En vertikal T-labyrint olfaktometer beskrivs för analys av beteendemässiga responsen hos leddjur. Den olfaktometer gör försöksledaren mäta val utförs av försökspersoner när de utsätts för två potentiella lukt fält. Både dragning till och repulsion från doftämnen kan mätas med den här enheten.
Med tanke på den ekonomiska betydelse insekter och spindeldjur som skadedjur av jordbruksgrödor, urbana miljöer eller som vektorer av vegetabiliskt och mänskliga sjukdomar, är olika teknologier utvecklas som kontrollverktyg. En undergrupp av dessa verktyg är inriktad på att ändra beteendet hos leddjur genom attraktion eller repulsion. Därför leddjur ofta i fokus för beteendemässiga undersökningar. Olika verktyg har utvecklats för att mäta leddjur beteende, inklusive vindtunnlar, flyg kvarnar, servospheres, och olika typer av olfactometers. Syftet med dessa verktyg är att mäta insekt eller spindeldjur svar på visuella eller oftare olfaktoriska signaler. Den vertikala T-labyrint oflactometer beskrivs här mäter val utförs av insekter som svar på attraherande eller repellerande medel. Det är en hög genomströmning analysanordning som tar fördel av den positiva phototaxis (attraktion till ljus) och negativa (geotaxis tendens att gå eller flyga uppåt) uppvisas av många artropoder. Den olfactometER består av en 30 cm glasrör som är uppdelat i två halvor med en Teflon band som bildar en T-labyrint. Varje halv fungerar som en gren av olfaktometer gör försökspersonerna att göra ett val mellan två möjliga lukt fält i analyser där lockämnen. I analyser involverar repellenter, kan brist på normalt svar på kända lockämnen också mätas som en tredje variabel.
Leddjur (inklusive insekter och spindeldjur) definieras ofta som skadedjur, eftersom de antingen konkurrerar med livsmedel i jordbruks-eller stadsmiljö eller överföra kausala patogener av sjukdom 1. En stor mängd investeringar görs i utveckling av kontrollverktyg för sådana skadedjur. Dessa verktyg kan variera kraftigt och betydande framsteg har gjorts i utvecklingen av biorational verktyg som antingen ändra eller utnyttja naturliga beteende skadedjur med hjälp av beteendemässiga attraherande eller repellerande 2,3.
Artropodskadedjur ofta beroende lukt signaler eller ledtrådar för mate och / eller värd plats 4. Därför upptäckten av effektiva lockmedel eller repellenter för skadedjur kan ofta leda till utveckling av kontrollverktyg. Denna process upptäckt involverar flera steg. Först måste den naturliga beteende testpersonen förstås. Till exempel måste en undersöka om det ena könet av en given art lockar motsattasex för mate plats. Om så är fallet, måste man bestämma huruvida denna attraktion medieras av en kemisk och där kemikalien produceras. Ytterligare steg har bestämma när kemikalien produceras och dess eventuella identifiering. Under hela denna procedur måste testpersonens (insekt eller kvalster) beteendemässiga reaktion på luktämnen testas. Initialt kommer beteende testpersonen testas för det naturliga materialet. Till exempel kan en manlig fjäril svar testas den för extraktet av den kvinnliga conspecific s feromoner körtel. Alternativt kan en växtätare svar på de naturliga lukter av dess värdväxt testas. Även dessa undersökningar har ofta en praktisk inriktning på utveckling av verktyg 5,6, kan de också tillämpas på forskning som behandlar mer grundläggande frågor, såsom artbildning 7. Efterföljande steg innebär testa leddjur svar på syntetiska versioner av identifierade naturliga produkter.
Understanding hur leddjur svarar på kemikalier kräver utveckling av lämpliga verktyg för att mäta sitt beteende. De data som genereras av sådana verktyg kommer att bero på hur väl undersökaren kan mäta naturliga beteenden i en kontrollerad miljö. Över sex decennier sedan, långvariga flygningar olfactometers och tunnlar utvecklats för att mäta insekt svar på luktämnen 8,9. Olfactometers varierar kraftigt i design och är ofta anpassade till den specifika insekten eller problem som undersöks. Målet med denna artikel är att beskriva utformningen och användningen av ett vertikalt orienterat, T-labyrint olfaktometer för mätning insekt svar på luktämnen (figur 1). Den olfaktometer vertikala orientering drar fördel av den negativa geotaxis (tendens att röra sig uppåt) som uppvisas av många insekter. En ljuskälla placerad direkt ovanför olfaktometer utnyttjar den positiva phototaxis (tendens att röra sig i riktning mot ljuskällan) som uppvisas av många insekter. Den olfactometer är särskilt användbar för hemipteran insekter som tenderar att inte uppvisa rörelse lätt i horisontellt orienterade olfactometers och som är starkt påverkade av ljusintensitet med avseende på orientering. Emellertid kan denna anordning användas för ett brett spektrum av flygande och krypande insekter, samt spindeldjur. Den olfaktometer kan användas för att utvärdera både tilldragande och repellerande medel. När det gäller attraherande är den förgrenade lukt fältet (Figur 1) upprättats med den förmodade lockmedel släpptes på ena sidan mot ren luft släpps på motsatt sida. Ett val redovisas när insekten släpps vid basen av olfaktometer väljer en av de två lukt fälten. I fallet repellenter, är tredjedel beteende möjlig. Förutom uppåtgående rörelse till endera av de två fälten lukt, avsaknad av uppåtgående rörelse kan registreras indikerar en icke-responsiv stimulans eller repellerande stimulans från antingen lukt fält.
