אפיון מנגנוני ההתנגדות אוכלי עשב: Spittlebugs על Brachiaria Spp. כדוגמה

Summary

וידאו זה מסביר מנגנוני עמידות הצמח הפונדקאי herbivory ומדגים מבחן אין ברירה כי הערכות את התרומה היחסית של antibiosis וסובלנות spittlebug ההתנגדות

Abstract

צמחים יכולים להתנגד נזק אוכלי עשב באמצעות שלושה מנגנונים רחב:, antixenosis antibiosis וסובלנות ^1. Antixenosis היא באיזו מידה את המפעל הוא נמנע כאשר אוכלי עשב הוא מסוגל לבחור צמחים אחרים ^2. Antibiosis היא המידה שבה הצמח משפיע על הכושר של אוכלי עשב ניזונים זה ^1. סובלנות היא המידה שבה הצמח יכול לעמוד או לתקן נזק שנגרם על ידי אוכלי עשב, מבלי להתפשר על צמיחה של אוכלי עשב ורבייה ^1. עמידות ההתנגדות אוכלי עשב בסביבה חקלאית תלוי במידה רבה על מנגנון התנגדות העדיפו במהלך הרבייה מאמצים יבול ^3.

אנו מדגימים את הניסוי אין ברירה שנועדו להעריך את התרומה היחסית של antibiosis וסובלנות להתנגדות spittlebug ב Brachiaria spp. כמה מינים של עשבים אפריקאי של Brachiaria הסוג הם מספוא ערך וצמחי מרעה את Neotropics, אבל הם יכולים להיות אתגר חמור על מינים מקומיים כמה spittlebugs (Hemiptera: Cercopidae). ⁴ על מנת להעריך את התנגדותם spittlebugs, הצמחים הם vegetatively-מופצות על ידי ייחורים גזע מותר לגדול במשך כחודש, מה שמאפשר את צמיחת השורשים שטחית שבו spittlebugs יכול להאכיל. בשלב זה, כל צמח בנפרד מבחן תגר עם שש ביצים spittlebug ליד הבקיעה. מכת מותר התקדמות במשך חודש לפני הערכת הנזק צמחים הישרדות חרקים. ניקוד נזק המפעל מספק אומדן של סובלנות תוך הבקיע הישרדות חרקים מספק אומדן של antibiosis. פרוטוקול זה יש להקל להשבחת צמחים המטרה שלנו כדי לשפר את עמידות spittlebug ב brachiariagrases מסחרי ^5.

Protocol

1. צמחים

1. קטעי גזע בודד מצמחים בוגרים משמשים יחידות הניסוי. קטעי הם גזומים עד 10 ס"מ כדי להבטיח אחידות של חומר השתילה.
2. כדי למנוע זיהום על ידי פתוגנים צמח, קטעי נשטפים פתרון 3% נתרן hypochlorite דקות 2 ושטף אז thoughroughly עם מי ברז.
3. חיתוך כל נטועים CA. 36 גרם של אדמה סטרילית בצינור PVC גלילי (5.3 ס"מ קוטר בחוץ על ידי גובה 6.5 ס"מ) חתם בסוף נמוך עם כוס קלקר, כתרים עם התותב PVC. חיתוך הוא מוחזק במקום על ידי טבעת קצף להציב הפתיחה המרכזי של התותב.
4. צמחים הם מופרית והשקה ככל הנדרש כדי לשמור על לחות הקרקע הולם.
5. צמחים יגדלו במשך חודש אחד לפני מאוימת על ידי חרקים, המאפשר התפתחות של שורשים שטחיים, המהווים האכלה אתרים עבור שורש העצה האכלה נימפות spittlebug.
6. צינורות PVC עם ייחורים מושרשים הם הפוכים עבור ד 8 לפני שריצה כדי לעורר עוד יותר את הצמיחה של השורשים שטחית, התאמה חלקית הבדלים הטבועים ארכיטקטורה שורש. צעד זה דורש מקור אור מלאכותי, אשר אנו מספקים היום 24 חה. כדי למנוע בלבול בורח מן herbivory בהתנגדות אוכלי עשב, צמחים בודדים משכפל עם שורשים שטחיים או לא מעטים לאחר טיפול זה היפוך מסולקות מן הניסוי. חיסול זה צריך להיות נדיר, לא מוביל לחיסול גנוטיפ שהם מייצגים.

2. חרקים

1. Spittlebugs למבוגרים נאספים מן השדה, מזוהה למינים, והציג את כלובי ההטלה שבו הם ניתנים העלווה של brachiariagrasses רגישים ניזונים. הנקבות מטילות את ביציהן באדמה הכלול מגש נשלף רדוד דגש על החלק התחתון של הכלובים.
2. אחרי כמה ימים, אדמת מושעה במים עברו סדרה של הנפות (42, 60 ו - 150 רשת) כדי לאסוף את הביצים. השעיית החומר הסתנן בתמיסת מלח 30% גורמת ביצים בוגרת לצוף, והותיר אחריו ביצים בשלה וכל חומר אורגני שיורית.
3. כדי למנוע זיהום על ידי פתוגנים חרקים, ביצים הם פתרון וחיטוי ב 0.5% נתרן hypochlorite במשך 5 דקות ולאחר מכן לשטוף עם מים מזוקקים.
4. כל צמח הבדיקה (יחידה ניסיונית) הוא שורץ על פני האדמה עם שש ביצים בוגרת. רק ביצים בוגרים קרוב הבקיעה נבחרים מכת. הם יכולים להיות מזוהים על ידי נוכחות של שתי נקודות אדומות בחלק הקדמי שלהם, המתאים לעיניים של חרקים; סימני ורוד בחלק האחורי שלהם, המתאים הבטן של החרק, לבין operculum מלא מורחבת.
5. בקיעה מוצלחת היא אישרה 4 ד מאוחר יותר, ובשלב זה כל ביצה שלא נתבקעה מוחלפת spittlebug רך נולד מן המושבה שלנו.
6. צמחים מבחן מסודרים עיצוב לחסום אקראי שלם עם שישה משוכפלים לכל גנוטיפ.

