Summary
L'amélioration de notre compréhension et notre capacité à gérer la plupart des virus de plantes transmises par les insectes nécessite l'utilisation du vecteur. Transmission par les insectes de virus de plantes est une interaction tritrophique, et à ce titre nécessite la manipulation d'insectes, virus, et les plantes. Vecteurs doivent être élevés en grand nombre et manipulés de manière à assurer des taux élevés de transmission des plantes d'essai. Les bases de l'élevage et la manipulation de l'aleurode,
Abstract
Aleurodes, Hemiptera: Aleyrodidae, Bemisia tabaci, un complexe d'espèces morphologiquement indistinquishable 5, sont des vecteurs de nombreux virus de plantes. Plusieurs genres de ces virus végétaux transmis par les aleurodes (Begomovirus, Carlavirus, Crinivirus, ipomovirus, Torradovirus) comprennent plusieurs centaines d'espèces d'agents pathogènes économiquement importantes de nourriture importante et plantes à fibres (revue par 9,10,16) et émergents. Ces virus ne se répliquent pas dans leur vecteur, mais néanmoins se déplacent facilement d'une plante à l'aleurode adulte par divers moyens (revue par 2,6,7,9,10,11,17). Pour la plupart de ces virus alimentation aleurode est nécessaire pour l'acquisition et l'inoculation, tandis que d'autres ne sondage est nécessaire. Beaucoup de ces virus sont incapables ou ne peut pas être facilement transmis par d'autres moyens. Par conséquent l'entretien des cultures de virus, biologiques et la caractérisation moléculaire (identification de la gamme d'hôtes et symptômes) 3,13, L'écologie 2,12, exiger que les virus sont transmis à des hôtes expérimentaux utilisant la mouche blanche. En outre, le développement de nouvelles méthodes de gestion, tels que l'évaluation des nouveaux produits chimiques ou des composés 14 15, de nouvelles approches culturelles 1,4,19 ou la sélection et le développement de cultivars résistants 7,8,18, nécessite l'utilisation d'aleurodes pour la transmission du virus. L'utilisation de transmission aleurode des virus de plantes pour la sélection et le développement de cultivars résistants dans les programmes de sélection est particulièrement difficile 7. Sélection efficace et le dépistage de la résistance emploie un grand nombre de plantes et il ya un besoin de 100% des plantes à être inoculés afin de trouver les quelques génotypes qui possèdent des gènes de résistance. Ces études utilisent un très grand nombre d'aleurodes virulifères, souvent plusieurs fois par an.
Entretien aleurode décrit ici peut générer des centaines ou des milliersdes aleurodes adultes sur les plantes chaque semaine, toute l'année, sans la contamination d'autres virus de plantes. Plantes libres des deux aleurodes et les virus doivent être produites à introduire dans la colonie aleurodes chaque semaine. Whitefly cultures doivent être exempts d'agents pathogènes aleurodes, les parasites et parasitoïdes qui peuvent réduire les populations d'aleurodes et / ou réduire l'efficacité de la transmission du virus. Colonies produites de la manière décrite peuvent être rapidement mis à l'échelle pour augmenter ou diminuer le nombre de la population selon les besoins, et peuvent être ajustés pour tenir compte des préférences alimentaires de l'aleurode basée sur la plante hôte du virus.
Il existe deux types de colonies de mouches blanches qui peuvent être maintenues: un nonviruliferous et une colonie aleurode virulifères. La colonie nonviruliferous est composé d'aleurodes élevés sur les plantes exemptes de virus et permet la disponibilité hebdomadaire des aleurodes qui peuvent être utilisés pour transmettre les virus de différentes cultures. La colonie aleurode virulifères,composé d'aleurodes élevés sur les plantes infectées par le virus, permet une disponibilité hebdomadaire des aleurodes qui ont acquis le virus en omettant donc une étape dans le processus de transmission du virus.