Häri är en analysanordning och protokoll beskrivs för att mäta responsen av små leddjur (Insecta: Hemiptera: Psyllidae) till luktämnen. Metoden innebär ett val test så insekten att göra ett val mellan två odorant fält i fråga om analyser utvärderar en förmodad lockmedel. Vidare kan testpersonen visar tre typer av beteenden genom att lämna frigöringsarmen och ange endera av två potentiella lukt fält, eller stanna kvar på frigöringsarmen, i fallet med repellerande analyser. Den olfaktometer möjliggör hög genomströmning datainsamling eftersom det tar fördel av den negativa geotactic (tendens att röra sig uppåt) och positiva phototactic (tendens att röra sig mot ljus) naturlig beteendegensvar många leddjur. Även om den nuvarande demonstrationen använder en psyllid exempel insekt test kan analysen lätt anpassas till leddjur brett, både de som använder flyg eller promenader som dominerande transportsätt.
<p class="Jove_content"> Olfactometers utformade för att mäta responsen av insekter ursprungligen utvecklades decennier sedan och har spelat en viktig roll i att belysa insekter lockämnen och repellerande medel 12. De specifika mönster av sådana olfactometers varierar kraftigt, men beskrivs variationer på allmänna temat för två-valet analys här, liksom, liknande Y-rör analyser ofta har använts för att mäta leddjur svar på kemikalier. Större flyg tunnlar som kan orsaka långvariga flygningar av insekter 9 har också resulterat i insamlingen av banbrytande uppgifter klargöra de grundläggande mekanismerna för insekter flyg och orientering semiochemicals liksom, data informera praktisk användning av skadedjursbekämpning verktyg.Det är ofta nödvändigt att skräddarsy designen en olfaktometer och tillhörande instrumentering för biologi specifika leddjur försöksperson. De olfactometers som kan användas bland en allmän grupp av insekter är mer användbara än de specIFIC till en liten grupp, men ibland den ekonomiska betydelsen av en liten grupp av insekter dikterar behovet av utveckling av en mycket specifik olfaktometer och analystekniken. Den för närvarande beskrivna konstruktionen bygger på tidigare kända artropoda tekniker. Det möjliggör en mer standard två-val-analys än Y-rör bioanalyser där den experimentella arenan eller val test tar formen av en Y-formad glas anordning 7. Typiskt kommer en arm av ett sådant Y-rör få en behandling luktämne, medan den andra kommer att lämnas tom 13. Variationer på sådana olfactometers kan omfatta tillägg av flera strålande armar 14 och till och med tillägg av en jord medium för att analysera beteendet hos organismer som rör sig genom marken 15. Att utveckla sådana olfactometers och tillhörande analyser, är det viktigt att tänka på hur nära naturliga förhållanden replikeras och därmed den verkliga betydelsen av de bedömda beteendemässiga svar i termer av testpersonerna "biologi. Till en laRGE examen kommer de insamlade uppgifterna endast så användbar som relevansen av den beteendemässiga biotest med avseende på organismens beteendeekologi 16.
Den för närvarande beskrivna olfaktometer och beteendemässiga bioanalys är särskilt utformad för en hemipteran insekt som tenderar att initiera flygning som korta "hopp" 16. Den vertikala orienteringen av olfaktometer och ljuskällan arrangemanget underlättar initiering av insekter rörelse och därmed efterföljande kemiskt medierad orientering beteende kan analyseras effektivt och med hög genomströmning. Detta beteende analys arrangemang kan sannolikt användas för ett brett spektrum av flygande eller gå leddjur taxa eller kan också lätt modifieras för att passa behovet av icke-leddjur organismer.
The authors have nothing to disclose.
Citrus Forskning och utveckling Stiftelsen är känd för att ge stöd. Tack vare Angel Hoyte och Michael Flores för ledning bioanalyser.
Name of Equipment | Company | Catalog number | Comments |
Two port divided T-olfactometer | Analytical Research Systems (ARS), Inc. Gainesville, FL | None(Custom made) | If unavailable from ARS, Southern Scientific (Gainesville, FL) also currently builds and distributes such equipment. |
Solid-phase micro-extraction holding/odor source chamber with Teflon;-glass tube connectors. | Analytical Research Systems (ARS), Inc. Gainesville, FL | RV-R3 | See above comment |
Air delivery system | Analytical Research Systems (ARS), Inc. Gainesville, FL | HADS-2AFM2C.4 | See above comment |
Guillotine chamber | Analytical Research Systems (ARS), Inc. Gainesville, FL | L3GP3 | See above comment |