillus thüriensis (BT). Kennis van westerse maïs wortel worm dispertie is van cruciaal belang voor modellen van weerstand evolutie, verspreiding, en mitigatie. Vluchtgedrag van een insect, vooral over een lange afstand, is inherent moeilijk te observeren en karakteriseren. Vlucht molens bieden een middel om direct te testen van de ontwikkeling en fysiologische effecten en de gevolgen van de vlucht in het laboratorium dat niet kan worden verkregen in veldstudies. In deze studie werden vlucht molens gebruikt om de timing van de vlucht activiteit, het totale aantal vluchten en de afstand, duur en snelheid van vluchten die door vrouwelijke wortel wormen werden genomen tijdens een testperiode van 22 uur te meten. Zestien vlucht molens werden ondergebracht in een milieu kamer met programmeerbare verlichting, temperatuur en vochtigheidscontrole. De beschreven vlucht molen is van een typisch ontwerp, waarbij een vluchtarm vrij is om over een centraal draaischarnier te roteren. De rotatie wordt veroorzaakt door een vlucht van een insect dat aan één uiteinde van de vluchtarm is vastgebonden en elke rotatie wordt door een sensor met een tijdstempel geregistreerd. RAW-gegevens worden gecompileerd door software, die vervolgens worden verwerkt om samenvattings statistieken te verstrekken voor vlucht parameters die van belang zijn. De moeilijkste taak voor elke vlucht molen studie is de bevestiging van de Tether aan het insect met een lijm, en de gebruikte methode moet worden afgestemd op elke soort. De bevestiging moet sterk genoeg zijn om het insect in een stijve oriëntatie te houden en om loslating tijdens beweging te voorkomen, terwijl het de natuurlijke vleugel beweging tijdens de vlucht niet verstoort. Het bevestigingsproces vereist Behendigheid, finesse en snelheid, waardoor videobeelden van het proces voor wortel wormen van waarde worden.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De westelijke maïs wortel worm, Diabrotica maïswortelboorder virgifera maïswortelboorder virgifera Leconte (Coleoptera: Chrysomelidae), werd geïdentificeerd als een plaag van gecultiveerde maïs in 19091. Tegenwoordig is het de belangrijkste plaag van maïs (Zea mays L.) in de U.S. Corn Belt, met larvale voeding op maïs wortels waardoor het grootste deel van het verlies van de opbrengst in verband met deze plaag. De jaarlijkse kosten voor het beheer en maïs productieverliezen als gevolg van maïs wortel worm worden geschat op $1.000.000.0002overschrijden. De Western Corn root worm is zeer aanpasbaar, en populaties hebben resistentie ontwikkeld tegen meerdere management strategieën, met inbegrip van insecticiden, gewasrotatie, en transgene BT Corn3. Het bepalen van de ruimtelijke dimensies waarop tactieken moeten worden toegepast om de lokale ontwikkeling van resistentie te beperken, of een weerstands hotspot, is afhankelijk van een beter begrip van dispertie4. Mitigatiemaatregelen zullen niet succesvol zijn als ze beperkt zijn tot te klein van een ruimtelijke schaal rond een weerstands hotspot, omdat resistente volwassenen buiten het mitigatie gebied5zullen dispergeren. Het begrijpen van vluchtgedrag van Western Corn root worm is belangrijk om effectieve resistentiemanagement plannen voor deze plaag te creëren.

Verspreiding door de vlucht speelt een belangrijke rol in de volwassen westerse maïs wortel worm levensgeschiedenis en ecologie6, en de vluchtgedrag van deze plaag kan worden bestudeerd in het laboratorium. Er kunnen verschillende methoden worden gebruikt om het vluchtgedrag in het laboratorium te meten. Een actograph, die de vlucht in een verticaal vlak beperkt, kan de hoeveelheid tijd meten die een insect tijdens de vlucht uitoefent. Actografen zijn gebruikt om de vluchtduur en de periodieke patronen van de westerse maïs wortel worm mannetjes en vrouwtjes te vergelijken met verschillende leeftijden, lichaamsmaten, temperaturen, insecticide gevoeligheid en insecticide blootstelling7,8, 9. Flight tunnels, die bestaan uit een tracking kamer en gestuurde luchtstroom, zijn vooral nuttig voor het onderzoeken van het gedrag van insecten vliegen bij het volgen van een geur pluim, zoals kandidaat feromone-componenten10 of plant-vluchtige stoffen11. Vlucht molens zijn misschien wel de meest voorkomende methode voor laboratorium studies van insecten vluchtgedrag en kan verschillende aspecten van de vlucht neiging en prestaties karakteriseren. Laboratorium vlucht molens zijn gebruikt in studies van de westerse maïs wortel worm te karakteriseren neiging om korte en aanhoudende vluchten evenals hormonale controle van aanhoudende vlucht12,13.

