Name: Opracowanie systemu oznaczania żywienia do oceny owadobójczego wpływu fitochemikaliów na Helicoverpa armigera (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-05-26T12:40:00.000+00:00
Duration: 4 min 51 s
Description: Poznaj metodę oznaczania żywienia do oceny fitochemikaliów na Helicoverpa armigera. Badanie wykazuje wpływ kwercetyny na wzrost larw i zachowanie pokarmowe.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

SM, YP i VN potwierdzają przyznanie stypendium przez Komisję ds. Grantów Uniwersyteckich, Rząd Indii, New Delhi. RJ dziękuje Radzie Badań Naukowych i Przemysłowych (CSIR) w Indiach oraz CSIR-Narodowemu Laboratorium Chemicznemu w Pune w Indiach za wsparcie finansowe w ramach projektów o kodach MLP036626, MLP101526 i YSA000826.

Larwy H. armigera zostały pozyskane z ICAR-National Bureau of Agricultural Insect Resources (NBAIR), Bangalore, Indie. Do badań wykorzystano łącznie 21 larw drugiego stadium rozwojowego.
1. Przygotowanie sztucznej diety na bazie ciecierzycy
UWAGA: Lista składników potrzebnych do przygotowania sztucznej diety jest wymieniona w Tabeli 1.
<ol>
	<li>Zważyć wszystkie frakcje oddzielnie w zlewce, zgodnie z tabelą 1, i przygotować jednorodną mieszaninę za pomocą szpatułki/mieszadła magnetycznego.</li>
	<li>Frakcję C gotować w temperaturze około 100 °C w kuchence mikrofalowej przez 5 minut, dodać do frakcji A i dokładnie wymieszać.</li>
	<li>Po dokładnym wymieszaniu pozwól wymieszanej frakcji trochę ostygnąć przed dodaniem frakcji B (frakcja B zawiera składniki termolabilne).</li>
	<li>Wlać do przezroczystej, polistyrenowej szalki Petriego o wymiarach 150 mm x 150 mm.</li>
</ol>
2. Przygotowanie sztucznej diety zawierającej kwercetynę
<ol>
	<li>Zważyć odpowiednią ilość (1 000 ppm) hydratu kwercetyny (patrz tabela materiałów) i odpowiednio rozpuścić ją w minimalnej objętości rozpuszczalników organicznych, takich jak etanol (2 mg/ml), dimetylosulfotlenek (DMSO; 30 mg/ml) lub dimetyloformamid (DMF). Tutaj DMSO służy do rozpuszczania kwercetyny.</li>
	<li>Dodaj rozpuszczoną kwercetynę do frakcji B, a następnie dodaj do mieszaniny frakcji A i C (objętość wody zmniejszona z frakcji B jest równa objętości dodanego DMSO).</li>
	<li>Dodać równą objętość rozpuszczalnika organicznego użytego do rozpuszczenia kwercetyny do diety kontrolnej. 
	UWAGA: Rysunek 1 przedstawia schematyczne przedstawienie przygotowania diet sztucznych i zawierających kwercetynę.</li>
</ol>
3. Hodowla i utrzymanie kultury H. armigera
UWAGA: Używaj odpowiednio oczyszczonych i wysterylizowanych materiałów do hodowli i konserwacji owadów. Z owadami należy obchodzić się ostrożnie, przestrzegając wszystkich standardowych praktyk operacyjnych związanych ze sterylnością i bezpieczeństwem16,17,18.
<ol>
	<li>Jaja H. armigera należy przechowywać w komorze hodowlanej (plastikowy słoik pokryty muślinową szmatką) w warunkach utrzymanych, jak opisano w kroku 3.3. Następnie delikatnie przenieś nowo narodzone noworodki za pomocą cienkiego pędzla na świeżo przygotowaną sztuczną dietę na bazie ciecierzycy.</li>
	<li>Stosuj sztuczną dietę do hodowli larw i 20% (w/v) roztwór sacharozy z 1% (w/v) multiwitaminą (patrz Tabela Materiałów) dla dorosłych ciem19,20. 
	UWAGA: Ponieważ larwy H. armigera w trzecim i starszym stadium rozwojowym wykazują skłonność do kanibalizmu, konieczne jest hodowanie każdej larwy w osobnej fiolce.</li>
	<li>Utrzymuj temperaturę na poziomie 25 ± 1 °C i wilgotność względną na poziomie 70% w pomieszczeniu do hodowli owadów, przy 16 godzinach światła: 8 godzin ciemnego fotoperiodu21.</li>
	<li>Wyhoduj jedno pokolenie owadów w laboratorium w celu uzyskania jednorodności, a następnie użyj go do testu karmienia.</li>
	<li>Opcjonalnie należy zwiększyć temperaturę w pomieszczeniu do hodowli owadów do 28 °C, aby przyspieszyć wzrost larw i poczwarek22.</li>
</ol>
4. Konfiguracja do oznaczania karmienia
<ol>
	<li>Zbierz 21 larw drugiego stadium rozwojowego dla każdego zestawu (kontrola i leczenie) i trzymaj je z dala od diety przez około 1-3 godziny.</li>
	<li>Pokrój dietę kontrolną i zawierającą kwercetynę na małe kawałki, zapisz wagę podanej diety i ciało owada, a następnie ostrożnie przenieś owady do fiolek z kulturą. Pozwól owadom żywić się odpowiednią dietą. 
	UWAGA: Należy to uznać za dzień 0 testu żywienia.</li>
	<li>Zapisz masę ciała owada, podaną dietę, niezjedzoną dietę i frass co drugi dzień (dni 2, 4, 6, 8 i 10) do 10 dnia testu.</li>
	<li>Po 10 dniu utrzymuj je na odpowiedniej diecie, aby obserwować dalsze zmiany rozwojowe i morfologiczne. 
	UWAGA: Zmiany rozwojowe za pomocą: (1) produktów pośrednich larwalno-poczwarkowych, takich jak tylna połowa poczwarki z łatami naskórka larw, torebka na głowę i nogi piersiowe; (2) przedplecze z całkowicie poczerniałym ciałem; (3) niewymiarowe poczwarki ze skurczem ciała; (4) Poczwarko-pośrednie-ze starą skórą poczwarki. Zmiany morfologiczne obejmują zniekształcone dorosłe osobniki z nieprawidłowymi ciałami, skręconymi skrzydłami i stawowymi nogami. Zmiany te są następnie porównywane z owadami karmionymi dietą kontrolną.</li>
	<li>Zamrozić owady w 10 dniu, jeśli badanie wad rozwojowych i morfologicznych nie jest wymagane. 
	UWAGA: Przed zamrożeniem larw należy je trzymać pozbawione diety przez co najmniej 3 godziny w celu usunięcia resztek diety z przewodu pokarmowego.</li>
</ol>
5. Rejestracja i analiza danych
<ol>
	<li>W oprogramowaniu GraphPad Prism (patrz Tabela materiałów) wybierz tabelę danych XY z okna dialogowego "Witamy lub Nowa tabela" i wprowadź w niej liczbę owadów, które replikują wartości obok siebie w podkolumnach. Następnie nadaj nazwę tytułu osi X jako liczbę dni, a w grupach A i B podaj nazwę tytułu odpowiednio jako kontrolę i leczenie kwercetyną. Umieść masę ciała każdego owada pod kontrolą i poddaj leczeniu, aby wygenerować wykres masy ciała. 
	UWAGA: Analiza w GraphPad może się różnić w zależności od wielkości próby i liczby zabiegów.</li>
	<li>Porównaj masę ciała owadów między grupą kontrolną a grupą badaną za pomocą testu t-Studenta (α = 0,05).</li>
	<li>Policz żywe i martwe larwy i poczwarki w dniu 10, aby wykreślić krzywą Kaplana-Meiera dla procentu przeżycia za pomocą oprogramowania do tworzenia wykresów.</li>
	<li>Policz liczbę poczwarek i oblicz procent przepoczwarzenia, korzystając z podanego wzoru:</li>
	<li>Procent przepoczwarzenia (%) = (liczba utworzonych poczwarek/całkowita liczba larw) x 100</li>
	<li>Porównaj rozwój larw pod względem wskaźników żywieniowych23, korzystając z następujących wzorów: ECI (%) = (przyrost masy ciała larw/masa zjedzonej paszy) x 100 
	ECD (%) = (przyrost masy ciała larw/[masa zjedzonej paszy - masa frass]) x 100 
	AD (%) = ([waga zjedzonej paszy - waga frass]/waga zjedzonej paszy) x 100</li>
</ol>