Protocol
1. Whitefly entretien de la colonie
- Conditions environnementales: colonies aleurodes devraient être maintenus dans une chambre de croissance maîtrisée. Contrôle de l'humidité relative, la température, la photopériode et intensité lumineuse sont essentiels pour la croissance des colonies optimale (figure 1). Une température de 28 ° C, 30-50% d'humidité relative, et de 14 h photopériode donnera une colonie qui se développe à partir de l'œuf à l'émergence des adultes en 18 jours (cette durée varie avec la plante hôte). L'humidité relative doit être maintenue en dessous de 70% pour décourager la croissance des insectes et de plantes pathogènes fongiques. les taux d'engrais et l'arrosage doit être réduite à décourager les pathogènes fongiques et l'accumulation de sel. L'intensité lumineuse de la colonie devrait être assez élevé. Ampoules fluorescentes VHO utilisés en nombre suffisant pour générer environ 800-1000 bougies pieds à la hauteur de la canopée sont suffisants pour la plupart des plantes (ie. Coton, haricot, haricot de Lima, tomate). La propreté est essentielle dansune colonie aleurode de maintenir des conditions optimales d'élevage.
- Cages Colony: aleurodes devraient être maintenus sur les plantes dans des cages, plutôt que gratuitement dans la chambre de croissance. Cages peuvent être construits de divers matériaux, mais doivent permettre: ventilation, la facilité d'accès, la capacité d'empêcher la fuite ou infiltration d'aleurodes, et de taille suffisante pour maintenir suffisamment de plantes pour générer la population d'aleurodes nécessaire. De bons résultats ont été obtenus avec organza dépistage aluminium (pour la force) ainsi que le dépistage aleurodes preuve (voir le tableau de l'équipement et des fournitures spécifiques).
- Colony Préparation de la plante: Les espèces de plantes choisies est une considération importante lors du démarrage d'une colonie aleurodes. L'usine devrait être en mesure de soutenir une forte population d'insectes sans s'effondrer. La plante choisie pour une colonie nonviruliferous doit être un non hôte pour le virus ou virus qui sont destinés à être transmis pour éviter la contamination de la colonie et si le maintien d'un viruliferous colonie, il doit être l'hôte du virus. Les plantes doivent croître assez rapidement pour soutenir l'émergence de nouveaux adultes dans les 18 jours après avoir été mis en place à la colonie, mais pas aussi rapidement que pour dépasser les cages dans les quatre semaines. Nain, buisson, ou cultivars de plantes patio type sont recommandées car elles produisent souvent une zone de feuille semblable à cultivars de grande taille mais sans élongation de la tige.
- Il est très important pour les plantes arrière pour la colonie en serre dans des cages qui excluent les aleurodes et autres insectes. L'utilisation de plantes qui sont infestés par des aleurodes, les thrips, les acariens ou avant d'entrer dans la colonie peut causer la colonie de s'effondrer. Les plantes infestées ont également le potentiel d'être infectées par des virus par les insectes qui vont interférer avec les études de transmission du virus.
2. Mise en place de Colony aleurode
- Démarrer une colonie pour la première fois en utilisant les aleurodes propres - ceux exempts de virus de plantes, d'autres insectes et les pathogènes d'insectes. Ceux-ci peuvent être obtenusdes collaborateurs ou sur le terrain. Si recueillies sur le terrain, les aleurodes devraient être élevés pendant au moins 8 semaines sur les plantes non-hôtes du virus de la plante, et vérifier l'absence de symptômes de plantes pour être sûr qu'ils sont exempts de virus de plantes.
- Semaine 1: Introduire les aleurodes propres à la première cage de plantes. Les aleurodes peuvent être introduits par aspiration de numéros connus ou en secouant doucement aleurodes d'une autre plante de la source en fonction de la demande sur la colonie. Au cours de la semaine 1, les aleurodes pondent sur la face inférieure de la surface des feuilles de la plante. Une taille approximative de la population peut être prédite pour chaque émergence basé sur le nombre d'adultes utilisées pour pondre leurs œufs et le nombre moyen d'œufs pondus par la femelle mouche blanche sur la plante hôte en question.
- Semaine 2: Commencez autre cage en introduisant des aleurodes de nouvelles plantes-hôtes pour pondre leurs œufs. Les plantes dans la cage ouvertes en semaine 1 auront des œufs, et quelques aleurodes immatures couvrant la face inférieure des feuilles (Figure 2). Certainsaleurodes adultes introduites au cours de la semaine 1 seront encore en vie.