Flight Mills bieden een relatief eenvoudige manier om insecten vluchtgedrag onder laboratoriumomstandigheden te bestuderen door onderzoekers in staat te stellen verschillende vlucht parameters te meten, waaronder periode snelheid, afstand en duur. Veel van de vandaag gebruikte vlieg molens zijn afgeleid van de rotondes van Kennedy et al.14 en Krogh en Weis-Fogh15. Vlucht molens kunnen verschillend zijn in vorm en grootte, maar het basisprincipe blijft hetzelfde. Een insect wordt aangebonden en gemonteerd op een radiale horizontale arm die vrij is om te roteren, met minimale wrijving, over een verticale as. Als het insect naar voren vliegt, is het pad beperkt tot cirkelen in een horizontaal vlak, waarbij de afgelegde afstand per rotatie wordt bepaald door de lengte van de arm. Een sensor wordt meestal gebruikt om elke rotatie van de arm veroorzaakt door de vlucht activiteit van het insect te detecteren. Onbewerkte gegevens omvatten rotaties per tijdeenheid en tijd van de vlucht van de dag is opgetreden. De gegevens worden in een computer ingevoerd voor opname. Gegevens van meerdere vlucht molens worden vaak parallel, in essentie tegelijkertijd, geregistreerd, waarbij de banken van 16 en 32 vlieg molens gebruikelijk zijn. De onbewerkte gegevens worden verder verwerkt door aangepaste software om waarden te leveren voor variabelen zoals vliegsnelheid, totaal aantal afzonderlijke vluchten, afstand en duur gevlogen, enzovoort.

Elke insectensoort is verschillend als het gaat om de beste methode voor Tethering vanwege morfologische variabelen zoals de totale grootte, grootte en vorm van het doelgebied voor het bevestigen van de Tether, zachtheid en flexibiliteit van het insect, de behoefte en de methode voor anesthetisering, potentieel voor het vervuiling van de vleugels en/of hoofd met misplaatste of overloop lijm, en veel, veel meer details. In de gevallen van gevisualiseerde Tethering van een plataspid bug16 en een Ambrosia Beetle17, de respectieve doelgebieden voor Tether gehechtheid zijn relatief groot en vergevingsgezind van onnauwkeurige lijm plaatsing omdat het hoofd en de vleugels zijn enigszins goed gescheiden van de bevestigings plaats. Dit is niet te bagatelen de moeilijkheid van het binden van deze insecten, die eist voor elke soort. Maar de westelijke maïs wortel worm is een bijzonder uitdagend insect om Tether: de halsschild is smal en kort, waardoor zeer nauwkeurige bevestiging met een minimale hoeveelheid lijm (tandheelkundige Wax in dit geval) noodzakelijk om interferentie met de opening van de Elytra te voorkomen voor de vlucht en met het hoofd, waarbij contact met de ogen of antennes het gedrag kan beïnvloeden. Tegelijkertijd moet de Tether stevig worden bevestigd om te voorkomen dat deze sterke flyer wordt verlodder. De demonstratie van het Tethering van root worm volwassenen is het belangrijkste aanbod in dit document. Het zou van nut moeten zijn voor anderen die met deze of soortgelijke insecten werken, waar de methode die hier is gevisualiseerd, een nuttige optie zou kunnen zijn.

Dit artikel beschrijft methoden die worden gebruikt om effectief Tether en karakteriseren de vlucht activiteit van de westerse maïs wortel worm volwassenen die werden gekweekt op verschillende larvale dichtheden. De vlucht molens en software die in deze studie werden gebruikt (Figuur 1) werden afgeleid van ontwerpen die op het Internet werden geplaatst door Jones et al.18 Tethering-technieken werden gewijzigd van de beschrijving in Stebbing et al.9 een array van 16 vlucht molens was gehuisvest in een milieu kamer, ontworpen om de verlichting, vochtigheid en temperatuur te regelen (Figuur 2). Met behulp van deze of soortgelijke setup samen met de volgende technieken testen factoren die van invloed kunnen zijn op de neiging van de vlucht en de prestaties van de westerse maïs wortel worm, met inbegrip van leeftijd, geslacht, temperatuur, photoperiod, en vele anderen.

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

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. achterste westelijke maïs wortel worm voor vlucht tests

Opmerking: als de leeftijd van de volwassene moet worden gecontroleerd of bekend, moeten volwassenen eerst worden verzameld in het veld gevolgd door het fokken van hun nakomelingen op volwassenheid voor het testen. Als de leeftijd van de kever of een gestandaardiseerde kweek omgeving is niet van belang, dan direct testen veld-verzamelde volwassenen mogelijk, en het protocol kan beginnen met stap 2.