Assessment of Phytochemical Effects on Helicoverpa armigera Through Feeding Assay

<ol><li>Popp, J., Pető, K., Nagy, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pesticide+productivity+and+food+security.+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Agronomy+for+Sustainable+Development%22%5BJournal%5D)">Pesticide productivity and food security. A review.</a> Agronomy for Sustainable Development. 33 (1), 243-255 (2013).</li>
<li>da Silva, F. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+toxicity+of+Helicoverpa+armigera+and+Helicoverpa+zea+%28Lepidoptera%3A+Noctuidae%29+to+selected+insecticides%5BTitle%5D)+AND+%22Insects%22%5BJournal%5D)">Comparative toxicity of Helicoverpa armigera and Helicoverpa zea (Lepidoptera: Noctuidae) to selected insecticides.</a> Insects. 11 (7), 431(2020).</li>
<li>Usman, A., Ali, M. I., Shah, M., e Amin, F., Sarwar, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+efficacy+of+indigenous+plant+extracts+and+a+synthetic+insecticide+for+the+management+of+tomato+fruit+worm+%28Helicoverpa+armigera+Hub.%29+and+their+effect+on+natural+enemies+in+tomato+crop%5BTitle%5D)+AND+%22Pure+and+Applied+Biology%22%5BJournal%5D)">Comparative efficacy of indigenous plant extracts and a synthetic insecticide for the management of tomato fruit worm (Helicoverpa armigera Hub.) and their effect on natural enemies in tomato crop.</a> Pure and Applied Biology. 7 (3), 1014-1020 (2018).</li>
<li>Honnakerappa, S. B., Udikeri, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Abundance+of+Helicoverpa+armigera+%28Hubner%29+on+different+host+crops%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Farm+Science%22%5BJournal%5D)">Abundance of Helicoverpa armigera (Hubner) on different host crops.</a> Journal of Farm Science. 31, 436-439 (2018).</li>
<li>Edosa, T. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+on+bio-intensive+management+of+African+bollworm%2C+Helicoverpa+armigera+%28Hub.%29%3A+Botanicals+and+semiochemicals+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22African+Journal+of+Agricultural+Research%22%5BJournal%5D)">Review on bio-intensive management of African bollworm, Helicoverpa armigera (Hub.): Botanicals and semiochemicals perspectives.</a> African Journal of Agricultural Research. 14 (1), 1-9 (2019).</li>
<li>Zhou, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Migratory+Helicoverpa+armigera+%28Lepidoptera%3A+Noctuidae%29+exhibits+marked+seasonal+variation+in+morphology+and+fitness%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Entomology%22%5BJournal%5D)">Migratory Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae) exhibits marked seasonal variation in morphology and fitness.</a> Environmental Entomology. 48 (3), 755-763 (2019).</li>
<li>Souto, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant-derived+pesticides+as+an+alternative+to+pest+management+and+sustainable+agricultural+production%3A+Prospects%2C+applications+and+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Molecules%22%5BJournal%5D)">Plant-derived pesticides as an alternative to pest management and sustainable agricultural production: Prospects, applications and challenges.</a> Molecules. 26 (16), 4835(2021).</li>
<li>Özkara, A., Akyıl, D., Konuk, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pesticides%2C+environmental+pollution%2C+and+health%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Health+Risk-Hazardous+Factors+to+Living+Species%22%5BJournal%5D)">Pesticides, environmental pollution, and health.</a> Environmental Health Risk-Hazardous Factors to Living Species. , (2016).</li>
<li>Alengebawy, A., Abdelkhalek, S. T., Qureshi, S. R., Wang, M. -Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heavy+metals+and+pesticides+toxicity+in+agricultural+soil+and+plants%3A+Ecological+risks+and+human+health+implications%5BTitle%5D)+AND+%22Toxics%22%5BJournal%5D)">Heavy metals and pesticides toxicity in agricultural soil and plants: Ecological risks and human health implications.</a> Toxics. 9 (3), 42(2021).</li>
<li>Tlak Gajger, I., Dar, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant+allelochemicals+as+sources+of+insecticides%5BTitle%5D)+AND+%22Insects%22%5BJournal%5D)">Plant allelochemicals as sources of insecticides.</a> Insects. 12 (3), 189(2021).</li>
<li>Riddick, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential+of+quercetin+to+reduce+herbivory+without+disrupting+natural+enemies+and+pollinators%5BTitle%5D)+AND+%22Agriculture%22%5BJournal%5D)">Potential of quercetin to reduce herbivory without disrupting natural enemies and pollinators.</a> Agriculture. 11 (6), 476(2021).</li>
<li>Gao, Y. -L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+quercetin+on+the+growth%2C+development%2C+nutrition+utilization%2C+and+detoxification+enzymes+in+Hyphantria+cunea+Drury+%28Lepidoptera%3A+Arctiidae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Forests%22%5BJournal%5D)">The effect of quercetin on the growth, development, nutrition utilization, and detoxification enzymes in Hyphantria cunea Drury (Lepidoptera: Arctiidae).</a> Forests. 13 (11), 1945(2022).</li>
