Summary
너도밤 나무 껍질 질병은 껍질에 곰팡이 진입 점을 만들 너도밤 규모 곤충의 활동을 공급함으로써 시작된다. 스케일 곤충에 강한 나무는 질병에 저항하는. 여기에서 우리는 우리가 너도밤 나무 규모의 저항에 대한 개별 너도밤 나무를 화면에 개발 한 프로토콜을 제시한다.
Abstract
크게 약화 및 변형 생존자 나무 뒤에 남겨두고 너도밤 나무 껍질 질병 초기 사망률이 높은 수준에서 (BBD) 결과. 질병은 곰팡이의 Neonectria 종 중 하나에 의해 감염에 대한 진입 점을 만들어 침략 너도밤 규모의 곤충, 크립토 fagisuga의 활동을 공급함으로써 시작된다. 규모 침입하지 않고, 곰팡이 감염에 대한 약간의 기회가있다. 인위적으로 크게 BBD 영향을 스탠드에 건강한 나무를 만연하는 규모의 계란을 사용하면이 나무는 질병의 복잡한 1의 규모 곤충 부분에 저항 이었다는 것을 보여 주었다. 여기에서 우리는 우리가 현장에서 작은 화분에 심은 모종 이식의 스케일 방지 나무에 대한 화면으로 사용할 수있는 휴스턴에 의한 인공 감염의 기술을 기반으로 개발 한 프로토콜을 제시한다. 스케일 방지 나무의 식별은 나무를 통해 BBD의 관리의 중요한 구성 요소입니다개선 프로그램 및 조림 조작.
Introduction
너도밤 나무 껍질 질병 (BBD)은 1890 년대 후반 노바 스코샤의 캐나다 지방의 침략 너도밤 규모의 곤충, 크립토 fagisuga의 도입 이후 북미에서 미국 밤나무에 해로운 영향을 미쳤습니다. 너도밤 나무 규모 곤충 곰팡이 (Neonectria의 ditissima 또는 Neonectria의 faginata)의 Neonectria 종 중 하나에 감염 입구의 통로를 제공하는 작은 균열을 만드는 나무 껍질로 그 먹이 탐침을 삽입 할 때이 곤충 질병 단지는 시작됩니다. 곰팡이 균사의 성장에 따라, 조직의 큰 영역은 결국 완전히 나무 가드 링, 죽을 수있다. 질병의 피해는 강풍 4 스냅에이 발생하기 쉬운 만들기, 나무를 약화. 질병의 첫 전파 사망률 수준은 50 % 5만큼 높은 것으로보고되었다. cankers는 나무 제품으로 나무의 가치를 감소시키는 형태로 남아있는 나무는 종종 심각하게 변형된다.0; 이러한 나무는, 설립 스탠드 (6)의 경제적, 생태 학적 가치를 감소에서 다른 더 바람직한 종을 방지 "너도밤 나무 덤불"의 형성에 이르게 루트 발아에 대한 성향이있다. 너도밤 나무 껍질 질병은 미국 너도밤 나무의 멸종으로 이어질 가능성이 아니지만, 그것은 야생 동물 7,8 음식과 서식지의 감소로 이어지는 구성과 건강을 서 변경합니다.
몇 년 동안 BBD의 영향을 스탠드에서, 질병의 증상 무료 남아 나무가보고되었습니다. 인공 접종 시험은이 나무가 규모의 곤충 2에 저항하는 것으로 나타났습니다. 규모 침입하지 않고, Neonectria 감염에 대한 약간의 기회가 곰팡이의 영향을 최소화 할 수있다. 이전 규모 감염의 부재에 Neonectria 감염으로 인해 미국의 너도밤 나무에서 대규모 사망은 결코 없다보고, 그래서 한 BBD에 대한 저항의 너도밤 나무 규모 곤충 결과에 대한 저항.