  1. Verzamel ten minste 500 westerse maïs wortel wormen volwassenen uit een Korenveld van belang om ervoor te zorgen dat voldoende eieren worden verkregen voor het opfokken van voldoende aantallen volwassenen. Gebruik een handmatige aspirator om volwassenen te verzamelen van het veld.
    Opmerking: het wordt aanbevolen om volwassenen te verzamelen tijdens piek overvloed, rond eind juli in de U.S. Corn Belt, om de verzameling van beide geslachten te garanderen. De meeste volwassenen zullen mannetjes zijn als ze eerder worden verzameld, terwijl de meeste vrouwen zullen zijn als ze later worden verzameld.
  2. Plaats de verzamelde mannelijke en vrouwelijke volwassenen in een gaas kooi met gehakte maïs oor, maïs blad weefsel, 1,5% agar Solid en een ovipositie substraat. Een kooi van 18 x 18 x 18 cm (maaswijdte 44 x 32, 650 μm diafragma) kan maximaal 500 volwassenen in één keer houden.
    1. Gebruik de maïs geteeld in het veld als een bron van maïs oor, die zal worden geplukt in de R3, of melk stadium van de ontwikkeling van de kernel19. De R3-kernel is geel van buiten, terwijl de binnenste vloeistof melkachtig wit is als gevolg van het accumuleren van zetmeel. Corn Ears kunnen worden bevroren en opgeslagen voor maximaal een jaar totdat ze nodig zijn. Om de wortel worm te voeden, verwijder de schil en hak de maïs in horizontale dwarsdoorsneden van ongeveer 3 cm dik. Gehakte maïs is het primaire dieet voor de volwassenen en moet twee keer per week worden veranderd.
    2. Verkrijgen van de bladeren van de kas gegroeid maïsplanten van elke leeftijd. Hoeveelheid blad weefsel zal variëren met het aantal volwassenen in de kooi. Vermijd het gebruik van veld planten, omdat ze ziekte kunnen introduceren.
    3. Om de massieve agar te maken, meng je 15 g agar poeder met 1 L DI water. Verwarm het mengsel tot het koken. Giet de vloeistof in Petri schaaltjes (100 mm x 15 mm) terwijl het heet is. Plaats een deksel op de Petri schaal eens koel en plaats ze in koude opslag (6 ° C). Agar biedt volwassenen een vocht bron en moet twee keer per week worden vervangen.
    4. Om een ovipositie substraat voor te bereiden, plaats 40 g gezeefde veld grond (< 180 μm) in een Petri schaaltje. Bevochtig de bodem met gedeïoniseerd water. Zorg ervoor dat de bodem aan de onderkant van de Petri schaal NAT lijkt. Scoor de bovenkant van de bevochtigde grond met een naald gereedschap. Verwijder de ovipositie substraat wekelijks en plaats in een incubator bij 25 ° C en 60% RH gedurende ten minste één maand.
  3. Nadat de eieren gedurende een maand zijn geïnbroed, was de inhoud van de bodem van de ovipositie door een zeef van 250 μm te spoelen totdat alle grond is verwijderd. De eieren kwantificeren door gewassen eieren te plaatsen in een gegradueerde cilinder van 10 mL. Er zijn ongeveer 10.000 eieren per 1 mL.
  4. Plaats de gekwantificeerde eieren in een container van 44 mL en dek af met gezeefde veld grond (< 180 μm). Westerse maïs wortel worm eieren ondergaan verplicht diapauze door de winter20. Om de diapause te breken, plaats de eieren gedurende ten minste 6 maanden in de koude opslag (6 ° C).
    Opmerking: eieren mogen langer dan 5 maanden in koude opslag worden bewaard, maar de levensvatbaarheid van het ei neemt af met de tijd. Na 12 maanden kan er weinig tot geen Luik zijn.
  5. Na een minimum van 5 maanden, verwijder eieren uit de koude opslag en plaats in een incubator bij 25 ° C en 60% RH. Neonaten uitkomen al 16 dagen na verwijdering uit koude opslag.
  6. Plaats, zodra de eieren uitkomen, drie ontkiende pitten aan de onderkant van een plastic 44-mL container met wortels blootgesteld (d.w.z. niet bedekt met bodem). Gebruik een zachte borstel om 12 neonaten over te brengen naar het oppervlak van de wortels.
  7. Voeg 4,5 mL DI water toe aan 40 mL gezeefde grond (< 600 μm). Plaats de bevochtigde grond over de gekielde pitten die met neonaten zijn besmet en bedek de container met gaas weefsel om te voorkomen dat larven ontsnappen.
  8. Op dezelfde dag dat de plastic container 44-mL is ingesteld met neonaten, bereid een 473-mL container met maïs pitten die niet zijn ontkierd. De wortel worm larven zullen later worden overgebracht naar deze grotere container. Het aantal kernels bepaalt de gewenste larvale dichtheid per plant. Voeg 120 g bodem mengsel toe bestaande uit 50% gezeefde veld grond (< 600 μm) en 50% potgrond met een bevochtigde hoeveelheid van 20 ml gedeïoniseerd water.
  9. Breng na 7 dagen alle inhoud van de 44-mL container over naar de 473-mL verpakking. De larven zullen tweede instars op het moment van de overdracht.
    Opmerking: deze overdracht naar een grotere container is noodzakelijk om larven met voldoende wortel massa voor het voeden door middel van verpoppen te leveren.
  10. Observeer de opkomst van volwassenen meestal ongeveer 26 dagen na het Eier Luik. Volwassenen zijn actieve vliegers bij de opkomst en kunnen ontsnappen aan de 473-mL-container bij het proberen om ze te verzamelen met de hand. Gebruik in plaats daarvan een vacuüm met een aspirator om volwassenen te verzamelen.
  11. Segregate volwassenen door geslacht en/of datum indien nodig voor vergelijkende tests. Geslacht van westerse maïs wortel worm kan worden bepaald door het observeren van de morfologie van de prothoracic basitarsi21. Mannetjes hebben brede, vierhoekige prothoracische basitarsi, terwijl die van de vrouwtjes smal en conisch gevormd zijn.
    1. Plaats de kever in een 45-mL doorzichtige polystyreen plastic injectieflacon en dek af met een deksel met 6 kleine (~ 1 mm diameter) gaten.
    2. Anesthetiseer de kever. Plaats het uiteinde van een buis bevestigd aan een CO2 -tank regulator over de gaten in het deksel en laat een zachte stroom van co2 toe om de buis ongeveer 10 tot 15 s in te voeren totdat de volwassene zijn grip op de wand van de injectieflacon verliest.
      Let op: het verdoofd insect blijft ongeveer 1 minuut geïmmobiliseerd.
    3. Plaats de verdoofd kever, ventrale kant naar boven, op een omgekeerde plastic petrischaal bodem. Plaats de niet-omgekeerde deksel van de petrischaal voorzichtig over de kever. Zorg ervoor dat de tarsi van de kever druk tegen het deksel, waardoor gemakkelijk observatie van de prothoracic basitarsi onder een ontleed Microscoop.
  12. Als het experiment vereist dat kevers worden gedekt vóór de vlucht, gebruik dan mannetjes ten minste 5 dagen oud te paren met de nieuw opgedoken vrouwtjes.
    Opmerking: gebruik van oudere mannen zorgt ervoor dat ze seksueel volwassen zijn bij hun inleiding tot maagdelijke vrouwtjes. Vrouwtjes zijn seksueel volwassen bij de opkomst van volwassenen, terwijl mannen 5 tot 7 dagen na de opkomst van de ontwikkeling nodig hebben om seksuele volwassenheid22,23te bereiken.