<li>Durmuşoğlu, E., Hatipoğlu, A., Gürkan, M. O., Moores, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+different+bioassay+methods+for+determining+insecticide+resistance+in+European+Grapevine+Moth%2C+Lobesia+botrana+%28Denis+%26+Schifferm%C3%BCller%29+%28Lepidoptera%3A+Tortricidae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Turkish+Journal+of+Entomology%22%5BJournal%5D)">Comparison of different bioassay methods for determining insecticide resistance in European Grapevine Moth, Lobesia botrana (Denis & Schiffermüller) (Lepidoptera: Tortricidae).</a> Turkish Journal of Entomology. 39 (3), 271-276 (2015).</li>
<li>Paramasivam, M., Selvi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laboratory+bioassay+methods+to+assess+the+insecticide+toxicity+against+insect+pests-A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Entomology+and+Zoology+Studies%22%5BJournal%5D)">Laboratory bioassay methods to assess the insecticide toxicity against insect pests-A review.</a> Journal of Entomology and Zoology Studies. 5 (3), 1441-1445 (2017).</li>
<li>Clark, E. L., Isitt, R., Plettner, E., Fields, P. G., Huber, D. P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+inexpensive+feeding+bioassay+technique+for+stored-product+insects%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Economic+Entomology%22%5BJournal%5D)">An inexpensive feeding bioassay technique for stored-product insects.</a> Journal of Economic Entomology. 107 (1), 455-461 (2014).</li>
<li>Waldbauer, G. P., Cohen, R. W., Friedman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+improved+procedure+for+laboratory+rearing+of+the+corn+earworm%2C+Heliothis+zea+%28Lepidoptera%3A+Noctuidae%29%5BTitle%5D)+AND+%22The+Great+Lakes+Entomologist%22%5BJournal%5D)">An improved procedure for laboratory rearing of the corn earworm, Heliothis zea (Lepidoptera: Noctuidae).</a> The Great Lakes Entomologist. 17 (2), 10(2017).</li>
<li>Friesen, K., Berkebile, D. R., Zhu, J. J., Taylor, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laboratory+rearing+of+stable+flies+and+other+muscoid+Diptera%5BTitle%5D)+AND+%22JoVE%22%5BJournal%5D)">Laboratory rearing of stable flies and other muscoid Diptera.</a> JoVE. (138), e57341(2018).</li>
<li>Zheng, M. -L., Zhang, D. -J., Damiens, D. D., Lees, R. S., Gilles, J. R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standard+operating+procedures+for+standardized+mass+rearing+of+the+dengue+and+chikungunya+vectors+Aedes+aegypti+and+Aedes+albopictus+%28Diptera%3A+Culicidae%29-II-Egg+storage+and+hatching%5BTitle%5D)+AND+%22Parasites+%26+Vectors%22%5BJournal%5D)">Standard operating procedures for standardized mass rearing of the dengue and chikungunya vectors Aedes aegypti and Aedes albopictus (Diptera: Culicidae)-II-Egg storage and hatching.</a> Parasites & Vectors. 8, 1-7 (2015).</li>
<li>Nagarkatti, S., Prakash, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rearing+Heliothis+armigera+%28Hubn.%29+on+an+artificial+diet%5BTitle%5D)+AND+%22Technical+Bulletin+Commonwealth+Institute+of+Biological+Control%22%5BJournal%5D)">Rearing Heliothis armigera (Hubn.) on an artificial diet.</a> Technical Bulletin Commonwealth Institute of Biological Control. , (1974).</li>
<li>Adhav, A. S., Kokane, S. R., Joshi, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+characterization+of+Helicoverpa+armigera+trehalase+and+investigation+of+physiological+effects+caused+due+to+its+inhibition+by+Validamycin+A+formulation%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Biological+Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Functional characterization of Helicoverpa armigera trehalase and investigation of physiological effects caused due to its inhibition by Validamycin A formulation.</a> International Journal of Biological Macromolecules. 112, 638-647 (2018).</li>
<li>Abbasi, B. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rearing+the+cotton+bollworm%2C+Helicoverpa+armigera%2C+on+a+tapioca-based+artificial+diet%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Insect+Science%22%5BJournal%5D)">Rearing the cotton bollworm, Helicoverpa armigera, on a tapioca-based artificial diet.</a> Journal of Insect Science. 7 (1), 35(2007).</li>
<li>Armes, N. J., Jadhav, D. R., Bond, G. S., King, A. B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Insecticide+resistance+in+Helicoverpa+armigera+in+South+India%5BTitle%5D)+AND+%22Pesticide+Science%22%5BJournal%5D)">Insecticide resistance in Helicoverpa armigera in South India.</a> Pesticide Science. 34 (4), 355-364 (1992).</li>
<li>Waldbauer, G. P. The consumption and utilization of food by insects. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWaldbauer%2C+GP+%22Advances+in+Insect+Physiology%22">Advances in Insect Physiology</a>. 5, Academic Press. 229-288 (1968).</li>
