特徴付ける草食動物の耐性機構：上Spittlebugs Brachiaria属。例として

Summary

このビデオでは、草食性に宿主植物の抵抗性のメカニズムを説明し、のアワフキムシ抵抗に抗生作用と耐性の相対的な寄与を推定するのない選択式テストを示しています

Abstract

antixenosis、抗菌及び公差^1：植物は3つの大まかなメカニズムを介して草食動物の損傷に抵抗することができます。 Antixenosisは、草食動物は、他の植物^2を選択することができるときに植物が回避される程度です。抗菌は、植物が^1日に摂食草食動物の適応度に影響を与える程度です。許容範囲は、植物が草食動物の成長と繁殖^1を損なうことなく耐えられるか、草食動物によって引き起こされた損傷を修復できる程度です。農業環境における草食動物の抵抗の耐久性は、作物育種の取り組み³で支持抵抗機構程度にかかっています。

我々は、抗菌及びBrachiaria属のアワフキムシ抵抗に対する耐性の相対的な寄与を推定するために設計された非選択実験を示しています。属Brachiariaのアフリカの草のいくつかの種は新熱帯区の貴重な飼料と牧草ですが、それらは深刻なspittlebugsのいくつかの在来種（半翅目：アワフキムシ科）で挑戦することができます。spittlebugsに彼らの抵抗を評価⁴に、植物は、栄養、伝播されます茎の切断によってとspittlebugsが供給可能な上表面的な根の成長を可能に、約一ヶ月間成長させた。その時点で、各試験プラントは、個々に孵化に近い6アワフキムシの卵に挑戦しています。蔓延は、植物の損傷や昆虫の生存率を評価する前に、一ヶ月間進行されている。昆虫の生存を採点しながら、植物の損傷を獲得する耐性の推定値を提供する抗菌の推定値を提供します。このプロトコルは、商用brachiariagrases ⁵アワフキムシの抵抗を高めるために私たちの植物の品種改良の目標を促進してきた。

Protocol

1。植物

1. 成熟した植物から単幹挿し木は実験台として使用されます。挿し木は植え材料の均一性を確保するために10 cmにトリミングされています。
2. 植物の病原体による汚染を防ぐために、挿し木は2分間、3％次亜塩素酸ナトリウム溶液で洗浄し、その後、水道水でthoughroughlyすすぎ洗いされています。
3. それぞれのカットは、CAに植えられている。円筒状の塩ビ管の滅菌土壌36 gは（6.5センチ×高さ外径5.3センチメートル）発泡スチロールのカップと下端部に密封し、PVCのブッシングで​​キャップ。カットは、ブッシングの中央開口部に配置された泡のリングで固定されています。
4. 十分な土壌水分を維持するために、必要に応じて植物は受精と水やりしている。
5. 植物は根、木部授乳アワフキムシの幼虫のためのサイトを餌として表面的な根、の開発を可能に、昆虫が挑戦される前に一ヶ月のために成長します。
6. 根挿しによるPVCチューブは、部分的にルートのアーキテクチャに固有の差異を調整し、さらに表面的な根の成長を刺激する前に出没〜8 Dに反転されています。この手順では、24ヘクタールの日のために提供する光の人工光源を必要とする。この反転処理は実験から除去された後、草食動物の抵抗を持つ草食から交絡エスケープを避けるために、個々の植物はほとんど、またはまったく表面的なルーツを複製します。この除去は、それらが表す遺伝子型の排除につながることはない、まれなはずです。

2。昆虫

1. 成人spittlebugsは、フィールドから集めた種を同定し、それらを餌に影響を受けやすいbrachiariagrassesの葉を提供している産卵ケージに導入されています。女性は、土壌中のそれらの卵は、ケージの底部に配置浅いリムーバブルトレイに含まれて横たわっていた。
2. 数日後、土は水に懸濁させ、卵を収集するふるいのシリーズ（42、60、150メッシュ）を介して渡されます。 30パーセント生理食塩水でふるいにかけた材料​​を中断すると、未成熟卵と、残留有機物を残し、成熟卵が浮くようになります。
3. 昆虫病原体による汚染を防ぐために、卵は5分間0.5％次亜塩素酸ナトリウム溶液で消毒してから蒸留水で洗浄されています。
4. 各試験プラント（実験的ユニット）は、6成熟卵で、土壌表面で出没です。孵化に近いだけ成熟した卵が蔓延のために選択されています。昆虫の腹部に対応する彼らの後部にピンクのマーク、;と完全に拡張された蓋それらは2つの赤虫の目に対応する彼らの前方部分のドットの存在によって識別することができます。
5. 成功したハッチングを任意まだ孵化していない卵が我々のコロニーから新生児アワフキムシにより置換されている時点で、4dと、後で確認されている。
6. 試験植物は、遺伝子型ごとに6つの複製を持つ無作為化完全ブロックデザインに配置されています。

