Electroantennographic Biotest som screeningmetod för flyktiga ämnen värdväxt
Summary
En metod för att snabbt växt skärmen värdceller flyktiga ämnen genom mätning av elektrofysiologiska svaret hos vuxna naveln orangeworm (<em> Amyelois transitella</em>) Antenner till enskilda komponenter och blandningar via electroantennographic analys påvisas.
Abstract
Plantera flyktiga spelar en viktig roll i växt-insekt interaktioner. Växtätande insekter använder växter flyktiga, så kallade kairomoner, att hitta sin värdväxt. 1,2 när en värdväxt är en viktig agronomisk handelsvara utfodring skada genom skadeinsekter kan orsaka allvarliga ekonomiska förluster för odlarna. Följaktligen kan kairomoner användas som attraherande för att locka eller förvirra dessa insekter och därmed erbjuda ett miljövänligt alternativ till bekämpningsmedel för insektsbekämpning. 3 Tyvärr kan växter avge en stort antal flyktiga med varierande kompositioner och nyckeltal för utsläpp beroende på fenologi av varan eller tiden på dagen. Detta gör identifiering av biologiskt aktiva komponenter eller blandningar av flyktiga komponenter en mödosam process. För att identifiera de bioaktiva komponenterna av flyktiga värd växt utsläpp vi använder laboratoriet-baserade electroantennography screening bioassay (EAG). EAG är ett effektivt verktyg för att utvärdera och RECORd elektrofysiologiskt lukt svaren från en insekt via sina antenn receptorer. Den EAG screening process kan bidra till att minska antalet flyktiga testas för att identifiera lovande bioaktiva komponenter. Men eag bioanalyser endast ger information om aktivering av receptorer. Det ger ingen information om vilken typ av insekt beteende förening framkallar, som kan vara som en attraherande, myggmedel eller annan typ av beteende svar. Flyktiga framkallar en betydande svar genom EAG, i förhållande till en lämplig positiv kontroll, vanligtvis tas vidare till ytterligare tester av beteendemässiga svar på skadeinsekt. Den experimentella designen presenteras kommer närmare den metod som används för att sålla mandel-baserade flyktiga värd växt 4,5 genom mätning av elektrofysiologiska antenn svaren från en vuxen skadeinsekt naveln orangeworm (Amyelois transitella) till enskilda komponenter och enkla blandningar av komponenter via EAG bioassay. Metoden använder två exvilket utförs antenner placeras tvärs en "fork" elektrodhållare. Protokollet visade Här presenterar en snabb, hög kapacitet standardiserad metod för screening flyktiga ämnen. Varje flyktiga är en uppsättning, konstant mängd för att standardisera stimulans nivå och därmed ge antenn svar vara en indikation på den relativa chemoreceptivity. Den negativa kontrollen hjälper till att eliminera den elektrofysiologiska svar på både kvarvarande lösningsmedel och mekanisk kraft av bloss. Den positiva kontrollen (i detta fall acetofenon) är en enda förening som har framkallat en konsekvent reaktion från manliga och kvinnliga naveln orangeworm (NU) fjäril. En ytterligare semiokemikalie standard som ger konsekvent svar och används för bioanalys studier med den manliga NU mal är (Z, Z) -11,13-hexdecadienal, en aldehyd-komponenten från den hon-producerade könsferomon. 6-8
Protocol
Discussion
Användning av electroantennogram inspelningar som en bioanalys för att bestämma chemoreception svar hos en målinsekt är ganska vanliga och talrika studier som använder EAG som en detektor för utflödet från ett gaskromatogram (GC-EAD) kan hittas i litteraturen. 9,10 Metoden demonstreras kommer att ge en snabb screening av ekvivalenta mängder av flyktiga komponenter med höga replikationer för trygg tilldelning av den relativa respons. Det AutoSpike program i Syntech mjukvaran är ett bra program fö…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denna forskning utfördes under USDA-ARS CRIS Project 5325-42000-037-00d och resultat från CRADA 58-3K95-7-1198 och TFCA 58-5325-8-419. Författarna erkänner tacksamt Suterra för gåvan av (Z, Z) -11,13-hexadecadienal, B. Higbee för produktiva diskussioner, och J. Baker för tekniskt stöd.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| Acetophenone | Alfa-Aesar | A12727 | Female positive control |
| (Z,Z)-11,13-Hexadecadienal | Suterra | Male positive control | |
| α-Humulene | Aldrich | 53675 | Sesquiterpene |
| 2-Undecanone | Aldrich | U1303 | Fatty acid derivative |
| 2-Phenylethanol | Aldrich | 77861 | Benzenoid |
| Pentane | EMD | PX0167-1 | Solvent |
| 4-Channel acquisition controller | Syntech | IDAC-4 | |
| EAG probe, pre-amplifier | Syntech | Type PRG-2 | |
| Antenna holder | Syntech | For PRG-2 | Fork electrode |
| Stimulus controller | Syntech | CS-55 | Air flow and puffs |
| Spectra Electrode Gel | Parker | 12-02 | |
| Bioassay discs | Whatman | 2017-006 | 6 mm |
| Pasteur pipets | VWR | 14673-010 | 5 ¾” (14.6 cm) |
| Parafilm M | Bemis | PM-992 |
References
- Bruce, T. J. A., Wadhams, L. J., Woodcock, C. M. Insect host location: a volatile situation. Trends in Plant Sci. 10, 1360-1385 (2005).
