Оценка афидицидного действия энтомопатогенных грибов в отношении партеногенетического насекомого, горчичной тли, Lipaphis erysimi (Kalt.)
21 июля 2023 г.
Данный протокол представляет собой оптимизированную систему биотестирования с отрывными листьями для оценки эффективности энтомопатогенных грибов (EPF) против партеногенетического насекомого горчичной тли (Lipaphis erysimi (Kalt.)). Метод описывает процесс сбора данных во время экспериментов с чашкой Петри, что позволяет исследователям последовательно измерять вирулентность EPF против горчичной тли и других партеногенетических насекомых.
Сегодня широко распространено предпочтение экологически чистым методам борьбы с вредителями. Однако перед внедрением энтомопатогенные грибы должны пройти тщательное тестирование. Наше исследование демонстрирует эффективность энтомопатогенной грибной библиотеки в борьбе с горчичной тлей, служа ярким примером ее потенциала.
Снижение высокой смертности энтомопатогенных грибов при предварительной обработке и предотвращении образования споровой суспензии является сложной задачей. Мы успешно разработали стабильную систему, которая дала ожидаемый результат. Это включает в себя использование популярной системы или биопробирной камеры для эффективного поддержания этого крошечного вредителя в процессе тестирования.
Этот протокол успешно демонстрирует осуществимый способ установки метода с отрывным листом без необходимости измерения температуры агара, тем самым упрощая создание экспериментальной камеры. Кроме того, мы считаем важным свести к минимуму воздействие на поверхность агара, чтобы тля не застревала во время блуждания внутри камеры. Мы заинтригованы иммунным ответом горчичной тли при столкновении с энтомопатогенным грибком до гибели тли.
Изучая данные экспрессии генов, мы можем идентифицировать критические гены, которые могут служить потенциальными мишенями для нокдауна генов в сочетании с энтомопатогенным применением грибов.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании представлен подробный протокол оптимизированной системы биоанализа на отделенных листьях, предназначенной для оценки эффективности энтомопатогенных грибов (ЭПГ) против горчичной тли (Lipaphis erysimi (Kalt.)). Данный метод обеспечивает стабильный способ измерения вирулентности ЭПГ, способствуя тем самым реализации стратегий экологически безопасного управления вредителями.
Основные компоненты исследования
Область исследований
- Энтомопатогенные грибы как агенты биоконтроля
- Горчичная тля как модельный вредитель
- Применение в устойчивом сельском хозяйстве
Теоретические сведения
- Необходимость эффективной борьбы с вредителями в сельском хозяйстве
- Сложности при тестировании энтомопатогенных грибов
- Важность минимизации показателей смертности в процессе тестирования
Используемые методы
- Система биоанализа на отделенных листьях
- Горчичная тля (Lipaphis erysimi) в качестве исследуемого организма
- Подготовка чашек Петри, экстракция ДНК и скрининг вирулентности
Основные результаты
- Идентификация Cordyceps cateniannulata как наиболее эффективного энтомопатогенного гриба (ЭПГ)
- Высокие показатели смертности горчичной тли при воздействии различных изолятов грибов
- Подтверждение вида горчичной тли и эффективности метода с помощью молекулярных методов
Выводы
- Протокол успешно демонстрирует жизнеспособный метод оценки эффективности EPF против горчичной тли.
- Результаты способствуют развитию исследований в области биологических методов борьбы с вредителями.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Надежный скрининг вирулентности энтомопатогенных грибов (ЭПГ) в отношении партеногенетических тлей позволяет устранить критический барьер в разработке агентов биоконтроля для устойчивого сельского хозяйства. Количественная оценка смертности и воспроизводимая система биоанализа на отделенных листьях, предусмотренные данным протоколом, обеспечивают уверенный отбор кандидатов из числа ЭПГ для дальнейших трансляционных исследований. Этот рабочий процесс повышает прогностическую достоверность и снижает риски при формировании портфелей средств биологического контроля вредителей на ранних стадиях разработки.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Позволяет систематически изучать вирулентность EPF в отношении валидированной модели вредителя.
- Способствует снижению биологических рисков путем количественной оценки смертности и кинетики инфекции.
- Облегчает функциональную валидацию мишеней с помощью анализа экспрессии генов и молекулярного подтверждения.
- Предоставляет платформу для приоритизации изолятов EPF с трансляционным потенциалом.
Скрининг и разработка анализа
- Предлагает стандартизированный, воспроизводимый биоанализ с использованием отдельного листа для высокопроизводительного скрининга EPF.
- Обеспечивает получение количественных показателей, таких как скорректированная смертность, летальная доза и летальное время.
- Позволяет проводить надежное сравнение нескольких изолятов грибов в контролируемых условиях.
- Обеспечивает подготовку валидированных систем для последующих механистических или полевых исследований.
Трансляционные и доклинические исследования
- Сопоставляет данные о вирулентности, полученные в лаборатории, со сценариями борьбы с вредителями в полевых условиях.
- Обеспечивает преемственность этапов от открытия до доклинической валидации агентов биоконтроля.
- Позволяет получить представление о механизмах взаимодействия хозяина и патогена с помощью анализа экспрессии генов.
- Снижает риски при принятии решений о дальнейшем продвижении разработки путем установления порогов эффективности в системе, релевантной для данного заболевания.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Данный протокол интегрирован в континуум от этапа поиска до доклинических исследований по разработке агентов биоконтроля, обеспечивая связь между первичным скринингом и трансляционной валидацией.
- Биология открытий: Количественные данные о смертности и экспрессии генов проясняют механизм действия EPF и связывание с мишенью.
- Скрининг: Стандартизированные тесты на отделенных листьях обеспечивают воспроизводимую и масштабируемую оценку изолятов.
- Аналитика: Статистические показатели (например, скорректированная смертность, медианное летальное время) обеспечивают надежное сравнение изолятов.
- Трансляционные исследования: Результаты лабораторных исследований служат основой для стратегий полевого применения и отбора кандидатов.
- Применимость в широкой практике: Платформа анализа может быть адаптирована для других видов тли или микробных агентов.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает достоверность прогнозирования при отборе кандидатов в EPF и снижает механистическую неопределенность.
- Операционная ценность: Способствует стандартизации, воспроизводимости и масштабируемости анализа для скрининговых кампаний.
- Стратегическая ценность: Позволяет принимать обоснованные решения о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и эффективно распределять капитал при продвижении портфеля.
- Влияние на портфель: Обеспечивает приоритизацию агентов биоконтроля с учетом рисков для их дальнейшей разработки.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области энтомологии, биологии грибов и молекулярного анализа.
- Необходим доступ к камерам с контролируемой средой, микрораспылителям и статистическому программному обеспечению (например, SPSS).
- Требуется межкомандная стандартизация настройки анализа и протоколов анализа данных.
- Метод может быть адаптирован для других партеногенетических или мелких моделей насекомых при модификации протокола.
- Практические ограничения включают ручное обращение с тлями и ежедневное удаление потомства для точного отслеживания смертности.
Часто задаваемые вопросы по биофармацевтике
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