3。評価

1. 実験は、CAが評価されます。侵入後の30 D（正確な時間は勉強昆虫種によって異なります）。
2. ダメージは1が死んだ植物に目に見える損傷および5に相当する（図1）に対応する1から5までの視覚のスケール、で採点される。植物の損傷を獲得する耐性の推定値を提供します。

Brachiaria属のアワフキムシ草食への耐性を評価するために使用される図1。被害の規模。 1 =検出可能な損傷、2 = 0から25パーセント壊死葉、3 = 25から50パーセント壊死葉、4 = 50から75パーセント壊死葉、5 = 75から100パーセント壊死葉。

3. 昆虫の生存は、その最終的な齢、大人のステージ（図2）のどちらかに到達する昆虫を数えることによって評価される。昆虫の生存のためにスコアリングする抗菌の推定値を提供します。

一齢幼虫（左）から大人（右）に図2。アワフキムシの開発。評価日で少なくとも最終的な齢（矢印）に到達する唯一の昆虫は、次のように数えている"生存者。"

4。代表的な結果

アワフキムシAeneolamia reductaへの抵抗のための代表的なアッセイのスクリーニングのBrachiariaのハイブリッドからの結果を図3に示されている。

図3。アワフキムシAeneolamia reductaへの抵抗のためにBrachiariaの雑種のスクリーニングの結果。草食性への応答は、このプロットの下半分に低下した場合我々は、植物が耐性を考慮してください。右から左への抗生作用の増加と上から下へ耐性が増加する。矢印は、私たちの耐性チェックを指す。

Discussion

草食動物の耐性機構の間で判別することは作物の育種への取り組み^3を照らすことができる。強力な抗生作用に基づく抵抗は、ある状況下で、より積極的な害虫の生物型のための選択圧を作成することができます。一方、許容範囲に基づいて抵抗値が許容誤差が最終的には圧倒されるまで、害虫が増加する可能性があります。耐久性のある抵抗のために繁殖、したがって、どのような耐性機構は、特定の作物/病害虫システムのために最も安定性を付与するという[ケネディらを参照して慎重に検討する必要があります。 （1987）トピック] ³に関する包括的な議論のため。

このビデオデモでは、抗菌とbrachiariagrasses ^6-9のアワフキムシの抵抗に耐性の相対的な寄与を推定するために設計されたいくつかの以前の研究に基づいて構築。選択テストやフィールド実験とは対照的に、非選択のテストはすべての植物がこのように草食動物の行動（例えば、ホストの優先順位、アグリゲーション）から生じる相違点のための制御を提供する、同じ草食動物の圧力を受けることを確認してください。このような理由から、しかし、非選択のテストはantixenosisで抵抗を評価するためには不向きである。

人為的に昆虫のコロニーを飼育する抵抗のスクリーニングアッセイ¹⁰用のテストの昆虫を得るために好ましい方法である。コロニーは^、11年のいつでも実施する実験のために知られている年齢のspittlebugsの信頼性と均一なソースを提供しています。それは、しかし、定期的にコロニーは、関連するフィールドの個体数¹⁰から遺伝的に逸脱しないことを保証するために植民地に野生の個体を注入する必要があるかもしれません。これらの人工的に育てられた草食動物の適応度を評価するために、そして時間をかけて彼らの積極性の変化の可能性を監視し、それはすべての上映は、既知の抵抗のレベルの適切なチェックを含めることが重要です。

複数のパラメータを慎重に適切な抵抗のスクリーニングアッセイを設計するために定義する必要があります。我々は我々のテストを設計すると考えているいくつかの重要なパラメータは、宿主植物の年齢、種とspittlebugsの発達段階、寄生のレベル、および植物-昆虫の接触^8,9,12の期間が含まれています。実験およびプロトコルの改良のいくつかのラウンドは、適切にフィールドに草食動物の抵抗を予測する迅速かつコスト効率、信頼性、アッセイに達するために必要な場合があります。