Summary
Это видео объясняет механизмы принимающих устойчивости растений к herbivory и демонстрирует не альтернативный тест, что оценки относительного вклада антибиоз и толерантность к spittlebug сопротивления в
Abstract
Растения могут противостоять травоядных ущерб через три широкие механизмы: antixenosis, антибиоз и толерантности 1. Antixenosis это степень, в которой завод избегать при травоядное животное может выбрать другие растения 2. Антибиоз это степень, в которой растение влияет на пригодность травоядных кормления на ней 1. Толерантность степени, в которой растение может выдержать или ремонта повреждений, вызванных травоядное животное, без ущерба для роста травоядных и воспроизводства 1. Прочность сопротивление в травоядное сельскохозяйственного назначения зависит в большой степени от сопротивления механизм выступает в селекции сельскохозяйственных культур усилий 3.
Мы показываем, нет выбора, эксперимент предназначен для оценки относительного вклада антибиоз и толерантность к spittlebug сопротивления в Brachiaria sрр. Несколько видов африканских трав рода Brachiaria ценные корма и пастбищные растения в Неотропической, но они могут быть серьезно нарушали несколько местных видов spittlebugs (Hemiptera: Cercopidae) 4. Для оценки их устойчивости к spittlebugs, растения вегетативно-распространялся стеблевыми черенками и позволено расти в течение примерно одного месяца, что позволяет роста поверхностных корней, на которых spittlebugs может кормить. В этот момент каждый тест завод индивидуально оспаривается с шестью spittlebug яйца возле штриховки. Инвазии могут прогрессировать в течение одного месяца до оценки ущерба растений и насекомых выживания. Подсчет очков повреждения растений позволяет оценить толерантность в то время как скоринг насекомых выживания позволяет оценить антибиоз. Этот протокол способствовал нашей селекции растений целью повышения spittlebug сопротивления в коммерческих brachiariagrases 5.
Protocol
1. Растения
- Одноместный черенки вытекают из взрослых растений используют в качестве экспериментальной единицы. Черенки обрезают на 10 см, чтобы обеспечить единообразие посадочного материала.
- Для предотвращения загрязнения патогенов растений, черенки промывают в 3% раствор гипохлорита натрия в течение 2 мин, а затем промыть thoughroughly с водопроводной водой.
- Каждый резки посадили в ок. 36 г стерильной почве в цилиндрическую трубу ПВХ (5,3 см Внешний диаметр от 6,5 см высотой) запечатанный в нижней части с пенополистирола чашка, максимум с втулкой из ПВХ. Резка проводится на месте с помощью пены кольца помещен в центральное отверстие втулки.
- Растения оплодотворяются и поливают по мере необходимости для поддержания адекватного уровня влажности почвы.
- Растения будут расти в течение одного месяца, прежде чем оспорено насекомых, позволяя развитию поверхностных корней, которые служат в качестве места для кормления корневой ксилемы грудью нимф spittlebug.
- ПВХ трубы с укоренившиеся черенки обращены на 8 дней до начала заражения, чтобы стимулировать дальнейший рост поверхностные корни, частично с поправкой на врожденные различия в корне архитектуры. Этот шаг требует искусственного источника света, которые мы предоставляем на 24 часа в сутки. Чтобы избежать смешанных побег из herbivory с травоядное сопротивление, отдельного растения повторяет с мало или совсем нет поверхностные корни после этой инверсии лечения исключаются из эксперимента. Это исключение должно быть редко, никогда не приводит к устранению генотип которых они представляют.
2. Насекомые
- Взрослый spittlebugs собираются с поля, чтобы определить виды, и ввел в яйцекладки клетки, где они предусмотрены листвы восприимчивых brachiariagrasses питаться. Самки откладывают яйца в почву, содержащиеся в мелкой съемный лоток помещается на дне клетки.
- После нескольких дней, почва, взвешенных в воде и пропускают через ряд сит (42, 60 и 150 меш) для сбора яиц. Приостановка просеивается материал в 30% солевой раствор приводит к тому, зрелых яйцеклеток плавать, оставляя за собой незрелые яйца и остаточных органических веществ.
- Для предотвращения порчи насекомыми патогенные микроорганизмы, яйца дезинфицируют в 0,5% раствор гипохлорита натрия в течение 5 мин, затем ополаскивают дистиллированной водой.
- Каждый тест завод (экспериментальные единицы) зараженных на поверхности почвы с шестью зрелые яйца. Только зрелые яйца близка к штриховки выбраны для инвазии. Они могут быть идентифицированы по наличию двух красных точек в передней части, соответствующие глаз насекомого; розовый знаков в их задней части, соответствующие животе насекомых, а также полностью расширена крышечкой.
- Успешное вылупление подтверждено 4 дней спустя, и в этот момент какой-либо невылупившиеся яйцо заменяется новорожденного spittlebug из нашей колонии.
- Испытание заводы расположены в рандомизированных полный дизайн блока с шестью репликаций в генотипе.