3. הערכות

1. הניסוי מוערכת CA. לאחר שריצה 30 ד (פעמים המדויק משתנה בהתאם למין החרק למד).
2. הנזק הוא הבקיע בסולם 1-5 ויזואלית, כאשר 1 מתאים נזק לא גלוי 5 המתאים לצמח מת (איור 1). ניקוד נזק המפעל מספק אומדן של סובלנות.

1. איור נזק בקנה מידה להערכת סובלנות spittlebug herbivory ב Brachiaria spp. 1 = אין נזק לזיהוי; 2 = העלווה נמקי 0-25%, 3 = העלווה נמקי 25-50%, 4 = העלווה נמקי 50-75%, 5 = עלווה נמקי 75-100%.

3. הישרדות חרקים נבחנת על ידי ספירת חרקים לכת או instar הסופי שלהם או בשלב הבוגר (איור 2). ניקוד להישרדות החרקים מספק אומדן של antibiosis.

2. איור Spittlebug הפיתוח הראשון instar (משמאל) עם אדם מבוגר (מימין). חרקים רק להגיע לפחות instar הסופי שלהם (חיצים) במועד הערכה נחשבים "ניצולים".

4. נציג תוצאות

תוצאות מ ההקרנה נציג assay כלאיים Brachiaria להתנגדות Aeneolamia spittlebug reducta מוצגים באיור 3.

איור 3. תוצאות ההקרנה כלאיים Brachiaria להתנגדות spittlebug Aeneolamia reducta. אנו רואים צמחים עמידים אם תגובתם herbivory נופל בחצי התחתון של העלילה הזאת. Antibiosis מגביר מימין לשמאל וסובלנות מגביר מלמעלה למטה. החיצים מצביעים על בדיקות עמידות שלנו.

Discussion

אפלייה בין מנגנוני עמידות אוכלי עשב יכולה להאיר גידול יבול המאמצים ^3. ההתנגדות מבוססת על antibiosis חזק יכול, בנסיבות מסוימות, ליצור לחצים הבחירה biotypes מזיקים יותר אגרסיביים. מצד שני, התנגדות המבוססת על סובלנות עלולה לאפשר לאוכלוסיות הדברה כדי להגדיל עד סובלנות בסופו של דבר הוא המום. גידול להתנגדות עמיד, ולכן מחייב בחינה זהירה של מה מנגנוני עמידות יהיה להעניק יציבות ביותר לגידול מסוים / מערכת המזיק [ראו קנדי ​​et al. (1987) לדיון מקיף בנושא] ^3.

זו הפגנה וידאו מבוסס על מחקרים קודמים מספר תוכנן לאמוד את התרומה היחסית של antibiosis וסובלנות להתנגדות spittlebug ב brachiariagrasses ^6-9. בניגוד בדיקות בחירה או ניסויי שדה, אין ברירה בדיקות להבטיח כל הצמחים מקבלים את אותו הלחץ אוכלי עשב, ובכך לספק בקרה על ההבדלים הנובעים התנהגות אוכלי עשב (למשל, העדפה המארח, צבירה). מסיבה זו, עם זאת, אין ברירה המבחנים אינם מתאימים כדי להעריך את ההתנגדות antixenosis.

גידול מלאכותי מושבות חרקים היא השיטה המועדפת להשיג חרקים מבחן להקרנה מבחני עמידות ^10. מושבות לספק מקור אמין ואחיד של spittlebugs בגיל ידוע ניסויים להתנהל בכל עת של השנה ^11. יתכן, עם זאת, יש צורך מעת לעת להחדיר אנשים פראיים לתוך המושבה על מנת להבטיח כי המושבה לא לסטות גנטית מאוכלוסיות בתחום הרלוונטי ^10. כדי להעריך את כושר אלה אוכלי צמחים, שגדלו באופן מלאכותי, ולעקוב אחר שינויים אפשריים האגרסיביות שלהם לאורך זמן, חשוב כי כל הקרנות כוללות בדיקות מתאימות של רמות התנגדות ידוע.

פרמטרים מרובים יש להגדיר בקפידה לעצב assay המתאים ההקרנה התנגדות. כמה פרמטרים מרכזיים שקלנו לעצב הבדיקה שלנו כוללים את גילו של הצמחים המארח, את המין שלב התפתחותי של spittlebugs, רמת נגיעות, ומשך קשר צמחים חרקים ^8,9,12. מספר סבבי ניסויים ועידון פרוטוקול עשוי להיות נחוץ כדי להגיע אל מהיר, יעיל וחסכוני assay, אמין כראוי צופה התנגדות אוכלי עשב בשדה.