- Semaine 3: Commencer une troisième cage en introduisant des aleurodes de nouvelles usines à pondre des oeufs. Les plantes dans la cage a démarré en semaine 1 aura immature ainsi que de nombreux nouveaux aleurodes adultes émergents et il devrait y avoir une augmentation très sensible de la population adulte aleurodes. Les plantes dans la cage ouvertes en semaine 2 auront beaucoup d'oeufs et les aleurodes immatures couvrant la face inférieure des feuilles.
- Semaine 4: Commencer une quatrième cage en introduisant des aleurodes de nouvelles usines à pondre des oeufs. Les plantes dans la cage ouvertes en semaine 1 auront beaucoup aleurodes adultes qui sont environ un poste émergence d'une semaine. Les plantes dans la cage ouvertes en semaine 2 aura beaucoup de nouveaux aleurodes adultes émergents et il devrait y avoir une augmentation très sensible de la population d'aleurodes. Les plantes dans la cage ouvertes au cours de la semaine 3 auront beaucoup d'oeufs et les aleurodes immatures couvrant la face inférieure des feuilles.
- Hebdomadaire après les 4 premiers weeKS: Chaque semaine, commencer une nouvelle cage en introduisant les aleurodes adultes à partir de la quatrième plus ancienne cage (la cage a commencé dans la semaine 1) sur de nouvelles plantes dans une nouvelle cage propre. La vieille cage doit être enlevé et jeté ses usines. Ces aleurodes sont environ 1 semaine de post-levée. Dans le cas de la colonie virulifères, ces aleurodes transmettent le virus aux nouvelles centrales ainsi que pondre des oeufs pour la prochaine génération des aleurodes.
- expériences de transmission de plan d'utilisation des aleurodes qui émergeront dans la cage de la troisième semaine. Si plus d'aleurodes sont nécessaires, le nombre de plantes peuvent être augmentées et plus aleurodes peuvent être ajoutés à la semaine 1 cage d'augmenter la population d'aleurodes.
3. Méthode pour l'inoculation de plantes d'essai
- Pour assurer des taux élevés de transmission: 1) Les aleurodes doivent être manipulés aussi doucement que possible pour éviter d'endommager l'insecte qui permettra de réduire les taux de transmission; 2) Il doit y avoir de la surface foliaire suffisante disponible pour les aleurodes à l'IETsa sonde ou animale. Une augmentation de la durée d'acquisition ou d'une augmentation du nombre de plantes hôtes d'acquisition peut augmenter les taux faibles d'infectiosité dans les usines d'essai en raison de l'encombrement soit l'acquisition ou de la période d'accès inoculation.
- Collection de mouches blanches. Ce qui suit est une procédure pour la collecte et la circulation des chiffres précis d'aleurodes nécessaires à des fins expérimentales. Pour déplacer un grand nombre de mouches blanches, comme cela est nécessaire pour le dépistage de la résistance par exemple, il suffit de secouer doucement les plantes aleurodes infestés sur les plantes d'essai ou les hôtes d'acquisition infectées par le virus (et plus tard les usines de test). Assurez-vous de secouer les plantes au cours de nombreux endroits pour minimiser les effets d'agrégation.
- Nouvellement apparus aleurodes adultes (1-3 jours après émergence) sont très actives et se nourrissent souvent de manière tendance à donner des taux de transmission plus élevés 4. Aleurodes plus âgés transmettent encore, mais à une fréquence inférieure. Aleurodes multiples par plante test (15-40 par l'APLnt) doit être utilisé pour des taux élevés de transmission depuis un ratio de 1 aleurodes par plante se traduit souvent par un taux inacceptable de transmission faible 3,4. Le nombre nécessaire dépendra du virus et les espèces de l'acquisition et de plantes d'essai.
- Assemblez dispositifs d'aspiration et des flacons de collecte. (Figure 3)
- D'une main, maintenez une carte en plastique jaune à l'intérieur de la cage de la colonie qui contient les aleurodes à collecter. Tapoter doucement les plantes pour encourager les aleurodes adultes de voler. Les aleurodes sont attirés par un carton jaune et voleront à partir de la plante à la carte où ils peuvent être recueillies à l'aide d'un aspirateur et un souffle très doux. Ne jamais aspirer aleurodes qui se nourrissent sur les plantes. Leurs stylets sont intégrés dans l'usine tout en alimentant ainsi leur arrachant les plantes vont rompre leurs stylets et les rendant incapables de soit d'acquérir ou de transmettre le virus (figure 4).