<li>Carpinella, M. C., Defago, M. T., Valladares, G., Palacios, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antifeedant+and+insecticide+properties+of+a+limonoid+from+Melia+azedarach+%28Meliaceae%29+with+potential+use+for+pest+management%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Agricultural+and+Food+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Antifeedant and insecticide properties of a limonoid from Melia azedarach (Meliaceae) with potential use for pest management.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 51 (2), 369-374 (2003).</li>
<li>Diaz Napal, G. N., Palacios, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioinsecticidal+effect+of+the+flavonoids+pinocembrin+and+quercetin+against+Spodoptera+frugiperda%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pest+Science%22%5BJournal%5D)">Bioinsecticidal effect of the flavonoids pinocembrin and quercetin against Spodoptera frugiperda.</a> Journal of Pest Science. 88, 629-635 (2015).</li>
<li>ffrench-Constant, R. H., Roush, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resistance+detection+and+documentation%3A+the+relative+roles+of+pesticidal+and+biochemical+assays%5BTitle%5D)+AND+%22Pesticide+Resistance+in+Arthropods%22%5BJournal%5D)">Resistance detection and documentation: the relative roles of pesticidal and biochemical assays.</a> Pesticide Resistance in Arthropods. , 4-38 (1990).</li>
<li>Gikonyo, N. K., Mwangi, R. W., Midiwo, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toxicity+and+growth-inhibitory+activity+of+Polygonum+senegalense+%28Meissn.%29+surface+exudate+against+Aedes+aegypti+larvae%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Tropical+Insect+Science%22%5BJournal%5D)">Toxicity and growth-inhibitory activity of Polygonum senegalense (Meissn.) surface exudate against Aedes aegypti larvae.</a> International Journal of Tropical Insect Science. 18 (3), 229-234 (1998).</li>
<li>Sharma, R., Sohal, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioefficacy+of+quercetin+against+melon+fruit+fly%5BTitle%5D)+AND+%22Bulletin+of+Insectology%22%5BJournal%5D)">Bioefficacy of quercetin against melon fruit fly.</a> Bulletin of Insectology. 66 (1), 79-83 (2013).</li>
<li>Després, L., David, J. -P., Gallet, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+evolutionary+ecology+of+insect+resistance+to+plant+chemicals%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Ecology+%26+Evolution%22%5BJournal%5D)">The evolutionary ecology of insect resistance to plant chemicals.</a> Trends in Ecology & Evolution. 22 (6), 298-307 (2007).</li>
<li>Shi, G., Kang, Z., Ren, F., Zhou, Y., Guo, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+quercetin+on+the+growth+and+expression+of+immune-pathway-related+genes+in+silkworm+%28Lepidoptera%3A+Bombycidae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Insect+Science%22%5BJournal%5D)">Effects of quercetin on the growth and expression of immune-pathway-related genes in silkworm (Lepidoptera: Bombycidae).</a> Journal of Insect Science. 20 (6), 23(2020).</li>
<li>Selin-Rani, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toxicity+and+physiological+effect+of+quercetin+on+generalist+herbivore%2C+Spodoptera+litura+Fab.+and+a+non-target+earthworm+Eisenia+fetida+Savigny%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">Toxicity and physiological effect of quercetin on generalist herbivore, Spodoptera litura Fab. and a non-target earthworm Eisenia fetida Savigny.</a> Chemosphere. 165, 257-267 (2016).</li>
<li>Ateyyat, M., Abu-Romman, S., Abu-Darwish, M., Ghabeish, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+flavonoids+against+woolly+apple+aphid%2C+Eriosoma+lanigerum+%28Hausmann%29+and+its+sole+parasitoid%2C+Aphelinus+mali+%28Hald%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Agricultural+Science%22%5BJournal%5D)">Impact of flavonoids against woolly apple aphid, Eriosoma lanigerum (Hausmann) and its sole parasitoid, Aphelinus mali (Hald).</a> Journal of Agricultural Science. 4 (2), 227(2012).</li>
<li>Brito-Sierra, C. A., Kaur, J., Hill, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protocols+for+testing+the+toxicity+of+novel+insecticidal+chemistries+to+mosquitoes%5BTitle%5D)+AND+%22JoVE%22%5BJournal%5D)">Protocols for testing the toxicity of novel insecticidal chemistries to mosquitoes.</a> JoVE. (144), e57768(2019).</li>
<li>Mitchell, C., Brennan, R. M., Graham, J., Karley, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant+defense+against+herbivorous+pests%3A+exploiting+resistance+and+tolerance+traits+for+sustainable+crop+protection%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Plant+Science%22%5BJournal%5D)">Plant defense against herbivorous pests: exploiting resistance and tolerance traits for sustainable crop protection.</a> Frontiers in Plant Science. 7, 1132(2016).</li>
</ol>