2. Start het Flight Mill-softwareprogramma voorafgaand aan het testen van de vlucht

Opmerking: de Flight Mill programmabestanden (. VI bestandsextensies die worden uitgevoerd in een commerciële software platform, zie tabel van de materialen) en Details voor het gebruik ervan worden geleverd voor download via links ("Data Analysis routine" en "circulaire Flight Mill instructions", in de sectie "Flight Mill bedrading and software" op de website van Jones et al.18 . Als de Programma's niet meer functioneren in nieuwere of toekomstige versies van het software platform, of als de gebruiker nieuwe mogelijkheden wil toevoegen, kunnen de routines die door Jones et al. 18 worden geleverd, desgewenst door de gebruiker worden gewijzigd.

  1. Open het Flight Mill softwareprogramma (Figuur 3).
  2. Voer de informatie in onder het tabblad initialisatie .
    1. Stel de begin -en Eindtijd in voor de gewenste duur van de vlucht test.
      Opmerking: alle volwassenen moeten met 30 minuten vóór de start tijd worden vastgebonden en op vlucht molens worden gemonteerd. Het kan een ervaren persoon 30 minuten tot 45 minuten duren om Tether en 16 kevers voor het testen van de vlucht voor te bereiden (Zie rubriek 3).
    2. Stel de minimumdrempel (min) in op 0. Dit zorgt ervoor dat elke detectie van het passeren van de vluchtarm zal worden geregistreerd, en is de standaard aanbevolen door Jones et al. 18.
    3. Stel de maximumdrempel (min) in op 1. Hier werd 1 minuut gebruikt. Deze waarde betekent dat 1 min moet verstrijken tussen sensor detectie van de vluchtarm om het einde van een vlucht te "bellen".
    4. Voer een naam in voor het bestand.
    5. Stel het interval voor onbewerkte gegevenslogboek (min) in op 1. Deze waarde bepaalt het interval waarover de onbewerkte gegevens worden gecompileerd voor uitvoer rapportage. Hier is het ingesteld op 1 min. Zo wordt de output van revoluties bijvoorbeeld per minuut gelogd.
      Opmerking: het werkelijke tijdsinterval tussen het elektronisch scannen van de sensor activiteit is zeer kort, maar een interval van 1 minuut maakt logboekregistratie op een fijnmadige schaal mogelijk voor de meeste onderzoeksdoeleinden, terwijl het aantal regels in de werkblad uitvoer wordt beperkt tot een redelijk aantal voor onderzoek door het oog.
  3. Vul onder het tabblad Onderwerpgegevens de kolommen met het label id, dieet, geslacht, soort en opmerkingen naar wens in.
  4. Klik op de Start knop aan de linkerkant van de schermweergave. Het programma zal beginnen met het verzamelen van onbewerkte gegevens zodra de huidige tijd overeenkomt met de begintijd.