BBD의 관리에 대한 최근의 연구는 식별, 전파, 번식, 그리고 너도밤 나무 규모의 곤충에 대한 저항과 미국의 너도밤 나무의 보존에 초점을 맞추고있다. 유전자 연구는 규모의 곤충에 대한 저항은 유전과 저항 나무의 신중한 선택과 번식이 하나의 세대 9 크게 향상 될 수있는 것으로 나타났습니다. 이 발견은 복원 재배 (10, 11)에 유 전적으로 다양한 BBD 저항 씨의 소스를 제공하기 위해 저항하는 미국 밤나무의 지역 씨 과수원을 설정하는 미국의 주 및 국가 산림 관리자의 노력을 자극했다. 연구는 또한 감염 나무와 저항 나무의 보존을 제거하여 스탠드 유전학의 조림 조작 스탠드 개선 9,12 발생할 수 있음을 지적했다. </ P>
트리 개선 활동을 통해 또는 조림 처방전을 수행을 통해 BBD의 관리를위한 선택 너도밤 나무 스케일 방지 및 감염 나무를 구별 할 수있는 능력이 필요합니다. 여기에 제시된 방법은 먼저 인위적으로 너도밤 나무 규모의 계란 1 모종을 접종 데이브 휴스턴, 도입 방법에서 적응되었습니다. 이 방법은 저항 또는 유전자 연구에 저항하고 취약 화분 모종 또는 이식 ramets 구별하는 관련 양적 형질 유전자좌 (QTL)를 식별 할 수있는 검사 도구로 사용할 수 있습니다. 대안으로, 시드 필드 과수원 개발 또는 보존에 대해 저항하는 트리를 식별하는 필드 성숙한 나무의 스크리닝에 사용될 수있다. 감염되기 쉬운 나무 식별과 질병에 미치는 영향을 최소화하기 위해 제거 할 수 있습니다.
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Protocol
1 공장 물자 :. 성숙한 필드 나무, 화분에 심는 모종, 또는 화분 이식
- 필드 테스트의 경우, 가능한 한 저항 테스트를위한 대규모 감염 또는 질병의 흔적을 보여 성숙한 건강한 미국 너도밤 나무를 선택합니다. 가시 나무 감수성 또한 제어 (도 1)로서 사용되는 식별 될 필요가있을 것이다.
- 화분에 심은 모종 또는 이식을 테스트하기 위해, 수집하고 코흐 & 캐리, 2004 년 캐리 등, 2013 년 한 바와 같이 이식 귀공자의 설명에 따라 beechnuts 발아.
- 47g의 미량 영양소, 477g 완효성 비료 15N-3.9P-9.9K, 700g의 굵은 펄라이트 2.8 CU 당 75g 황산 알루미늄과 개정 토양 혼합 배양토에 모종이나 이식을 성장. 피트 가방. 성장시기에 나중에 필요할 경우, 200 ppm의 질소에 용해 17N-1.3P-14.1K 매주 식물을 비옥.
- 성장시기 동안, 그늘 집에서 식물을 유지합니다. 공장 이전을 이동하는 가을에 외부 휴면 이동 허용온도 제어 저장 시설에 (~ 4 ° C) 4 월 중 11 월 ~.
너도밤 나무 규모 달걀 2. 컬렉션
- BBD 득실 거리는 대에서 8 월 중순에 월 중순에서 일반적으로 풍부한 달걀의 존재를 확인하기 위해 손 돋보기 (쉽게 "시키"외관, 그림 1A에 의해 식별) 심하게 오염 된 나무를 검사합니다.
- 부드럽게 플라스틱 밀봉 일갤런 수집 부대 (그림 1B)로, 성인 규모의 곤충, 계란과 다른 파편의 흰색 밀랍 덩어리를 브러시 페인트 브러시를 사용합니다. 적어도 12m 떨어져 세 가지 다른 나무의 최소에서 수집합니다.
- 필요한 경우, 4 ℃에서 최대 두 주 동안 봉인 된 가방 컬렉션에 계란을 저장 테이프가 건조 계란을 방지하기 위해 가방의 내부에 진동 방지 발포 폴리에틸렌의 작은 조각 (2.5 cm의 사각형).
- 성인 (0.60 mm)과 debri에서 규모 달걀 (0.15 × 0.25 mm)를 구분합니다의, 2 'PVC 파이프의 짧은 조각 250 마이크론 나일론 메쉬의 정사각형 조각 (그림 2)을 지원하기 위해 커플 링을 사용하여 체를 구성.