Autorzy zadeklarowali brak konfliktu interesów.

Laboratoryjne testy biologiczne są przydatne do przewidywania wyników i generowania porównawczych danych dotyczących toksyczności kilku związków w krótkim czasie przy rozsądnych kosztach. Test biologiczny karmienia pomaga zinterpretować interakcje między insektycydami owad i insektycydami owady-rośliny. Jest to skuteczna metoda pomiaru toksyczności różnych substancji, która znacznie upraszcza proces ustalania dawki śmiertelnej 50 (LD50), stężenia śmiertelnego 50 (LC50) lub dowolnego innego stężenia ...

Czynniki biotyczne, które wpływają na wydajność upraw, to głównie czynniki chorobotwórcze i szkodniki. Niektóre szkodniki owadzie powodują od 15% do 35% strat w uprawach rolnych i wpływają na praktyki zrównoważonego rozwoju gospodarczego1. Owady należące do rzędów Coleoptera, Hemiptera i Lepidoptera to główne rzędy niszczycielskich szkodników. Wysoce adaptacyjny charakter środowiska przyniósł korzyści lepidopterom w ewolucji kilku mechanizmów przetrwania. Wśród owadów z rzędu Lepidoptera, Helicoverpa armigera (robak bawełniany) może żywić się około 180 różnymi roślinami uprawnymi i powodować znaczne uszkodzenia ich tkanek rozrodczych2. Na całym świecie inwazja H. armigera spowodowała straty w wysokości około 5 miliardów dolarów3. Bawełna, ciecierzyca, groszek gołębi, pomidory, słoneczniki i inne uprawy są żywicielami H. armigera. Kończy swój cykl życiowy na różnych częściach roślin żywicielskich. Jaja składane przez samice wykluwają się na liściach, a następnie żerują na tkankach wegetatywnych w stadiach larwalnych. Stadium larwalne jest najbardziej destrukcyjne ze względu na jego żarłoczną i wysoce adaptującą się naturę4,5. H. armigera wykazuje globalne rozprzestrzenianie się i wkraczanie na nowe terytoria ze względu na swoje niezwykłe cechy, takie jak polifagia, doskonałe zdolności migracyjne, wyższa płodność, silna diapauza i pojawienie się odporności na istniejące strategie zwalczania owadów6.
Różnorodne cząsteczki chemiczne z terpenów, flawonoidów, alkaloidów, polifenoli, cyjanogennych glukozydów i wielu innych są szeroko stosowane do zwalczania inwazji H. armigera7. Jednak częste stosowanie cząsteczek chemicznych ma niekorzystny wpływ na środowisko i zdrowie ludzi ze względu na nabywanie ich pozostałości. Wykazują również szkodliwy wpływ na różne drapieżniki, powodując brak równowagi ekologicznej8,9. W związku z tym istnieje konieczność zbadania bezpiecznych i przyjaznych dla środowiska opcji chemicznych cząsteczek do zwalczania szkodników.
Naturalne cząsteczki owadobójcze wytwarzane przez rośliny (fitochemikalia) mogą być używane jako obiecująca alternatywa dla chemicznych pestycydów. Te fitochemikalia obejmują różne metabolity wtórne należące do klas alkaloidów, terpenoidów i fenoli7,10. Kwercetyna jest jednym z najobficiej występujących flawonoidów (związków fenolowych) obecnych w różnych ziarnach, warzywach, owocach i liściach. Wykazuje działanie odstraszające żerowanie i owadobójcze wobec owadów; Nie jest również szkodliwy dla naturalnych wrogów szkodników11,12. W związku z tym protokół ten demonstruje test żywieniowy przy użyciu kwercetyny w celu oceny jej toksycznego wpływu na H. armigera.
Opracowano różne metody testów biologicznych do oceny wpływu naturalnych i syntetycznych cząsteczek na odżywianie, wzrost, rozwój i wzorce zachowania owadów13. Powszechnie stosowane metody obejmują test krążka liściowego, test karmienia z wyboru, test podawania kropelkowego, test kontaktowy, test pokrywający dietę i test obowiązkowego karmienia13,14. Metody te są klasyfikowane na podstawie sposobu stosowania pestycydów na owady. Test obligatoryjnego żywienia jest jedną z najczęściej stosowanych, czułych, prostych i elastycznych metod testowania prawdopodobnych insektycydów i ich dawki śmiertelnej14. W obowiązkowym teście żywieniowym cząsteczka będąca przedmiotem zainteresowania jest mieszana ze sztuczną dietą. Zapewnia to spójność i kontrolę nad składem diety, generując solidne i powtarzalne wyniki. Ważnymi zmiennymi wpływającymi na testy żywieniowe są etap rozwoju owada, wybór środka owadobójczego, czynniki środowiskowe i wielkość próby. Czas trwania testu, odstęp między dwoma zapisami danych, częstotliwość i ilość podawanej diety, zdrowie owadów i umiejętności obsługi operatorów mogą również wpływać na wynik testów karmienia14,15.
To badanie ma na celu zademonstrowanie obowiązkowego testu żywieniowego w celu oceny wpływu kwercetyny na przeżywalność i sprawność H. armigera. Ocena różnych parametrów, takich jak masa ciała owadów, śmiertelność i wady rozwojowe, dostarczy informacji na temat owadobójczego działania kwercetyny. Tymczasem pomiar parametrów żywieniowych, w tym efektywności konwersji spożytego pokarmu (ECI), wydajności konwersji strawionego pokarmu (ECD) i przybliżonej strawności (AD), podkreśli przeciwwszęgowe atrybuty kwercetyny.