- Recueillir 20 aleurodes adultes dans un seul colleflacon de ction pour minimiser les dommages physiques aux insectes des aspirations répétées (figure 5).
- Pour changer le flacon de collection, tapotez doucement le flacon sur une surface dure et une casquette avec Parafilm tandis que les aleurodes sont désorientés à partir de la mise sur écoute.
- Mettez un nouveau flacon recueillir sur l'aspirateur et répéter jusqu'à ce que le nombre d'aleurodes nécessaires sont collectées. Les aleurodes peuvent rester dans les flacons de collecte à la température ambiante pendant plusieurs heures.
- Acquisition. Aleurodes sont placées sur une plante infectée par le virus et autorisés à nourrir les plantes infectées pendant 48-72 h. les périodes d'acquisition de plus de 72 heures ne sont généralement pas augmenter les taux de transmission. Pour les virus transmis de manière non persistante ou semipersistent, 1 heure et plusieurs heures, respectivement, sont des périodes d'accès d'acquisition suffisantes (tableau 1). Les meilleurs résultats sont obtenus lorsque les aleurodes ont librement accès à des plantes dans des cages qui enferment les insectes pour une seule plante ou d'plusieurs usines. Cependant, certaines expériences nécessitent l'acquisition de feuilles spécifiques auquel cas cages du clip peuvent être utilisés. Lors de l'utilisation des cages de clip, il est important de tenir compte de la préférence alimentaire aleurode pour le dessous des feuilles. En outre, l'encombrement des aleurodes dans des cages de clip peut réduire les taux de transmission - des taux acceptables de transmission ont été obtenus en utilisant 10 aleurodes femmes par clip cage de 2,5 cm de diamètre.
- Inoculation. Préparer une cage adaptée à la taille de l'inoculation et placer les plantes d'essai à l'intérieur. Si une seule usine doit être inoculé considérer une seule cage de l'usine. Si plus d'une installation doit être inoculé envisager un petit châssis en PVC / sac d'organza cage ou une cage en aluminium (Figure 6). La taille de la cage utilisée pour l'inoculation devrait être légèrement plus la taille de la plante (s) de se faire vacciner. Les taux de transmission plus élevés sont obtenus lorsque les aleurodes sont conservés à proximité du couvert végétal et ne reçoivent pas beaucoup d'espace libre.
- Collection des aleurodes des hôtes d'acquisition dépend des besoins de l'expérience. Si un petit nombre sont nécessaires, aspirer les aleurodes, comme décrit ci-dessus. Placer les flacons de collecte d'aleurodes l'intérieur de la cage près des plantes et retirez le couvercle (figure 7). Ouvrez le flacon et libérer les aleurodes ou inverser et tapotez doucement le flacon pour libérer les aleurodes. Si un grand nombre sont nécessaires simplement déplacer les plantes d'acquisition avec les aleurodes dans les cages où les plantes d'essai sont situés et secouez doucement les aleurodes de la plante hôte d'acquisition. Pour les deux types de mise en place, veillez à répartir les aleurodes dans les plantes pour réduire l'agrégation et assurer une inoculation uniforme.
- Laisser les aleurodes à sonder ou se nourrissent de la quantité appropriée de temps, dépendant de nouveau sur le virus et dans une certaine mesure la plante hôte (tableau 1).
- Vérifiez les aleurodes au moins une fois pendant la période d'accès inoculation pour assurer que les aleurodes sontsondage ou alimentation par l'ouverture de la cage et en tournant quelques feuilles sur chaque plante.
- Pour les périodes d'accès d'inoculation plus, perturber les plantes doucement (en utilisant un bâton de bambou ou équivalent) pour badigeonner le dessus des plantes et d'encourager les aleurodes à redistribuer sur les plantes. Redistribution des aleurodes permet d'assurer un taux de transmission plus élevé en contrant la tendance naturelle des aleurodes au total.