3. Tether westerse maïs wortel worm aan vlucht molen

  1. Buig een 40-mm lengte 28-gauge staaldraad 90 ° in het midden.
    Opmerking: de draad kan ook van een ander metaal zoals koper of messing zijn.
  2. Neem een kleine hoeveelheid tandheelkundige wax, iets groter dan een pinhead, en rol het tussen de vingertoppen totdat een bal wordt gevormd. Zorg ervoor dat de vingers schoon zijn om te voorkomen dat vuil, vuil en olie in de wax worden verwerkt, omdat het kan voorkomen dat de wax zich aan het insect hecht.
  3. Duw één uiteinde van de 40 mm de gebogen draad in het midden van de bal van wax.
  4. Anesthetiseer de test volwassene met CO2 zoals hierboven beschreven (zie 1.11.1 en 1.11.2).
  5. Plaats de verdoofd Adult op een vlakke ondergrond en Positioneer de rugzijde naar boven. Als de kever niet helemaal plat op het oppervlak ligt, herpositioneer je de benen zo dat het doet. Het is belangrijk dat de kever zo plat mogelijk op het oppervlak ligt om de juiste positionering van de draad te garanderen.
  6. Kort (< 1 s) Verwarm de tandheelkundige Wax op de draad met een butaan aansteker. Als de wax te lang wordt verhit, zal de gesmolten wax van de draad afdalen. Gebruik de wax niet opnieuw als deze uit de draad is gevallen, omdat deze niet effectief aan de aanschubben van het insect zal voldoen.
  7. Plaats het uiteinde van de staaldraad voorzichtig met de gesmolten tandheelkundige Wax op het rugoppervlak van het Pronotum, terwijl het andere uiteinde van de draad, (d.w.z. het uiteinde zonder tandheelkundige wax), langs de middenlijn van de buik wordt gewezen. U ook het uiteinde van de draad, indien gewenst, zonder tandheelkundige Wax naar de kop wijzen. In dat geval zal een vliegende kever de vluchtarm duwen in plaats van hem te trekken. Zorg ervoor dat de gesmolten was niet op de Elytra of haar hechtingen, als het kan voorkomen of belemmeren vlucht.
  8. Plaats het vrije uiteinde van de draad in de opening van de holle metalen buis van de flightmill arm. Zorg ervoor dat de draad strak genoeg past om op zijn plaats te houden door wrijving. De Tethering-kever kan worden gepositioneerd om met de klok mee of linksom te vliegen.
  9. Onmiddellijk na het monteren van een kever, scheur een klein stukje (~ 1-cm dia) van tissuepapier van een groter weefsel. Bied het weefsel stuk aan de Tethering kever opknoping van de vlucht molen voor tarsale contact; de meeste kevers zullen het weefsel begrijpen en tegen de zwaartekracht vasthouden totdat ze het aan het begin van hun eerste vlucht activiteit loslaten. Dit zal sterk verminderen initiële ontsnapping of landing vluchtgedrag.
    Opmerking: menselijke aanwezigheid in de Flight testing room moet beperkt zijn tot het bevestigen en verwijderen van volwassenen uit de vlucht molens. De testperiode begint meestal niet totdat er ten minste 30 minuten zijn verstreken sinds de bijlage (zie noot onder 2.2.1), en de mens mag niet aanwezig zijn in de vlucht kamer gedurende deze tijd of tijdens de testperiode zelf.
  10. Verwijder alle door een vlucht geteste volwassenen na voltooiing van een vlucht molen test. Verwijder de wax kraal die de Tether verbindt met de halsschild door de draad voorzichtig van het halsschild af te pellen. De wax zal gemakkelijk scheiden zonder de cuticula te beschadigen, waardoor het insect beschikbaar is voor verdere experimenten indien gewenst.