<table><tbody><tr><td>Agar Agar</td><td>Himedia</td><td>RM666</td><td>Środek zestalający</td></tr><tr><td>Kwas askorbinowy</td><td>Himedia</td><td>CMS1014</td><td>Źródło witaminy C</td></tr><tr><td>Bengal Gram</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Źródło białka i węglowodanów</td></tr><tr><td>Kazeina</td><td>Sigma</td><td>C-5890</td><td>Źródło białka</td></tr><tr><td>Cholesterol</td><td>Sisco Research Laboratories</td><td>34811</td><td>Źródło</td></tr> <tr>kwasów tłuszczowych<td>Chlorek choliny</td><td>Himedia</td><td>GRM6824</td><td>Sól amonowa</td></tr><tr><td>DMSO</td><td>Sigma</td><td>67-68-5</td><td>Rozpuszczalnik</td></tr><tr><td>GraphPad Prism v8.0</td><td></td><td></td><td>https://www.graphpad.com/guides/prism/latest/user-guide/using_choosing_an_analysis.htm</td></tr><tr><td>Methyl Paraben</td><td>Himedia</td><td>GRM1291</td><td>Środek przeciwgrzybiczy</td></tr><tr><td>Kapsułka multiwitaminowa</td><td>GalaxoSmithKline</td><td>NA</td><td>Źródło witamin</td></tr><tr><td>Kwercetyna</td><td>Sigma</td><td>Q4951-10G</td><td>Fitochemiczny</td></tr><tr><td>kwas sorbowy</td><td>Himedia</td><td>M1880</td><td>Środek przeciwbakubowy</td></tr><tr><td>Streptomycyna</td><td>Himedia</td><td>CMS220</td><td>Antybiotyk</td></tr><tr><td>Witamina E w kapsułce</td><td>Nukind Healthcare</td><td>NA</td><td>Źródło witaminy E</td></tr><tr><td>Ekstrakt z drożdży</td><td>Himedia</td><td>RM027</td><td>Źródło aminokwasów</td></tr></tbody></table>

opracowanie systemu oznaczania żywienia do oceny owadobójczego wpływu fitochemikaliów na helicoverpa armigera

Developing a Feeding Assay System for Evaluating the Insecticidal Effect of Phytochemicals on Helicoverpa armigera

Helicoverpa armigera, owad z rzędu Lepidoptera, to polifagiczny szkodnik o światowym zasięgu. Ten roślinożerny owad stanowi zagrożenie dla roślin i wydajności rolnictwa. W odpowiedzi rośliny wytwarzają kilka fitochemikaliów, które negatywnie wpływają na wzrost i przetrwanie owadów. Protokół ten demonstruje obowiązkową metodę oznaczania żywienia w celu oceny wpływu fitochemicznej (kwercetyny) na wzrost, rozwój i przeżycie owadów. W kontrolowanych warunkach noworodki były utrzymywane do drugiego stadium rozwoju na wcześniej zdefiniowanej sztucznej diecie. Larwy w drugim stadium rozwojowym mogły przez 10 dni żywić się sztuczną dietą kontrolną i zawierającą kwercetynę. Masę ciała owadów, stadium rozwoju, wagę i śmiertelność owadów rejestrowano co drugi dzień. Zmiana masy ciała, różnica we wzorcu żywienia i fenotypy rozwojowe były oceniane przez cały czas trwania testu. Opisany obowiązkowy test żywieniowy symuluje naturalny sposób przyjmowania i może być skalowany do dużej liczby owadów. Pozwala to na analizę wpływu fitochemikaliów na dynamikę wzrostu, przejście rozwojowe i ogólną sprawność H. armigera. Co więcej, ta konfiguracja może być również wykorzystana do oceny zmian parametrów żywieniowych i procesów fizjologii trawiennej. W tym artykule przedstawiono szczegółową metodologię systemów oznaczania żywienia, która może mieć zastosowanie w badaniach toksykologicznych, badaniach przesiewowych cząsteczek owadobójczych i zrozumieniu skutków chemicznych w interakcjach roślina-owad.

Larwy owadów karmione dietą zawierającą 1 000 ppm kwercetyny wykazały znaczący spadek masy ciała o około 57% w porównaniu z grupą kontrolną (Rysunek 2A). Redukcja masy ciała doprowadziła do zmniejszenia rozmiarów ciała larw traktowanych kwercetyną (Rysunek 2B). Odnotowano również istotny spadek tempa żerowania larw karmionych kwercetyną w porównaniu z grupą kontrolną (Rysunek 2C).
Ponadto u larw karmionyc...

Ten protokół opisuje obowiązkowy test żywieniowy w celu oceny potencjalnie toksycznego wpływu substancji fitochemicznej na larwy owadów z rzędu Lepidoptera. Jest to wysoce skalowalny test biologiczny owadów, łatwy do optymalizacji dawki subletalnej i śmiertelnej, działania odstraszającego i efektu fizjologicznego. Można to wykorzystać do badań przesiewowych przyjaznych dla środowiska środków owadobójczych.

