Beoordeling van bladluis effect van entomopathogene schimmels tegen parthenogenetisch insect, mosterdluis, Lipaphis erysimi (Kalt.)
21 juli 2023
Dit protocol presenteert een geoptimaliseerd vrijstaand bioassaysysteem voor het evalueren van de effectiviteit van entomopathogene schimmels (EPF) tegen de mosterdluis (Lipaphis erysimi (Kalt.)), een parthenogenetisch insect. De methode schetst het gegevensverzamelingsproces tijdens experimenten met petrischaaltjes, waardoor onderzoekers consequent de virulentie van EPF kunnen meten tegen mosterdbladluizen en andere parthenogenetische insecten.
Tegenwoordig heeft milieuvriendelijke ongediertebestrijding algemeen de voorkeur. Voorafgaand aan de implementatie moeten de entomopathogene schimmels echter grondig worden getest. Onze studie toont de effectiviteit van een entomopathogene schimmelbibliotheek bij het bestrijden van de mosterdluis, en dient als een goed voorbeeld van het potentieel ervan.
Het terugdringen van het hoge sterftecijfer van de entomopathogene schimmels voorbehandeling en het voorkomen van in de sporensuspensie is een uitdaging. We hebben met succes een stabiel systeem ontwikkeld dat het verwachte resultaat opleverde. Dit omvat het gebruik van een populair systeem of bioassaykamer om deze kleine plaag effectief te handhaven tijdens het testproces.
Dit protocol demonstreert met succes een haalbare manier om de methode met losse bladeren op te zetten zonder de noodzaak om de agartemperatuur te meten, waardoor de oprichting van de experimentele kamer wordt vereenvoudigd. Daarnaast stellen we het belang voor van het minimaliseren van de blootstelling van het agaroppervlak om te voorkomen dat de bladluizen vast komen te zitten terwijl ze in de kamer rondzwerven. We zijn geïntrigeerd door de immuunrespons van de mosterdluis wanneer deze wordt geconfronteerd met entomopathogene schimmels voorafgaand aan bladluissterfte.
Door genexpressiegegevens te bestuderen, kunnen we kritieke genen identificeren die kunnen dienen als potentiële doelwitten voor gen-knockdown, in combinatie met entomopathogene schimmeltoepassing.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie presenteert een gedetailleerd protocol voor een geoptimaliseerd bioassay-systeem met losgekoppelde bladeren, gericht op het evalueren van entomopathogene schimmels (EPF) tegen de mosterdluis (Lipaphis erysimi (Kalt.)). De methode biedt een consistente manier om de virulentie van EPF te meten en draagt zo bij aan milieuvriendelijke strategieën voor plaagbestrijding.
Belangrijkste studieonderdelen
Onderzoeksgebied
- Entomopathogene schimmels als biologische bestrijdingsmiddelen
- Mosterdluis als modelplaag
- Toepassingen in duurzame landbouw
Achtergrond
- De noodzaak van effectieve plaagbeheersing in de landbouw
- Uitdagingen bij het testen van entomopathogene schimmels
- Belang van het minimaliseren van mortaliteitspercentages tijdens het testen
Gebruikte methoden
- Bioassaysysteem met losgekoppelde bladeren
- Mosterdluis (Lipaphis erysimi) als organisme
- Voorbereiding van petrischaal-opstellingen, DNA-extractie en virulentiescreening
Belangrijkste resultaten
- Identificatie van Cordyceps cateniannulata als de meest effectieve EPF
- Hoge mortaliteitscijfers waargenomen bij verschillende schimmelisolaten tegen mosterdluizen
- Bevestiging van de mosterdluis en de effectiviteit van de methode via moleculaire technieken
Conclusies
- Het protocol demonstreert succesvol een levensvatbare methode voor het beoordelen van EPF tegen mosterdluizen.