4. Sla de verzamelde gegevens op uit het Flight Mill-programma.

  1. Het programma kan worden ingesteld op handmatig of automatisch. Als het programma is ingesteld op handmatig, moet de gebruiker het programma beëindigen door op de knop stoppen te klikken. Als het programma is ingesteld op automatisch, zal het programma stoppen met het verzamelen van onbewerkte gegevens zodra de huidige tijd overeenkomt met de Eindtijd.
  2. Klik op Afsluiten nadat de vlucht testperiode is beëindigd.
  3. Zorg ervoor dat een TDMS-bestand wordt opgeslagen onder de bestandsnaam die is ingevoerd tijdens de initialisatie van het programma (stap 2,2).
  4. Klik op het TDMS-bestand en sla het document op als spreadsheet (. XLSX).

5. vlucht parameters ophalen uit de opgeslagen spreadsheet (. XLSX)

Opmerking: een spreadsheet kan op maat worden ontworpen om de onbewerkte gegevensuitvoer van de Flight Mill-software te manipuleren. Hier was het softwareprogramma hetzelfde als beschreven door Jones et al. 18, maar een extra routine werd toegevoegd om de langste ononderbroken vlucht door een individueel insect tijdens de testperiode te herkennen en samen te vatten.

  1. Voor elke persoon die betrokken is bij de vlucht activiteit, bevat het werkblad de volgende informatie: vluchtnummer, totale revoluties, starttijd, eindtijd en vluchtduur in minuten.
    1. Om de totale afgelegde afstand tijdens de testperiode te berekenen, berekent u de kolom met het label ' totaal aantal toeren ' en vermenigvuldigt u deze met de gevlogen afstand per omwenteling. Afstand per omwenteling is afhankelijk van de lengte van de vluchtarm van het centrale scharnier naar het aangesloten insect. Als deze afstand bijvoorbeeld 15,9 cm is, is elke omwenteling gelijk aan één meter gevlogen. Het totale aantal omwentelingen kan ook worden gevonden in het tabblad ' test statistieken '.
    2. Voor het berekenen van de totale duur gevlogen tijdens de testperiode, som de kolom met het label ' Flight duration (min) '.
    3. Om de afstand en de duur van de langste ononderbroken vlucht te bepalen, gaat u naar het tabblad ' test statistieken ' en kijkt u onder de kolom met het opschrift ' langste vlucht # '.
    4. De vliegsnelheid kan worden berekend door de afgelegde afstand te verdelen over de duur van de vlucht. Voor insecten wordt de snelheid gewoonlijk uitgedrukt in m/s of km/h.

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

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Figuur 4 toont representatieve voorbeelden van outputs die verwacht worden na het testen van de vlucht. Vluchtgegevens werden verkregen uit experimentele werkzaamheden uitgevoerd in het departement entomologie aan de Iowa State University. Zesdaagse-oude, gemuleerde vrouwelijke Western Corn root worm volwassenen werden vastgebonden aan de vlucht molens en geplaatst in een gecontroleerde milieu kamer ingesteld op 14:10 L:D, 60% RH, en 25 ° C. De kevers bleven 22 opeenvolgende uren op de vluch...

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

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Het karakteriseren van het vluchtgedrag van de West-maïs wortel worm is belangrijk voor het bedenken van effectieve resistentie beheersplannen. Vluchtgedrag van deze plaag is bestudeerd in het laboratorium met behulp van verschillende methoden, waaronder actografen, vlucht tunnels, en vlucht molens. Vlucht molens, zoals beschreven en geïllustreerd in dit document, laten insecten toe om ononderbroken vluchten te maken, zodat onderzoekers vlucht parameters zoals afstand, duur, frequentie en snelheid van individuele vluchte...

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

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

E.Y.Y. Graduate assistentschap werd gesteund door de National Science Foundation I/ucrc, het Center for arthropod Management Technologies, onder Grant No. IIP-1338775 en industriepartners.