Opracowanie systemu oznaczania żywienia do oceny owadobójczego wpływu fitochemikaliów na Helicoverpa armigera

Helicoverpa armigera, a lepidopteran insect, is a polyphagous pest with a worldwide distribution. This herbivorous insect is a threat to plants and ...

Badanie to jest prowadzone w celu opracowania prostej i opłacalnej metody oznaczania karmienia do oceny wpływu różnych naturalnych cząsteczek, w tym fitochemikaliów ze względu na ich właściwości przeciwpaszowe i owadobójcze przeciwko owadom żującym, a zidentyfikowane potencjalne cząsteczki z tych testów można ocenić w warunkach polowych pod kątem ochrony przed szkodnikami. Opracowano wiele testów w celu oceny wpływu syntetycznych i naturalnych cząsteczek na odżywianie, wzrost, rozwój i zachowanie owadów. Ponadto zaprojektowano testy.takie jak narzędzie do przycinania, test pokrywania diety, test kontaktowy, test karmienia kropelkowego, test karmienia z wyboru i test na wardze do oceny insektycydów, utrzymanie jednolitych warunków eksperymentalnych, rozwiązywanie problemów takich jak infekcja i kanibalizm, zapewnienie równomiernego rozmieszczenia fitochemicznego w diecie larw, dokładne śledzenie zachowań żywieniowych i określanie optymalnych stężeń fitochemicznych stanowi wyzwanie. Należy zarządzać zmiennością partii i złożonością projektu eksperymentalnego. Ponadto przejście z pomocy laboratoryjnej do aplikacji terenowej, biorąc pod uwagę recepturę i skalowalność, jest wymagające.W obowiązkowym teście żywieniowym duża liczba cząsteczek może być testowana jednocześnie z dużą liczbą próbek owadów o różnych rozmiarach. Zaletą tego testu żywieniowego jest to, że badany związek miesza się ze sztuczną dietą. Dzięki temu mamy kontrolę nad składem diety, co zapewnia solidne i powtarzalne wyniki.Na początek zważ żądane składniki frakcji A, B i C osobno w zlewce i przygotuj jednorodną mieszaninę za pomocą szpatułki lub mieszadła magnetycznego. Gotuj frakcję C w temperaturze około 100 stopni Celsjusza w kuchence mikrofalowej przez pięć minut. Następnie dodaj go do frakcji A i dokładnie wymieszaj.Gdy mieszanina ostygnie, dodaj frakcję B i wlej przygotowaną do kontrolnej mieszanki dietetycznej do przezroczystej polistyrenowej szalki Petriego. Aby przygotować kwercetynę zawierającą sztuczną dietę, rozpuść hydrat kwercetyny i dimetylosulfotlenek. Następnie dodać rozpuszczoną kwercetynę do frakcji B, a następnie mieszaninę frakcji A i C. Dodać równoważny dimetylosulfotlenek do przygotowanej kontrolowanej diety.Na początek trzymaj noworodki Helicoverpa armigera w plastikowej komorze hodowlanej przykrytej muślinową szmatką w pomieszczeniu do hodowli owadów. Następnie delikatnie przenieś nowo narodzone noworodki za pomocą cienkiego pędzla na świeżo przygotowaną, sztuczną dietę na bazie ciecierzycy na wzrost. Do testu żerowania należy zebrać 21 larw w drugim stadium do zestawu kontrolnego i leczniczego.Pokrój wcześniej przygotowaną dietę kontrolną i zawierającą kwercetynę na małe kawałki i zapisz wagę diety i ciało owada. Ostrożnie przenieś owada do fiolki z kulturą, dodaj odpowiednią dietę do fiolki i pozwól owadowi się pożywić. Od drugiego do 10 dnia zapisuj masę ciała owada, a następnie daną dietę, dietę niezjedzoną i frass.Policz żywe i martwe larwy i poczwarki w 10 dniu. Aby zarejestrować i przeanalizować dane, porównaj masę ciała owadów między grupą kontrolną a grupą leczoną za pomocą testu T-studenta. Wykreśl krzywą Kaplana-Meiera dla procentu przeżycia za pomocą oprogramowania do tworzenia wykresów, używając liczby żywych/martwych larw i poczwarek.Następnie oblicz procent przepoczwarzenia i porównaj rozwój larw i wskaźniki żywieniowe. W niniejszym badaniu larwy owadów karmione dietą zawierającą kwercetynę wykazały znaczny spadek w porównaniu z grupą kontrolną, co spowodowało zmniejszenie wielkości ciała. Zaobserwowano również znaczne zmniejszenie szybkości żerowania larw karmionych kwercetyną w porównaniu z kontrolą.Ponadto nastąpił znaczny spadek procentowego przepoczwarzenia larw karmionych kwercetyną, co sugeruje opóźnienie rozwoju po leczeniu. W przypadku owadów żywionych dietą zawierającą kwercetynę efektywność konwersji spożytego pokarmu do materii ciała zmniejszyła się o około 9% w porównaniu z kontrolą. Efektywność przemiany strawionego pokarmu zmniejszyła się o około 49% w porównaniu z kontrolą.Przybliżona strawność u owadów karmionych kwercetyną wzrosła o 5% w porównaniu z kontrolą.

developing-feeding-assay-system-for-evaluating-insecticidal-effect

Research

JoVE Journal

Biology

Biologia

Niniejszy artykuł demonstruje i omawia techniki stosowane do badania wrażliwości na pestycydy oraz wykrywania oporności na pestycydy kontaktowe i systemiczne u szkodników z grupy stawonogów.