- De bevindingen dragen bij aan vorderingen in het onderzoek naar biologische plaagbestrijding.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de industrie
Een robuuste screening van de virulentie van entomopathogene schimmels (EPF) tegen parthenogenetische bladluizen pakt een kritiek knelpunt aan in de ontwikkeling van biologische bestrijdingsmiddelen voor een duurzame landbouw. De kwantitatieve mortaliteitsbeoordeling en het reproduceerbare bioassaysysteem met losgekoppelde bladeren in dit protocol maken een betrouwbare selectie van EPF-kandidaten mogelijk voor verder translationeel onderzoek. Deze workflow ondersteunt de voorspellende betrouwbaarheid en vermindert de risico's in vroege stadia van biologische bestrijdingsportefeuilles gericht op insectenplagen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt systematische analyse van de virulentie van EPF mogelijk tegen een gevalideerd plaagmodel.
- Ondersteunt biologische risicoreductie door het kwantificeren van mortaliteit en infectiekinetiek.
- Faciliteert functionele targetvalidatie via genexpressie en moleculaire bevestiging.
- Biedt een platform voor het prioriteren van EPF-isolaten met translationeel potentieel.
Screening & Assayontwikkeling
- Levert een gestandaardiseerde, reproduceerbare bioassay met losgekoppelde bladeren voor high-throughput screening van EPF.
- Garandeert kwantitatieve resultaten zoals gecorrigeerde mortaliteit, letale dosis en letale tijd.
- Maakt een betrouwbare vergelijking van meerdere schimmelisolaten onder gecontroleerde omstandigheden mogelijk.
- Bereidt gevalideerde systemen voor voor daaropvolgende mechanistische studies of veldonderzoeken.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Rijmt laboratoriumgegevens over virulentie met veldrelevante scenario's voor plaagbestrijding.
- Ondersteunt de continuïteit van ontdekking tot preklinische validatie van biologische bestrijdingsmiddelen.
- Biedt mechanistische inzichten in gastheer-pathogeeninteracties via genexpressieanalyse.
- Verkleint de risico's bij beslissingen over verdere ontwikkeling door effectiviteitsdrempels vast te stellen in een ziekterellevant systeem.
Integratie van Pipeline & Workflow
Dit protocol is geïntegreerd in het continuüm van ontdekking tot preklinisch onderzoek voor de ontwikkeling van biologische bestrijdingsmiddelen, waarbij de brug wordt geslagen tussen vroege screening en translationele validatie.
- Discovery Biology: Kwantitatieve mortaliteits- en genexpressiegegevens verduidelijken het werkingsmechanisme en de target-interactie van EPF.
- Screening: Gestandaardiseerde assays met losgekoppelde bladeren maken reproduceerbare en schaalbare evaluatie van isolaten mogelijk.
- Analytics: Statistische resultaten (bijv. gecorrigeerde mortaliteit, mediane dodelijke tijd) ondersteunen een robuuste vergelijking van isolaten.
- Translational Research: Laboratoriumbevindingen vormen de basis voor strategieën voor veldtoepassingen en de selectie van kandidaten.
- Enterprise Reuse: Het assayplatform is aanpasbaar voor andere bladluissoorten of microbiële agentia.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen bij de selectie van EPF-kandidaten en vermindert mechanistische ambiguïteit.
- Operationele waarde: Bevordert standaardisatie, reproduceerbaarheid en schaalbaarheid van assays voor screeningcampagnes.
- Strategische waarde: Maakt geïnformeerde go/no-go-beslissingen en kapitaalefficiënte portfolio-uitbreiding mogelijk.
- Impact op portfolio: Ondersteunt de risico-gecorrigeerde prioritering van biologische bestrijdingsmiddelen voor verdere ontwikkeling.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in entomologie, schimmelbiologie en moleculaire analyse.
- Toegang tot klimaatkamers, microspruiters en statistische software (bijv. SPSS) is noodzakelijk.
- Vereist standaardisatie van de assay-opzet en data-analyseprotocollen tussen teams.
- Aanpasbaar aan andere parthenogenetische of kleine insectmodellen door middel van protocolwijzigingen.
- Praktische beperkingen omvatten handmatige hantering van bladluizen en dagelijkse verwijdering van nakomelingen voor een nauwkeurige registratie van de mortaliteit.
Veelgestelde vragen over Biopharma
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:48
Collection, Maintenance and Molecular Identification of Mustard Aphids
3:20
Entomopathogenic Fungi (EPF) Preparation and Virulence Screening Against Mustard Aphids
6:45
Aphicidal Assessment of Entomopathogenic Fungi by the Statistical Analysis of Corrected Mortality in Mustard Aphids