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

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Butaan multifunctionele aanstekerBICUXMPFD2DCOm was te verzachten bij vastbinden
Heldere polystyreen plastic fles (45 ml)Freund Container and SupplyAS112Om kever vast te houden tijdens verdoving
Gedehydrateerde kweekmedia, agar poederFisher ScientificS14153Om agar te maken om vocht vast te houden voor volwassenen
Delrin staaf (1 inch diameter, 3,75 inch lang)Veel leveranciers: u kunt de goedkoopste op internet gebruiken.Voor paal van vluchtmolen
TandartswasDenTek47701000335Houdt draad vast aan prothorax
Ferrietring magneten (OD: 0,69”, ID: 0,29”, Dikte: 0,118”; 7oz trekkracht)Magnet Shop63B06929118Tegenover - om de float te genereren.
Hall effect sensorOptikincOHN3120UKijk onder magnetische sensoren aan de linkerkant van de Optekinc-website en zoek vervolgens naar het onderdeelnummer. Er is een link gegeven voor huidige leveranciers.
Hypodermische slang (22 gauge; 0,0358” OD x 0,01975” ID x 0,004” wand)Small Parts, Inc.HTX-22T-12Gebaten voor armen van vluchtmolen en hoofdasstaaf.
Incubator (104,1 x 85,4 x 196,1 cm)Percival ScientificI-41VL
LabVIEW Full Development System software, systeem-ontwerpplatformNational Instruments (Zie http://www.ni.com/en-us/shop/labview/select-edition.html)LabVIEW 2018 (Full Edition) Biedt omgeving die nodig is om vluchtmolenbestanden (.vi extensies) uit te voeren die beschikbaar zijn om te downloaden van Jones et al.18 op http://entomology.tfrec.wsu.edu/VPJ_Lab/Flight-Mill.  LabVIEW 2018 Full is compatibel met Win/Mac/Linux besturingssystemen.
Gaaskooi (18 x 18 x 18 cm)MegaView Science Co. Ltd.BugDorm-4M1515maasmaat = 44 x 32, 650 µm opening
NaaldenhulpmiddelBLICK34920-1063Voor groeven op bodemoppervlak voor legsel in laboratorium
Nikkel ring magneten (3/16” OD x 1/16” ID x: 1/16” dik)K&J MagneticsR311Gebaten om de digitale hall effect sensor te activeren.
Petrischaal (100 mm x 15 mm)Fisher ScientificS33580A
Kunststof container (44 ml)Dart150PCVoor het eerste opvoeden van jonge larven
Kunststof container (473 ml)Placon22885Voor opvoeding van oudere larven
Ronde borstel (maat 2)Simply Simmons10472906Voor het overbrengen van pas uitgekomen neonaten naar oppervlak van wortels
Zeef (250-µm)Fisher Scientific08-418-05Om eieren te scheiden van bodem
Staaldraad (28-gauge)The Hillman Group38902350282
Teflon staaf (3/8" diameter, 3/4" lengte)United States Plastic Corporation47503Om de roterende arm te accepteren.
Vacuum Gast Manufacturing, Inc.1531-107B-G288XVoor het afzuiging van volwassenen in laboratorium
Witte poly chiffon stofHobby Lobby194811Om te voorkomen dat larven ontsnappen uit de kweekcontainer