- 체에 성인, 왁스, 계란, 컬렉션 가방에서 파편의 혼합물을 비우고 가볍게 아래 유리 페트리 접시에 메쉬를 통과 계란을 장려하기 위해 작은 페인트 브러시를 사용합니다. 그들은 어려운 계란을 이동하고, 더 많은 정전기를 개최하기 때문에 플라스틱 페트리 접시는 피해야한다. 계란 전과 체질 후의도 3에 나타낸다.
- 정제 한 알은 적어도 일주일 동안 39 ° C에서 배양 접시에 저장 될 수있다. 건조에서 계란을 방지하기 위해 뚜껑에 거품의 젖은 부분을 테이프와 파라 필름으로 밀봉.
3. 계란 생존 분석 실험
- 달걀 생존력을 평가하기 위해, 60mm 유리 페트리 접시의 바닥의 주위 (도 4a 주위 바셀린의 얇은 링을 적용하는 10 CC 주사기를 사용
- , 링의 중심으로 약 100 계란 전송 페트리 접시에 뚜껑을 배치하고 파라 필름으로 밀봉. 계란 전에 분석을 시작으로 4 ° C에 보관 한 경우 밀봉 된 페트리 접시 2 주 또는 3 주 동안 실온에서 그대로 유지 할 수 있습니다.
- 부화 약충은 석유 젤리에 갇혀 될 것입니다 쉽게 계산 될 수 있고, 빈 계란은 쉽게 자신의 색상과 광택 (그림 4B)에 의해 부화 계란에서 구별된다. 빈 계란 플러스 잔여 전체 달걀의 합 님프의 수를 나누어 생존을 계산한다. 좋은 가능성은 75 % ~ 90 % 부화 계란의 범위에 있어야합니다.
필드에 큰 성숙한 너도밤 나무 나무 4. 스케일 저항 검사
- 정량 시험을 부드럽게 발포 폴리에틸렌의 predampened, 오픈 셀 (10) X 15 X 1.3 cm의 사각형의 중심을 가로 질러을 뿌려 해부 현미경을 사용하여 작은 주걱을 사용하여 500 계란을 계산합니다. 에거품을 저해 가능한 한 많은 물을 짜낸 후 젖은. 정성 시험, 500 계란 아웃 카운트 할 수 있고, 작은 유리 바이알 및 약 500 계란의 추가 배치를 측정 할 수있다 그려진 "채우기"라인에 배치.
- 껍질에 직면 계란면 테스트 트리에 폼 패드를 놓습니다. 로프, 끈, 감기, 또는 플라스틱 코팅 하드웨어 와이어 장소에 패드를 누릅니다. 플라스틱 또는 금속 기반의 재료는 오히려 더 쉽게 야생 동물에 의해 소기 천연 섬유 소재보다 사용되어야한다.
- 라인 맨과 아세테이트 기반의 실리콘 접착제와 수증기 투과성 방수 하우스 랩의 규격에 맞게 자르는 23 X 30cm 조각의 측면과는 거품 테스트 패드에 놓습니다. 방수 씰을 만들기 위해 나무에 집 랩의 가장자리를 누릅니다. 동안 접착제 세트 (그림 5)을 제자리에 고정하는, 나무와 집 랩의 주위에 나일론 꼬기 또는 플라스틱 코팅 하드웨어 와이어를 놓습니다.
- 두 가지의 최소 배치바람직하게는 점토의 양측에 각각의 테스트 트리에 테스트 패드. 각 사이트에서 컨트롤로 (분명 자연 규모의 침략에) 적어도 2 감염 나무에 시험 패드를 배치합니다. 이전 제어 나무의 테스트 패드를 배치하는, 회사는 브러시를 곤두 사용하는 모든 자연적으로 발생하는 규모의 곤충이나 알을 제거합니다.
주 : 계란 거품 패드는 또한 침입 레벨이 낮은 영역에서 특히 유용 할 수있는 사육 치수 계란의 목적 나무에 배치 될 수있다.
화분에 심은 묘목 또는 이식의 5. 스케일 저항 검사
- 테스트를 위해, 그들에 배치 된 적어도 2 개의 별도의 테스트 패드를 가질 정도로 키가 1cm (5cm 토양 라인 위에 캘리퍼스)의 최소 직경 화분에 심은 나무를 선택합니다. 필요한 경우 테스트 패드를위한 공간을 만들기 위해 작은 쪽 가지 치기.