- Résiliation. La période d'accès inoculation se termine par tuer les mouches blanches avec des produits chimiques approuvés. Appliquer deux insecticides uns après les autres: un insecticide de contact à mettre fin rapidement aleurodes adultes et un insecticide systémique de mettre fin aux aleurodes qui se développent dans les semaines qui suivent et ceux qui ont échappé à l'insecticide de contact (figure 8). Un insecticide de contact tels que le savon insecticide et des insecticides systémiques tels que l'imidaclopride ou pymetrozine ont été utilisés avec succès.
Representative Results
Ces méthodes d'établissement aleurode de la colonie et de maintenance, ainsi que la manipulation de transmettre des virus de plantes ont été utilisées avec succès dans un certain nombre d'études 4,11,12,14 ainsi que beaucoup d'autres non cités. En utilisant ces méthodes avec des virus transmis persistante, nous avons régulièrement obtenu les taux souhaités de transmission de 100% à la sélection pour la résistance, le dépistage insecticides pour leur capacité à interférer avec la transmission (et évaluation de composés inducteurs de résistance) 13,14,17,18 ( Figure 9). Les procédures décrites ici peuvent et ont été être adaptées à de nombreux endroits dans les établissements de recherche publics et privés.
| Type de transmission | Acquisition Période d'accès (heure) | Inoculation Période d'accès (heure) | Réf. |
| Nonpersistent | 1 2-24 | 10 | |
| Semipersistent | 6-24 | 8-24 | 10, 16 |
| Persistent | 48-72 | 48-72 | 3, 6, 8, 9 |
Tableau 1. Fois estimés, qui peuvent être utilisés pour produire des taux élevés de transmission du virus à différents types de relations avec leurs vecteur Bemisia tabaci espèces complexes. Fois estimatifs sont basés sur les temps minimales publiées nécessaires à la transmission de 80-100% et modifié dans certains cas pour tenir compte des périodes de latence et les différences entre les populations d'aleurodes, les virus et les plantes hôtes.
Figure 1. Un exemple d'une colonie aleurode virulifères. Cette chambre de croissance contient des cages de plantes infectées par un begomovirus et infested avec aleurodes virulifères.
Figure 2. Gauche: immatures stades de l'aleurode, Bemisia tabaci MEAM clade sensu De Barro 6 environ 1 semaine post-émergence et la droite: un adulte aleurodes, un vecteur efficace de nombreux virus de plantes.
Figure 3. Les types de dispositifs de collecte qui peuvent être utilisés pour collecter les aleurodes pour la transmission de virus de plante.
Figure 4. À gauche: carte en plastique jaune servant à recueillir les adultes d'aleurodes montrant aleurodes prêt pour la collecte . Droite: Collecte aleurodes à partir d'une carte en plastique jaune. Les mouches blanches sont visibles sur la carte sous forme de petites taches blanches / gris.
Figure 5. Les aleurodes recueillies par aspiration (20 dans un flacon) de la colonie soit prêt pour l'acquisition ou l'inoculation.
Figure 6. En haut à gauche:. Cages de plantes unique utilisé soit pour l'acquisition ou l'inoculation haut à droite: Grandes cages faites de tuyaux en PVC et organza. Basse: Aluminium / écran et cages d'organdi dans une serre contenant des plantes destinées à une colonie de mouches blanches.
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Figure 7. Les aleurodes sont transférées à une seule usine pour l'inoculation (ou l'acquisition).
Figure 8. Ajout d'un insecticide systémique arrosage de mettre fin à la période d'accès inoculation aleurodes.
Figure 9. plantes sur le terrain en cours d'évaluation pour la résistance au jaune virus de l'enroulement des feuilles de tomate. Toutes les plantes ont été inoculées dans 5 semaines vieux plants et ensuite transplantées dans le domaine de l'évaluation. Les plantes au premier plan sont une ligne de germoplasme résistant, plantes en arrière-plan sont en ligne de matériel génétique susceptible.