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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 Management Network. , (2004).
  3. Gray, M. E., Sappington, T. W., Miller, N. J., Moeser, J., Bohn, M. O. Adaptation and invasiveness of western corn rootworm: Intensifying research on a worsening pest. Annual Review of Entomology. 54 (1), 303-321 (2009).
  4. Martinez, J. C., Caprio, M. A. IPM use with the deployment of a nonhigh dose Bt pyramid and mitigation of resistance for western corn rootworm (Diabrotica virgifera virgifera). Environmental Entomology. 45 (3), 747-761 (2016).
  5. Miller, N. J., Sappington, T. W. Role of dispersal in resistance evolution and spread. Current Opinion in Insect Science. 21, 68-74 (2017).
  6. Spencer, J. L., Hibbard, B. E., Moeser, J., Onstad, D. W. Behaviour and ecology of the western corn rootworm (Diabrotica virgifera virgifera LeConte). Agricultural and Forest Entomology. 11, 9-27 (2009).
  7. VanWoerkom, G. J., Turpin, F. T., Barret, J. R. Jr Influence of constant and changing temperatures on locomotor activity of adult western corn rootworms (Diabrotica virgifera) in the laboratory. Environmental Entomology. 9 (1), 32-34 (1980).
  8. Naranjo, S. E. Comparative flight behavior of Diabrotica virgifera virgifera and Diabrotica barberi in the laboratory. Entomologia Experimentalis et Applicata. 55 (1), 79-90 (1990).
  9. Stebbing, J. A., et al. Flight behavior of methyl-parathion-resistant and -susceptible western corn rootworm (Coleoptera: Chrysomelidae) populations from Nebraska. Journal of Economic Entomology. 98 (4), 1294-1304 (2005).
  10. Dobson, I. D., Teal, P. E. A. Analysis of long-range reproductive behavior of male Diabrotica virgifera virgifera LeConte and D. barberi Smith and Lawrence to stereoisomers of 8-methyl-2decyl propanoate under laboratory conditions. Journal of Chemical Ecology. 13 (6), 1331-1341 (1987).
  11. Spencer, J. L., Isard, S. A., Levine, E. Free flight of western corn rootworm (Coleoptera: Chrysomelidae) to corn and soybean plants in a walk-in wind tunnel. Journal of Economic Entomology. 92 (1), 146-155 (1999).
  12. Coats, S. A., Tollefson, J. J., Mutchmor, J. A. Study of migratory flight in the western corn rootworm (Coleoptera: Chrysomelidae). Environmental Entomology. 15 (3), 620-625 (1986).
  13. Coats, S. A., Mutchmor, J. A., Tollefson, J. J. Regulation of migratory flight by juvenile hormone mimic and inhibitor in the western corn rootworm (Coleoptera: Chrysomelidae). Annals of the Entomological Society of America. 80 (5), 697-708 (1987).
  14. Kennedy, J. S., Ainsworth, M., Toms, B. A. Laboratory studies on the spraying of locusts at rest and in flight. Anti-Locust Bull. L. 2, 64(1948).
  15. Krogh, A., Weis-Fogh, T. A Roundabout for studying sustained flight of Locusts. Journal of Experimental Biology. 29, 211-219 (1952).
  16. Attisano, A., Murphy, J. T., Vickers, A., Moore, P. J. A simple flight mill for the study of tethered flight in insects. Journal of Visualized Experiments. (106), e53377(2015).
  17. Okada, R., Pham, D. L., Ito, Y., Yamasaki, M., Ikeno, H. Measuring the flight ability of the ambrosia beetle, Platypus quercivorus (Murayama), using a low-cost, small, and easily constructed flight mill. Journal of Visualized Experiments. (138), e57468(2018).
  18. Jones, V. P., Naranjo, S. E., Smith, T. J. Insect ecology and behavior: laboratory flight mill studies. , http://entomology.tfrec.wsu.edu/VPJ_Lab/Flight-Mill (Accessed 31 August 2018) (2010).
  19. Abendroth, L. J., Elmore, R. W., Boyer, M. J., Marlay, S. K. Corn Growth and Development. , Iowa State University. Ames, Iowa. PMR 1009 (2011).
  20. Meinke, L. J., Sappington, T. W., Onstad, D. W., Guillemaud, T., Miller, N. J., Komáromi, J., Levay, N., Furlan, L., Kiss, J., Toth, F. Western corn rootworm (Diabrotica virgifera virgifera LeConte) population dynamics. Agricultural and Forest Entomology. 11, 29-46 (2009).
  21. Hammack, L., French, B. W. Sexual dimorphism of basitarsi in pest species of Diabrotica and Cerotoma (Coleoptera: Chrysomelidae). Annals of the Entomological Society of America. 100 (1), 59-63 (2007).
  22. Guss, P. L. The sex pheromone of the western corn rootworm (Diabrotica virgifera). Environmental Entomology. 5 (2), 219-223 (1976).
  23. Hammack, L. Calling behavior in female western corn rootworm beetles (Coleoptera: Chrysomelidae). Annals of the Entomological Society of America. 88 (4), 562-569 (1995).
  24. Minter, M., Pearson, A., Lim, K. S., Wilson, K., Chapman, J. W., Jones, C. M. The tethered flight technique as a tool for studying life-history strategies associated with migration in insects. Ecological Entomology. 43, 397-411 (2018).
  25. Ribak, G., Barkan, S., Soroker, V. The aerodynamics of flight in an insect flight-mill. PLoS One. 12 (11), e0186441(2017).
  26. Riley, J. R., Downham, M. C. A., Cooter, R. J. Comparison of the performance of leafhoppers on flight mills with that to be expected in free flight. Entomologia Experimentalis et Applicata. 83, 317-322 (1997).
  27. Isard, S. A., Spencer, J. L., Mabry, T. R., Levine, E. Influence of atmospheric conditions on high-elevation flight of western corn rootworm (Coleoptera: Chrysomelidae). Environmental Entomology. 33 (3), 650-656 (2004).
  28. Chapman, J. W., Reynolds, D. R., Wilson, K. Long-range seasonal migration in insects: mechanisms, evolutionary drivers and ecological consequences. Ecology Letters. 18, 287-302 (2015).
  29. Spencer, J. L., Mabry, T. R., Vaughn, T. T. Use of transgenic plants to measure insect herbivore movement. Journal of Economic Entomology. 96 (6), 1738-1749 (2003).
  30. Isard, S. A., Spencer, J. L., Nasser, M. A., Levine, E. Aerial movement of western corn rootworm, Diabrotica virgifera virgifera (Coleoptera: Chrysomelidae): diel periodicity of flight activity in soybean fields. Environmental Entomology. 29 (2), 226-234 (2000).
  31. Kim, K. S., Sappington, T. W. Genetic structuring of western corn rootworm (Coleoptera: Chrysomelidae) populations in the U.S. based on microsatellite loci analysis. Environmental Entomology. 34 (2), 494-503 (2005).

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

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Tetheringtechniekanalyse van vlieggedragmeting van insectenvluchtbevestiging met tandheelkundige wasflight mill softwareanalyse van vluchtparametersmethode voor het tetheren van insectentesten van vliegeneigenschappen

Gerelateerde artikelen