- 150 계란을 계산하고 규격에 맞게 자르는 통해 그들을 흩어 해부 현미경을 사용하여 2.5 X 7.6 X 1.3 cm 오픈 셀 폴리에틸렌 파이프를 적신렌 거품 패드.
- 플라스틱 코팅 된 와이어를 사용하여, 나무 껍질에 계란 측과 모종에 폼 패드를 붙입니다. 다만 거품 위의 모종의 주위에 집 랩의 작은 사각형을 감싸고 (그림 6A 참조) 아세테이트 기반의 실리콘으로 밀봉.
- 컨트롤로 취약 모종의 가족이나 이식 알려진 포함한다.
6. 데이터 수집
참고 : 약 52-57주 테스트 나무에 폼 패드와 계란을 배치 한 후, 데이터를 수집 할 수 있습니다. 그것은이가 성인이 재현 할 수있는 능력을 판별 할 수 있도록 알을 낳기 시작했다 때까지 수행되지 않습니다하는 것이 중요합니다. 일부 저항 나무에 성인 적은 수의 확립 볼 드문되지 않습니다하지만 재생이 발생하지와.
- 조심스럽게 폼 패드를 제거하고 손으로 렌즈 나 돋보기 (10X)를 사용하여 껍질에 설립 된 성인 규모 곤충의 수를 계산합니다.
- 폼 패드가 제거 될 때, U 아니다거품 나무의 탈옥하는 일부 성인과 대부분의 계란 클러스터 ncommon (그림 7 참조). 해부 현미경을 사용하여 계란 클러스터와 폼 패드에 부착 남아있다 성인을 계산합니다.
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Representative Results
그림 6은 감수성의 다른 정도를 나타내는 저항 모종 (C)와 두 개의 취약 모종 (D, E)를 보여줍니다. 인공 감염 테스트를 설정 한 후 감염 성숙한 나무가 57주 모습의 예는 그림 (b)에 표시됩니다. 발포체가 얻어 트리로부터 박리되면 개각충 드물지가 아니며,도 7에 도시 된 바와 같이 남아 그들의 달걀 클러스터는 트리 폼 패드 모두로부터 데이터를 수집하는 것이 필수적이다 이유있는, 발포체에 붙어 .
그림 8은 두 개의 서로 다른 스탠드, 펜실베니아에있는 앨러 게니 국유림 (ANF)와 한 딩턴 주립 공원 (LSP)에있는 다른, 미시간에서 인위적으로 감염 나무에 100 계란 당 설립 성인 곤충의 평균 수를 보여줍니다. 두 스탠드는 BBD와 함께 각 스탠드에 만연 된 건강한 나무의 클러스터발 식별 (LSP 차단 및 ANF 강함)과 클론 DNA 분석 (데이터 미도시)을 기준으로 판정 하였다. BBD 감염되기 쉬운 나무의 클론 클러스터는 LSP에서 확인되었다 (LSP 감염되기 쉬운)하지만 ANF의 5 가지 감염 나무는 (ANF 감염되기 쉬운)을 사용 하였다. 내와 클론 클러스터 사이, DBH는 2.1-12.8 인치에 이르기까지와 다양한 크기. 8도 변화가 많이 취약 나무에 설립 된 성인의 수에가 있지만, 분명 차이가 취약하고 강한 나무 사이에 감지되는 것을 보여줍니다. 감염 나무에 대해 모두 내성 클러스터에있는 성인의 수가 적은 변화가 있었다. LSP 저항 클러스터의 일부 클론 성인의 작은 숫자가 있었을 때 ANF 저항 클러스터에서 테스트 한 12 클론, 아니 성인 없었다. 그러나, 두 사이트의 저항과 취약 나무의 평균과 표준 편차에 중복이 없었다.