Discussion
Les méthodes décrites ici ont été développés sur une période de deux décennies et sont basés sur les informations de base fournies par de nombreuses études sur la transmission aleurode, le comportement et la biologie. Comme il existe de nombreuses publications, ce manuscrit se réfère principalement aux critiques et à quelques publications spécifiques sélectionnés pour illustrer le type de données utilisées pour élaborer cette technique. Il est très important dans cette procédure que les aleurodes sont manipulés doucement depuis la rupture des pattes et des antennes peut conduire à des comportements anormaux et les faibles taux de transmission. Collection avec aspirateurs et autres appareils mécaniques d'aspiration n'a jamais donné de bons résultats. Une autre considération pour le succès est que le nombre de mouches blanches utilisées pour obtenir 100% de transmission des plantes d'essai, doit être déterminé pour chaque combinaison de plante hôte et le virus. Ce ratio optimal ne doit être établi une fois. Les meilleurs résultats ont été obtenus en utilisant jeunes aleurodes adultes (1-3 jours émergence passé), car ils GDonner le plus haut taux de transmission. Les personnes âgées peuvent être utilisés, mais un plus grand nombre d'aleurodes seront nécessaires pour compenser leurs taux réduits de transmission. Les femmes sont connues pour émettre à des taux plus élevés que les hommes, car ils se nourrissent plus souvent que les hommes. Toutefois, il est généralement ne vaut pas le temps de séparer les sexes pour la transmission. Cette procédure peut être modifiée de nombreuses manières en fonction des ressources et des besoins du chercheur.
Lorsque l'on travaille avec de nombreux virus, il est préférable de garder une seule colonie de mouches blanches sur les plantes non hôtes élevés du virus. Ces aleurodes peuvent être collectées placé sur les plantes infectées par le virus d'acquisition et puis après acquisition des aleurodes peuvent être déplacées à nouveau pour les plantes d'essai. Végétaux destinés à la colonie doivent être cultivées dans des serres dans des cages afin d'éviter l'introduction de mouches blanches qui pourraient infecter avec un autre virus. Infestation de ces plantes avec les acariens, les thrips et autres ravageurs des plantes peut compromettre l'health de la colonie et la faire s'effondrer. Enfin arrosage des plantes des colonies doit être fait avec soin. Ces plantes sont soumises à un stress extrême par l'alimentation de tant d'aleurodes et les conditions de lumière faible que la normale. Racine champignons de la pourriture qui sont introduits sur la tourbe dans les mélanges sans terre peut devenir un problème si les plantes sont trop mouillées, même une fois. Le prétraitement des plantes avec un fongicide arrosage peut éliminer certains des problèmes.
Bien que la transmission aleurode des virus de plantes peut prendre du temps et nécessiter des ressources précieuses (telles que les salles de croissance), il est essentiel pour la transmission de certains virus pour lesquels nous n'avons pas d'autre moyen de transmission. C'est aussi un moyen précieux d'installations de criblage pour la résistance aux virus, car il utilise le même type de transmission qui seront appelés plantes dans le domaine de résister. L'utilisation de moyens plus artificiels de transmission n'ont pas toujours donné les meilleurs résultats dans les évaluations de matériel génétique pour virus-résistance.
Disclosures
Aucun conflit d'intérêt déclaré.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Name of the Item | Company | Catalogue No. | Comments (optional) |
| Whitefly proof screening | Klayman Meteor Ltd. Petah Tikva 49130, Israel | --- | BioNet 50 mesh screen Antivirus Insect Screen |
| Whitefly proof screening | Hummert International (www.hummert.com) | 27-4050-1 - 27-4062-1 | BioNet 50 mesh screen Antivirus Insect Screen |
| Whitefly Collection Devices | BioQuip | 1135A | Can also be made using eye droppers, flexible plastic tubing, plastic vacuum adaptors, and cheesecloth |
| Collection vials | BioQuip | 8909 | Vials used depend on which aspirator is used. |
| Yellow plastic cards | any company | --- | Any bright yellow plastic card will work, can be purchased in many places. |
| Whitefly Cages | --- | --- | These are not commercially available and must be constructed. 60 cm x 60 cm x 60 cm cages work well for us. Our preference is for those constructed of aluminum window screening, nylon organdy, vinyl plastic, with a structure created using aluminum window frames. Doors are attached using piano hinges and sealed with weather stripping; tops of the cages are vinyl plastic. Cages can also be made of 1) plexiglass glued together on the edges with ventilation provided by screened openings cut on the side pieces; 2) large bags of nylon organdy, organza, or 50 mesh whitefly screening with internal supports provided by PVC pipes and fittings cut to desired lengths and assembled inside the bags, 3) wood frames and nylon organdy, organza, or 50 mesh whitefly screening. |
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