May 14th, 2008
В этом видео и анализа показано, что тесты терпимости никотина на два типа тли который засоряет растения табака в поле и тот, который этого не делает.
Растения могут повышать выработку многих различных вторичных метаболитов в ответ на питание насекомых. Одной из реакций табака на травоядных животных, на которых насекомые не действуют, является увеличение выработки нейротоксического алкалоида никотина с помощью никотина. В качестве примера я покажу, как поставить эксперимент по оценке токсичности вторичных метаболитов растений против тли.
Некоторые линии MiSiS persky, зеленой персиковой тли, приспособились специализироваться на культивируемом табаке. Здесь мы предполагаем, что эти адаптированные к табаку линии имеют повышенную устойчивость к никотину по сравнению с неадаптивными линиями. Здравствуйте, меня зовут Джон Рэмси.
Я учусь в аспирантуре в лаборатории Джорджа Джандера в Институте исследований растений имени Бо Томпсона. Сегодня я покажу вам процедуру измерения токсичности растительных метаболитов против тли. Эта процедура предполагает составление искусственного рациона, в который представляет интерес растительный метаболит.
В этом случае никотин добавляют в различных концентрациях, сажая тлю в клетки, так, чтобы они питались этой диетой и подсчитывая тлю через ряд дней для измерения выживаемости и плодовитости при разных концентрациях никотина. Итак, приступим. С экспериментом.
Мы можем выращивать тлю на искусственной диете, используя преимущества их стиля питания, при котором они внедряют специализированный S-образный стиль в сосудистую сеть растений и потребляют рацион из проточного сока. Мы готовим жидкую диету, подобную той, которую встречали А на растении, состоящем из сахарозы и аминокислот до этого раствора. Затем мы добавляем различные концентрации растительного метаболита.
Нас интересует анализ токсичности, в данном случае никотина. В этом эксперименте четыре взрослых особи тли заключены в небольшой пластиковый стаканчик. Они питаются из жидкого рациона, пипетированного между двумя слоями биопленок, натянутых на верхнюю часть чашки через три дня.
Токсичность кормления рационов, содержащих различные концентрации никотина, сравнивают с контрольными рационами путем подсчета взрослых особей и личинок тли в каждой чашке. Теперь пришло время подготовить экспериментальный рацион. У меня здесь раствор сахарозы и 20 аминокислот.
Тля может выжить и нормально размножаться на этой диете не менее недели. Теперь я уложил эту диету в один миллилитр, Алек Уоттс, содержащий различные концентрации никотина от нуля до 500 микромоляров в этих фендорных трубках, затем выбираю четыре тли либо красную, либо зеленую и сажаю в эти экспериментальные чашки. Кисть используется для того, чтобы деликатно снять тлю с листа и поместить ее в экспериментальную чашку.
При выборе тли важно выбирать насекомых того же общего размера и цвета, более темная тля, например, эта может быть старше и не подходить для этого эксперимента. Затем я натягиваю первый слой фима на верхнюю часть чашки, чтобы удержать тлю. Затем я насыплю 100 микролитров жидкой диеты между двумя слоями параформы, а затем растяну второй слой параформы, закрепив его по краям чашки.
Я проткнул эти отверстия для воздуха, чтобы убедиться, что в ходе эксперимента есть хороший поток воздуха, и я поставлю эту чашку в держатель для трубок и поставлю ее на стойку в комнате для насекомых в течение долгого дня под светом. Итак, здесь мы можем посмотреть на результаты эксперимента, который я поставил три дня назад таким же образом, как и эксперимент, который я только что продемонстрировал. У меня есть по одной чашке зеленой и красной тли на нулевой микромолярной, 10 микромолярной, 100 микромолярной диете и 1000 микромолярной или одной миллимолярной никотиновой диете.
И вы можете видеть, что для контрольной диеты нулевой микромолярный никотин, как красная, так и зеленая тля выживают и размножаются. Точно так же на диете 10 микромоляров у нас есть большое количество потомства красной тли. У нас все еще есть зеленые взрослые особи, но у них не очень много потомства.
Таким образом, они могут ощущать воздействие никотина, даже при такой низкой концентрации, как 10 микромоляров. Здесь нет выживших взрослых зеленых тлей на стомикролярной никотиновой диете, но красные тли выживают и размножаются на том же уровне, что и контроль. Можно убедиться в рационе, содержащем 1000 микромолял никотина.
Ни зеленая, ни красная тля не способны выжить. Исходя из этого, мы можем рассмотреть возможность того, что одной из адаптаций, которая позволила красной линии MiSiS заразить табак в полевых условиях, является повышенная способность к детоксикации никотина. Мы только что показали вам, как провести эксперимент по использованию искусственных диет для измерения токсичности растительных вторичных метаболитов против обезьян.
При проведении этих экспериментов важно помнить о выборе насекомых, которые не только имеют одинаковый размер и цвет, но и происходят от растений на схожих стадиях развития. Вот и все. Спасибо за просмотр и удачи в ваших экспериментах.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Это исследование демонстрирует эксперимент по оценке устойчивости двух типов тлей к никотину, с фокусом на одной, которая поражает табачные растения, и другой, которая не делает. Исследование направлено на понимание адаптивных механизмов тлей в ответ на вторичные метаболиты растений.
Understanding insect adaptation to plant defensive compounds informs target validation in agrochemical discovery by revealing mechanisms of resistance evolution. This experimental approach supports phenotypic screening strategies for identifying compounds with sustained efficacy against adaptive pest populations. The model enables mechanistic de-risking of candidate molecules by assessing tolerance thresholds in relevant biological systems.
This method fits within early discovery workflows where target validation requires functional confirmation of compound activity in relevant biological systems prior to lead optimization.