바리 아LSP의 clonally 관련 나무에 인원수의 개수 (감수성 LSP)에 기 이러한 나무 클론없는 유전 다르다는 사실에도 불구하고 (ANF 감수성) ANF 감수성 나무에서 관찰보다 크다. 생존 능력 테스트 (데이터가 표시되지 않음)이 변화가 계란의 생존에 큰 차이로 인해하지 않습니다 나타냅니다. 변화는 유전 적 및 환경의 차이에 모두 가능성이 모든 테스트 사이트에서 참조 용으로 감염 통제의 중요성을 보여줍니다.
스케일이 사는 미국 너도밤 나무에서 규모 달걀의 그림 1. 컬렉션. . 심하게 규모 득실 거리는 미국 너도밤 나무. B. 붓 아래에 밀봉 저장 부대로 성인 규모의 곤충과 알을 솔질하는 데 사용됩니다.
성인과 다른 오염 물질 규모의 계란을 분리 체의 그림 2. 건설. 250 미크론 나일론 메쉬의 4 × 4 인치 사전 컷 광장 체를 형성하기 위해 2 "직경의 PVC 파이프의 4 인치 조각과 커플 링 사이에 위치 .
그림 3. 스케일 계란 (A) 전에 (B) 체질 후. 성인 규모의 곤충, 달걀, 파편. 혼합물은 나무. B에서 수집 한 후 해부 현미경 아래에서 본. 정제 된 알은 체를 통과 한 후 얻을.
그림 4. 계란 생존 능력 테스트. . B 부화 후 트랩 님프에 페트리 접시에 석유. 반지. 내가 않은 부화 달걀입니다. C의 오른쪽에있는 님프 형성한다. 부화 달걀 색과 사전 부화에 불투명 한 노란 계란에 반투명 상대적으로 가볍다.
그림 5. 분야에서 성숙한 미국 밤나무의 인공 감염. 계란 아래. B와 폼 패드에서 생성 된 과도한 습기를 방지하기 위해 아세테이트 기반의 실리콘으로 부착. 하우스 랩. 주택의 포장을 제거되었습니다 및 폼 패드의를 나타 내기 위해 52주 배치 후 다시 벗겨케일 식민지 아래이 취약 나무에.
그림 6. 화분 미국 너도밤 나무 모종의 인공 감염. . B. 하우스 랩 덮고 거품. C. 거품 방지 모종 56주 후 제거 줄기에 부착 된 계란 A. 거품, D. 취약 모종, E.와 매우 취약 모종. 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하세요 이 그림의.
두 개의 별도의 스탠드. 저항 나무 엘리 국립 산림, PA (ANF)와 딩턴 주립 공원에서 인위적으로 감염 나무에 설립 된 성인 곤충의 평균 개수의 그림 8. 비교는 MI (LSP)는 감염 제어 나무에 비교된다. 각 그룹에서 테스트 나무의 수는 아래의 괄호 안에 표시하고, 적용 100 계란 당 성인 카운트는 그룹 내의 모든 나무에 걸쳐 평균 하였다. 바는 m에서 하나의 표준 편차를 나타냅니다EAN.
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Discussion
이 분석의 성공을 위해 필요한 중요한 단계는 계란의 생존 능력 테스트 및 테스트를 각 사이트에서 민감한 컨트롤의 사용, 화분에 심는 재료를 수행 있습니다. 이는 트리 또는 모종 당 하나 이상의 테스트 패드를 사용하는 것도 중요하다. 우리는 필드와 화분에 심은 식물에 더 많은 제어 테스트에서 모두 오류의 잦은 소스 패드 실패 할 수 있다는 것을 발견했다. 예를 들어, 필드에, 심지어 물이 줄기는 나무의 한 쪽을 선호하고 테스트 패드의 손실이 발생할 수 아래로 흐르는, 과도한 습기를 방지하기 위해 집 랩 테스트 패드를 포함하는 우리의 수정과.