3. Оценки
- Эксперимент оценивается ок. 30 дня после заражения (точное время зависит от видов насекомых изучал).
- Ущерб оценивается по 1 до 5 визуальной шкале, где 1 соответствует никаких видимых повреждений и 5 соответствует мертвых растений (рис. 1). Подсчет очков повреждения растений позволяет оценить толерантность.
Рисунок 1. Повреждение шкале, используемой для оценки толерантности к spittlebug herbivory в Brachiaria sрр. 1 = не обнаружено повреждений, 2 = 0-25% некротических листвы; 3 = 25-50% некротические листья, 4 = 50-75% некротических листвы; 5 = 75-100% некротических листвы.
- Насекомые выживания оценивается путем подсчета насекомых идущие либо их окончательного возраста или взрослого на стадии (рис. 2). Подсчет очков для борьбы с насекомыми выживания позволяет оценить антибиоз.
Рисунок 2. Spittlebug развития от первой стадии (слева) для взрослых (справа). Только насекомых достижения по крайней мере их окончательной стадии (стрелки) на дату оценки учитываются как "пострадавших".
4. Представитель результаты
Результаты анализа представитель скрининга Brachiaria гибридов на устойчивость к spittlebug Aeneolamia reducta представлены на рисунке 3.
Рисунок 3. Результаты скрининга Brachiaria гибридов на устойчивость к spittlebug Aeneolamia reducta. Мы считаем, растений, устойчивых, если их ответ на herbivory падает в нижнюю половину этого участка. Антибиоз увеличивается справа налево и терпимости увеличивается сверху вниз. Стрелки указывают на наши устойчивые проверок.
Discussion
Дискриминация одним из механизмов, травоядное сопротивление может осветить селекции сельскохозяйственных культур усилий 3. Сопротивление на основе сильной антибиоз может, при определенных обстоятельствах, создавать давления отбора для более агрессивных биотипов вредителя. С другой стороны, сопротивления, основанного на толерантности может позволить популяций вредителей увеличиваться до терпимости в конечном итоге подавлен. Разведение для прочного сопротивления, следовательно, требует тщательного рассмотрения того, что механизмы сопротивления придало бы самой стабильности для конкретной культуры / вредителя системы [см. Кеннеди и соавт. (1987) для всестороннего обсуждения на эту тему] 3.
Это видео демонстрации основывается на нескольких предыдущих исследований, направленных на оценку относительного вклада антибиоз и толерантность к spittlebug сопротивления в brachiariagrasses 6-9. В отличие от выбора тестов или полевых экспериментов, нет выбора, тесты гарантировать, что все растения получают одинаковое давление травоядных, обеспечивая тем самым контроль за разницы, возникающие от травоядных поведение (например, хост предпочтение, агрегация). По этой причине, однако, нет выбора, тесты непригодны для оценки сопротивления antixenosis.
Искусственное разведение насекомых колонии является предпочтительным методом для получения тест на устойчивость насекомых скрининга 10. Колонии обеспечивают надежную и равномерную источник spittlebugs из известного возраста для экспериментов, которые будут проводиться в любое время года 11. Это может быть, однако, необходимо периодически влить диких особей в колонии, чтобы колония не отклоняется от генетически соответствующие поля 10 популяций. Для оценки пригодности этих искусственно воспитал травоядных животных, и отслеживать возможные изменения в их агрессивность с течением времени, важно, что все показы включают подходящий проверки известных уровней сопротивления.
Несколько параметров должны быть тщательно определены для разработки соответствующего анализа скрининга сопротивления. Несколько ключевых параметров, которые мы рассмотрели в дизайне нашего теста включают возраст растений-хозяев, виды и стадии развития spittlebugs, заражение уровне, и длительность растительного насекомых контакт 8,9,12. Несколько раундов экспериментов и протокол уточнения могут быть необходимы для достижения к быстрому и экономически эффективной, надежной, анализа, адекватно предсказывает травоядных сопротивления в поле.
Disclosures
Нет конфликта интересов объявлены.
Acknowledgments
Это производство и экспериментальные работы, представленные здесь, отражают преданных и восторженных помощью Рейнальдо Пареха любезно поддерживается Лина Агирре, Жилберто Кордова, Уильям Мера Ксимена Бонилья, и Дарио Виверос. Мы также благодарим Джона Майлза и три анонимных рецензентов за комментарии, которые помогли нам улучшить видео и рукописи.
References
- Painter, R. Insect resistance in crop plants. , Mcmillan. (1951).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Ferrufino, A., Lapointe, S. L. Host plant resistance in Brachiaria grasses to the spittlebug Zulia colombiana. Entomol. Exp. Appl. 51, 155-162 (1989).
- 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).
- 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).
- 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).
- Smith, C., Khan, Z., Pathak, M. Techniques for evaluating insect resistance in crop plants. , CRC Press. (1994).
- Lapointe, S., Sotelo, G., Arango, G. Improved technique for rearing spittlebugs (Homoptera: Cercopidae). J. Econ. Entomol. 82, 1764-1766 (1989).
- 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).