Bioanalizy w monitorowaniu oporności na insektycydy

Przedstawiono metodę szybkiego przesiewania substancji lotnych roślin żywicielskich poprzez pomiar odpowiedzi elektrofizjologicznej czułków dorosłych osobników omacnicy brzoskwiniowej (Amyelois transitella) na pojedyncze składniki oraz mieszaniny za pomocą analizy elektroantenograficznej.

Bioassay elektroantenograficzny jako narzędzie przesiewowe dla lotnych substancji rośliny żywicielskiej

Ten film opisuje test karmienia muszek owocowych, w którym kolorowy pokarm jest używany do monitorowania karmienia oraz wpływ, jaki dodane związki mogą mieć na aktywność żywieniową. Przykładowy protokół testuje działanie kilku substancji chemicznych zaburzających funkcjonowanie układu hormonalnego (EDC).

Test żywieniowy: ocena preferencji żywieniowych u Drosophila melanogaster

W tym filmie opisujemy test kontaktu z larwami w celu oceny toksyczności antagonisty receptora dopaminy, amitryptyliny, na larwach komarów w trzecim stadium rozwojowym, znanych wektorach kilku chorób zakaźnych u ludzi. Ocena śmiertelności larw podczas inkubacji z różnymi stężeniami amitryptyliny w różnych odstępach czasu pomaga określić jej stężenie śmiertelne 50.

Test kontaktu z larwami: procedura oceny śmiertelności larw komarów po bezpośrednim kontakcie z badanym związkiem larwobójczym

Ten film demonstruje test odżywiania krwią w celu oceny śmiertelności i płodności badanych związków o nowych sposobach działania na samice komarów. Technika ta pomaga w badaniach przesiewowych nowych klas insektycydów w celu zabicia opornej populacji komarów i kontrolowania rozprzestrzeniania się choroby.

Test żerowania komarów: metoda oceny wpływu badanego związku na śmiertelność i płodność dorosłych samic komarów

Oceny insektycydów są często skierowane przeciwko dorosłym owadom, a nie niedojrzałym stadiom. W tym miejscu przedstawiamy protokół oceny insektycydów przeciwko jajom pluskiew z porównaniem do pierwszego stadium nimfalnego pluskwy. Protokoły te można dostosować do innych owadów w celu oceny skuteczności insektycydów w stadiach życia niebędących dorosłymi.

Metoda oceny skuteczności insektycydów przeciwko pluskwom, Cimex lectularius, jajom i pierwszym stadium rozwojowym

Protokoły są opisane do oceny toksyczności chemii dla niedojrzałych i dorosłych komarów do rozwoju jako nowe klasy larwobójców, adultycydów i endektocydów. Protokoły umożliwiają wysokoprzepustowe testowanie wielu substancji chemicznych przy dawce jednopunktowej, a następnie ocenę za pomocą testu dawka-odpowiedź w celu określenia toksyczności w kontakcie lub po spożyciu.

Protokoły badania toksyczności nowych środków owadobójczych dla komarów

Tutaj prezentujemy protokół produkcji białek karboksyloesterazy u muchy domowej in vitro z systemem ekspresji komórek owadów za pośrednictwem bakulowirusa, a następnie funkcjonalnie charakteryzujemy ich role w metabolizowaniu permetryny, nadając w ten sposób odporność na pyretroidy poprzez przeprowadzanie testów MTT na bazie komórek i badań metabolicznych in vitro.

Charakterystyka funkcjonalna karboksylesterazy u much domowych odpornych na insektycydy, Musca domestica

Tutaj prezentujemy protokół oparty na systemie przynęty na mącznika mącznika (Tenebrio molitor), który był używany do izolowania i selekcji grzybów entomopatogenicznych (EPF) z próbek gleby. Skuteczna formuła liczby konidiów (ECN) jest stosowana do wyboru EPF o wysokiej tolerancji na stres w oparciu o cechy fizjologiczne do zwalczania mikrobiologicznego szkodników na polu.

Izolacja i selekcja grzybów entomopatogenicznych z próbek glebowych oraz ocena zjadliwości grzybów wobec szkodników owadzich

Opisujemy metodologię i znaczenie testu biologicznego do stosowania miejscowego do pomiaru podatności na insektycydy u komarów i muszek owocowych. Prezentowany test jest wysokoprzepustowy, wykorzystuje masę owadów - co pozwala na obliczenie zrelatywizowanej dawki śmiertelnej zamiast stężenia - i prawdopodobnie ma mniejszą zmienność niż inne podobne metody.

Test biologiczny do stosowania miejscowego w celu ilościowego określenia toksyczności insektycydów dla komarów i muszek owocowych

Ten protokół przedstawia zoptymalizowany system testów biologicznych z oderwanymi liśćmi do oceny skuteczności grzybów entomopatogenicznych (EPF) przeciwko mszycy musztardowej (Lipaphis erysimi (Kalt.)), owadowi partenogenetycznemu. Metoda ta przedstawia w zarysie proces gromadzenia danych podczas eksperymentów na szalce Petriego, umożliwiając naukowcom konsekwentne mierzenie zjadliwości EPF wobec mszyc musztardowych i innych owadów partenogenetycznych.

Ocena wpływu mszyc grzybów entomopatogenicznych na owada partenogenetycznego, mszycę musztardową, Lipaphis erysimi (Kalt.)

Poznaj metodę oznaczania żywienia do oceny fitochemikaliów na Helicoverpa armigera. Badanie wykazuje wpływ kwercetyny na wzrost larw i zachowanie pokarmowe.

Opracowanie systemu oznaczania żywienia do oceny owadobójczego wpływu fitochemikaliów na Helicoverpa armigera

Przeglądaj więcej filmów