- Unsicker, S. B., Kunert, G., Gershenzon, J. Protective perfumes: the role of vegetative volatiles in plant defense against herbivores. Curr. Opin. Plant Biol. 12, 479-485 (2009).
- Norin, T. Semiochemicals for insect pest management. Pure Appl. Chem. 79, 2129-2136 (2007).
- Beck, J. J., Merrill, G. B., Higbee, B. S., Light, D. M., Gee, W. S. In situ seasonal study of the volatile production of almonds (Prunus dulcis) var. ‘nonpareil’ and relationship to navel orangeworm. J. Agric. Food Chem. 57, 3749-3753 (2009).
- Beck, J. J., Higbee, B. S., Gee, W. S., Dragull, K. Ambient orchard volatiles from California almonds. Phytochem. Lett. 4, 199-202 (2011).
- Coffelt, J. A., Vick, K. W., Sonnet, P. E., Doolittle, R. E. Isolation identification, and synthesis of a female sex pheromone of the navel orangeworm, Amyelois transitella (Lepidoptera: Pyralidae). J. Chem. Ecol. 5, 955-933 (1979).
- Leal, W. S., Parra-Pedrazzoli, A. L., Kaissling, K. -. E., Morgan, T. I., Zalom, F. G., Pesak, D. J., Dundulis, E. A., Burks, C. S., Higbee, B. S. Unusual pheromone chemistry in the navel orangeworm: novel sex attractants and a behavioral antagonist. Naturwissenschaften. 92, 139-146 (2005).
- Kanno, H., Kuenen, L. P. S., Klingler, K. A., Millar, J. G., Carde, R. T. Attractiveness of a four-component pheromone blend to male navel orangeworm moths. J. Chem. Ecol. 36, 584-591 (2010).
- Takacs, S., Gries, G., Gries, R. Semiochemical-mediated location of host habitat by Apanteles carpatus (Say) (Hymenoptera: Braconidae), a parasitoid of cloths moth larvae. J. Chem. Ecol. 23, 459-472 (1997).
- Karimifar, N., Gries, R., Khaskin, G., Gries, G. General food semiochemicals attract omnivorous German cockroaches, Blattella germanica. J. Agric. Food Chem. 59, 1330-1337 (2011).
- Molyneux, R. J., Schieberle, P. Compound identification: a Journal of Agricultural and Food Chemistry perspective. J. Agric. Food Chem. 55, 4625-4629 (2007).
- Marion-Poll, F., Thiery, D. Dynamics of EAG responses to host-plant volatiles delivered by a gas chromatograph. Entomol. Exp. Appl. 80, 120-123 (1996).
- Beck, J. J., Higbee, B. S., Merrill, G. B., Roitman, J. N. Comparison of volatile emissions from undamaged and mechanically damaged almonds. J. Sci. Food Agric. 88, 1363-1368 (2008).
- Lucas, P., Renou, M., Tellier, F., Hammoud, A., Audemard, H., Descoins, C. Electrophysiology and field activity of halogenated analogs of (E,E)-8-10-dodecadien-1-ol, the main pheromone component in codling moth (Cydia pomonella L.). J. Chem. Ecol. 20, 489-503 (1994).
- Rodriguez-Saona, C., Poland, T. M., Miller, J. R., Stelinski, L. L., Grant, G. G., de Groot, P., Buchan, L., MacDonald, L. Behavioral and electrophysiological responses of the emerald ash borer, Agrilus planipennis, to induced volatiles of Manchurian ash, Fraxinus mandshurica. Chemoecology. 16, 75-86 (2006).
- Burks, C. S., Brandl, D. G. Seasonal abundance of navel orangeworm (Leipidoptera: Pyralidae) in figs and effect of peripheral aerosol dispensers on sexual communication. J. Insect Sci. 4, 1-8 (2004).
