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Biology

表征草食动物的耐药机制:Spittlebugs臂形 SPP。为例

Published: June 19, 2011 doi: 10.3791/3047

Summary

此视频介绍寄主植物抗性机制,以草食动物,并演示了一个没有选择的测试,估计抗菌和宽容spittlebug阻力相对贡献

Abstract

植物能抵御通过三大机制的草食动物损害:antixenosis,抗菌和宽容 1 。 Antixenosis是该厂房时,避免草食动物是可以选择其他植物的程度。抗菌植物影响的程度,1喂养草食健身。宽容程度的植物能够承受或修复的草食动物所造成的损害,不损害草食动物的生长繁殖1。草食动物抵抗农产品设置的耐久性取决于上很大程度的耐药机制,在作物育种工作3青睐。

我们展示一个没有选择的实验设计估计抗菌和宽容的阻力臂形SPP spittlebug的相对贡献。非洲属臂形草的几个品种,是宝贵的牧草和牧草,在新热带,但它们可以由几个本地物种spittlebugs(半翅目:Cercopidae)严重挑战4,以评估其耐spittlebugs的,植物无性繁殖扦插和允许增长约1个月,使表层根系的生长spittlebugs可以养活。在这一点上,每个测试厂是单独附近spittlebug鸡蛋孵化的挑战。虫害是允许的进展评估植物的损害和昆虫的生存之前一个月。评分植物的损害提供了一个宽容的估计,而得分昆虫的生存提供了一种抗菌的估计。该协议提供了便利的植物育种目标,以提高商业brachiariagrases 5 spittlebug阻力。

Protocol

1。植物

  1. 单从成熟的植物扦插作为试点单位。修剪到10厘米的插条,以确保种植材料的统一性。
  2. 为了防止植物病原体污染,扦插钠2分钟3%的次氯酸钠溶液洗涤,然后用自来水冲洗thoughroughly。
  3. CA是种植在每个切削。 36克,在一个圆柱形的PVC管(外直径6.5厘米的高度,5.3厘米)的无菌土密封,下端用发泡胶杯和皑皑的PVC套管。切割置于套管中央开放的泡沫环举行。
  4. 需要保持土壤墒情充足,植物施肥和浇水。
  5. 植物会成长为一个月前被昆虫的挑战,使表层根系的发展,这根木质部喂养spittlebug若虫喂网站服务。
  6. 植根于扦插的PVC管倒立8天前为患进一步刺激表层根系的生长,部分调整为根构型的内在的差异。这个步骤需要人工源的光,这是我们提供24公顷的一天。为了避免与草食性草食动物的混杂逃脱,个别工厂复制表层根系很少或根本没有,这反演处理后从实验所淘汰。这消除应是罕见的,从来没有领先,以消除他们所代表的基因型。

2。昆虫

  1. 成人spittlebugs从外地收集,鉴定到种,并介绍产卵的地方,他们提供的易感brachiariagrasses枝叶喂笼。雌虫在土壤中的鸡蛋放在笼子的底部在一个浅可拆卸托盘中。
  2. 几天后,土壤悬浮于水中,并通过一系列的筛子(42,60和150目),收集鸡蛋。暂停在30%的盐溶液的过筛材料,使成熟的卵子浮动,留下未成熟的卵子和任何残留的有机物。
  3. 为了防止昆虫病原体污染,蛋是在5分钟钠0.5%次氯酸钠溶液消毒,然后用蒸馏水漂洗。
  4. 每个测试厂(试点单位),是出没在土壤表面与6个成熟卵子。只有成熟的卵子孵化选择的侵扰。他们可以识别存在的两个红点在其前部,相应的昆虫的眼睛,粉红色标记,在他们的后部分,相应的昆虫的腹部和一个全面扩大鳃盖。
  5. 成功孵化4 d后证实,在这一点任何未孵化的蛋是从我们的殖民地新生儿spittlebug取代。
  6. 被安排在一个随机百分之六基因型复制完整的块设计测试工厂。

3。评价

  1. 这项实验是评价CA。 30 d后为患(确切的时间有所不同,取决于研究的昆虫物种)。
  2. 损害是取得了一个可视化规模1至5,其中1对应没有明显可见的损坏,到了山穷水尽的植物(图1)和5对应。评分植物的损害提供了一个宽容的估计。

图1
图1。损害的规模,用于评估spittlebug臂形菌的草食动物的耐受性。 1 =没有检测到损坏; 2 = 0-25%的坏死枝叶; 3 = 25-50%的坏死枝叶; 4 = 50-75%的坏死枝叶; 5 = 75-100%的坏死枝叶。

  1. 评估计数达到其最终龄幼虫或成虫期(图2)的昆虫,昆虫的生存。昆虫生存的得分,提供了一种抗菌的估计。

图2
图2。Spittlebug的发展,从第一龄(左)成人(右)。只有达到评价之日起至少他们最终龄(箭头)的昆虫被算作“幸存者”。

4。代表性的成果

从有代表性的实验筛选抗spittlebug Aeneolamia reducta 臂形杂交的结果列于图3 。

图3
图3:从筛选抗spittlebug Aeneolamia reducta臂形杂交的结果。我们认为如果他们的反应,以草食动物在此图的下半部分属于植物耐。抗菌增加由右至左和从上到下的耐受性增加。箭头指向耐检查。