정확한 결과를 얻기 위해서는, 패드 밑에 트리 표면 및 폼 패드 자체를 모두 점수로 중요하다. 인원수와 달걀 클러스터 이외에, 스케일주기의 단 이동상 I 약충, 또한 관찰 될 수있다 형태라고. 결국 이러한 모바일 님프폼 II 요정이되고, 나무의 껍질에 자신의 먹이 탐침을 삽입합니다. 큰 성인보다 구형을 가지고있는 동안 님프의 두 가지 유형, 크기 및 작은 타원형 모양의 달걀 모양이 매우 유사합니다. 이 빨간 눈을 가지고 있으며, 이동 때문에 요정 형태는 달걀 구별하지만,이 운동은 매우 어려운 정확한 카운트를 받고 있습니다. 양식 II 요정 쉽게 손 렌즈 분야에서 데이터를 기록하거나 유리하지 현미경을 확대 특히, 계란에 대한 오해하실 수 있습니다. 이러한 이유로, 우리는 성인 우리가 발견 달걀 클러스터의 수는 우리에게 자립 치수 감염을 지원하는 테스트 트리의 재현 능력에 데이터를 제공 카운팅 추천합니다. 이전 작품은 성인 카운트가 높은 계란 클러스터 번호 9 상관 관계가있는 것으로 나타났습니다. 대부분의 경우 그것은 단지 성인을 계산하기에 충분할 수있다; 그러나, 우리는 성인이 할 수있는 몇 가지 사례를 관찰나무의 특정 유전자형에 설립,하지만 계란을 생산하지 않습니다. 재생하는 기능이 없으면, 스케일 감염이 나무에 지속 가능하지 않을 것입니다.
현장에서 수행이 분석의 예기치 않은 몰락 곰의 테스트 패드의 매력입니다. 프로토콜에 대한 미래의 수정은 곰에 덜 매력적 수 있습니다 재료를 사용하거나 서로 다른 높이에서 시험 패드를 배치에 초점을 맞추어야한다. 테스트의이 방법의 한계는 너도밤 나무 껍질 질병 확산의 위험을 피하기 위해, 이미 적어도 광 너도밤 치수 감염이없는 영역에서 사용되지 않아야한다는 것이다.
이 기법의 유틸리티는 사육 프로그램의 일부로서 부모의 성능을 평가하기 위해 사용될 수 있다는 것이다. 이러한 자손 규모 저항에 대한 엄격한 기준을 테스트를 위해 일반적으로 허용 따르는 하나의 성인 제로 예저항에 대한 기준으로 g 클러스터. 부모를 선택하는 지침을 사용하여 저항 자손의 비율은 오픈 수분 씨 (15)에 비해 상당한 개선을 약 50 %이어야한다. 그러나, 토지 관리 용도는 개각충의 로우 레벨을 지원 나무가 비교적 건강한 남아있을 수 있기 때문에 트리를 유지하기위한 덜 엄격한 조건을 사용하는 것이 바람직 할 수있다.
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Disclosures
저자는 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.
Acknowledgments
저자는 기꺼이 개발, 수정 및 저항과 너도밤 나무 규모의 곤충에 감염 될 수 있습니다 나무를 식별하기 위해 여기에 설명 된 프로토콜의 응용 프로그램을 지원 한 미국 산림청 산림 건강 보호 평가 모니터링 및 특별 기술 개발 프로그램의 자금 지원을 인정합니다. 우리는 또한 홀덴 수목원, 커틀 랜드에 감사하고, OH, 우리의 미국 너도밤 나무의 저항 검사 프로그램의 자신의 지속적인 협력과 지원을위한.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Nylon Mesh Sheet, 250 micron |  Small Parts |
CMN-0250-D | Mesh opening size: 250 microns square, % of open area: 34, thread diameter: 180 micron, width: 24”, Length: 12”, Package quantity: 1 |
| Tyvek Home Wrap | DuPont |
D1349991 | 9 ft x 150 ft roll, can ask for it to be cut in half. |
| Polyethylene foam, ½” thick | Columbus Foam Products |
2 ft x 50 ft roll | |
| MetroMix 510 | Sun Gro Horticulture |
2.8 cu. ft. bark, peat moss, vermiculite, bark ash, starter nutrient charge (with Gypsum), slow release nitrogen and dolomitic limestone. | |
| Osmocote Plus 15-9-12 | Everris |
E903206 | Standard 3-4 month release |
| Sight Savers 10X | Bausch & Lomb |
813434 | 10X magnification illuminated coddington |
| Nikon Mini Field Stereoscope | Nikon |
7314 | 20X magnification |
| Silicone II clear | GE |
159538 | 2.9 oz clear window & door caulk |
References
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