Discussion

草食动物的耐药机制之间的歧视,可以照亮作物育种工作3。基于强大的抗菌性可能会影响,在某些情况下,建立更积极的害虫生物型的选择压力。另一方面,容忍的阻力可能会允许害虫种群增加,直到宽容最终被淹没。持久抗性育种,因此,需要慎重考虑什么样的耐药机制将赋予一个特定的作物/害虫系统最稳定[见肯尼迪等。 (1987年)为一个全面的讨论主题] 3。

此视频演示建立在几个以前的研究,估计抗菌和宽容brachiariagrasses 6-9 spittlebug阻力相对贡献。在选择试验或田间试验对比,没有选择的测试,确保所有工厂收到相同的草食动物的压力,从而为控制草食动物的行为(例如,主机的偏好,聚集)所产生的分歧。出于这个原因,但是,没有选择的测试,是不合适的,以评估antixenosis阻力。

人工饲养昆虫的殖民地,是首选的方法,获得抗性筛选实验测试10昆虫。殖民地提供了一个可靠和统一的一个著名实验进行的任何时间今年11岁的spittlebugs源。然而,它可能是必要的定期注入殖民地的野生个体,以确保殖民地不偏离相关领域的人口 10基因。为了评估这些人工饲养的草食动物的健身的,在他们的攻击,随着时间的推移和监测可能发生的变化,重要的是,所有场次包括已知的阻力水平适当的制衡。

多个参数,必须仔细定义,设计一个合适的抗性筛选试验。我们认为设计我们的测试的几个关键参数包括寄主植物的年龄,品种和发育阶段的spittlebugs,为害的水平,以及植物昆虫接触8,9,12期。可能需要几个回合的实验和协议的细化,达到快速,成本效益,可靠,试​​验充分的预测,在该领域的草食动物阻力。

Disclosures

没有利益冲突的声明。

Acknowledgments

这种生产和试点工作提出了本反映雷纳尔帕雷哈的投入和热情帮助,请丽娜阿吉雷,吉尔伯托科尔多瓦,威廉梅拉,尼利亚Ximena,和达里奥Viveros支持。我们也感谢约翰迈尔斯和3个匿名审稿意见,帮助我们提高了视频和手稿。

References

  1. Painter, R. Insect resistance in crop plants. , Mcmillan. (1951).
  2. Kogan, M., Ortman, E. Antixenosis-a new term proposed to define Painter's 'Nonpreference' modality of resistance. Bull. Entomol. Soc. Am. 24, 175-176 (1978).
  3. Kennedy, G., Gould, F., Deponti, O., Stinner, R. Ecological, agricultural, genetic, and commercial considerations in the deployment of insect-resistant germplasm. Environ. Entomol. 16, 327-338 (1987).
  4. Holmann, F., Peck, D. Economic damage of grassland spittlebugs (Homoptera Cercopidae) in Colombia: a first approximation of impact on animal production in Brachiaria decumbens. Neotrop. Entomol. 31, 275-284 (2002).
  5. Miles, J. W., Cardona, C., Sotelo, G. Recurrent selection in a synthetic brachiariagrass population improves resistance to three spittlebug species. Crop Sci. 46, 1088-1093 (2006).
  6. Ferrufino, A., Lapointe, S. L. Host plant resistance in Brachiaria grasses to the spittlebug Zulia colombiana. Entomol. Exp. Appl. 51, 155-162 (1989).
  7. Lapointe, S. L., Serrano, M. S., Arango, G. L., Sotelo, G., Cordoba, F. Antibiosis to spittlebugs (Homoptera: Cercopidae) in accessions of Brachiaria spp. J. Econ. Entomol. 82, 1764-1766 (1992).
  8. Cardona, C., Miles, J. W., Sotelo, G. An improved methodology for massive screening of Brachiaria spp. genotypes for resistance to Aeneolamia varia (Homoptera: Cercopidae). J. Econ. Entomol. 92, 490-496 (1999).
  9. Cardona, C., Fory, P., Sotelo, G., Pabon, A., Diaz, G., Miles, J. W. Antibiosis and tolerance to five species of spittlebug (Homoptera: Cercopidae) in Brachiaria spp.: implications for breeding for resistance. J. Econ. Entomol. 97, 635-645 (2004).
  10. Smith, C., Khan, Z., Pathak, M. Techniques for evaluating insect resistance in crop plants. , CRC Press. (1994).
  11. Lapointe, S., Sotelo, G., Arango, G. Improved technique for rearing spittlebugs (Homoptera: Cercopidae). J. Econ. Entomol. 82, 1764-1766 (1989).
  12. Lopez, F., Cardona, C., Miles, J. W., Sotelo, G., Montoya, J. Screening for resistance to adult spittlebugs (Hemiptera: Cercopidae) in Brachiaria spp.: methods and categories of resistance. J. Econ. Entomol. 102, 1309-1316 (2009).

Tags

植物生物学,第52期,寄主植物抗性,抗菌,antixenosis,宽容,臂形,spittlebugs
表征草食动物的耐药机制:Spittlebugs<em>臂形</em> SPP。为例
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Parsa, S., Sotelo, G., Cardona, C.More

Parsa, S., Sotelo, G., Cardona, C. Characterizing Herbivore Resistance Mechanisms: Spittlebugs on Brachiaria spp. as an Example. J. Vis. Exp. (52), e3047, doi:10.3791/3047 (2011).

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