Summary
Qui, descriviamo la costruzione e l'uso di una galleria del vento per odore mediata saggi comportamentali con gli insetti. Il design di Galleria del vento facilita il rilascio di fonti di odore di diversi metodi, con e senza stimoli visivi. Esperimenti in galleria del vento sono importanti metodi per identificare le sostanze chimiche volatili comportamentale attive.
Abstract
L'olfatto è il più importante meccanismo sensoriale da cui molti insetti interagiscano con l'ambiente e una galleria del vento è un ottimo strumento per lo studio di ecologia chimica degli insetti. Gli insetti possono individuare le fonti di punto in un ambiente tridimensionale attraverso l'interazione sensoriale e sofisticato comportamento. La quantificazione di questo comportamento è un elemento chiave nello sviluppo di nuovi strumenti per il supporto di decisione e di controllo dei parassiti. Una galleria del vento con una sezione di volo adatto con flusso d'aria laminare, visual cues per feedback in volo e una varietà di opzioni per l'applicazione di odori può essere utilizzata per misurare il comportamento complesso che successivamente può consentire l'identificazione di attraente o gli odori repellenti, caratteristiche di volo dell'insetto, visual-odore interazioni e interazioni tra attrattivi e odori persistenti come gli odori di fondo nell'ambiente. Una galleria del vento ha il vantaggio di studiare l'odore mediata repertorio comportamentale di un insetto in una regolazione del laboratorio. Misure comportamentali in un ambiente controllato forniscono il collegamento tra la fisiologia dell'insetto e applicazione sul campo. Una galleria del vento deve essere uno strumento flessibile e dovrebbe supportare facilmente le modifiche per l'installazione e l'hardware per soddisfare domande di ricerca diversi. Il principale svantaggio per il setup di Galleria del vento descritto qui, è lo sfondo pulito odore che richiede particolare attenzione quando si sviluppa una miscela sintetica volatile per applicazione sul campo.
Introduction
Galleria del vento è uno strumento importante negli studi di ecologia chimica degli insetti che consentono prove di laboratorio delle risposte di volo dell'insetto di semiochimici. Rilasciando odori in un flusso di vento controllata, risposta comportamentale degli insetti a questi stimoli possa essere controllato direttamente da studiare il loro volo controvento verso la sorgente. L'olfatto è il più importante meccanismo sensoriale mediante il quale molti insetti interagiscono con loro ambiente biotico1. Insetti utilizzano odore indicazioni per trovare partner adeguati per l'accoppiamento. Allo stesso modo, usano mazzi di odore da risorse host per trovare cibo per se stessi, o la prole. Piante rilasciano odori floreali in combinazione con le ricompense di nettare e polline per garantire efficienza di impollinazione degli insetti. Tutti questi spunti volatili diffondono passivamente l'ambiente e gli insetti è necessario da identificare e interpretare la loro rilevanza individuale. Rilascio di sostanze volatili nell'ambiente, le molecole di viaggiano con il vento come filamenti, mantenendo la concentrazione iniziale per lunghe distanze sottovento, prima alla fine essere rotto e diluito di turbolenza e diffusione2. Insetti in grado di rilevare piccoli cambiamenti in volatile del segnale e dirigono il loro movimento controvento, verso la sorgente. Gli insetti visualizzano un comportamento di volo con picchi di bolina veloce quando in contatto con un odore attraente e casting lateralmente della perdita di delocalizzare l'odore del pennacchio3,4. La disposizione co-localizzata dei neuroni olfattivi in sensilli delle antenne degli insetti può facilitare le risposte comportamentali per l'inizio e la perdita di contatto Pennacchio con notevole alta risoluzione5 e attivare gli insetti distinguere tra simili molecole di odore proveniente da diverse fonti6. Feedback visivo mentre in volo, chiamato optomotor anemotaxis, è fondamentale per identificare la direzione del vento, oggetti e spostamento relativo2,7. Mediante l'uso di interazione sensoriale e comportamento sofisticato, insetti possono individuare fonti puntuali in un ambiente tridimensionale.
L'identificazione dell'insetto attrattivi e repellenti può avere alcuni importanti aspetti applicati. I feromoni sessuali (segnali intraspecifici) di molti parassiti insetti possono essere sintetizzati e rilasciati nell'aria di perturbare il comportamento accoppiamento8. Feromoni sia cairomoni (segnali interspecifici) possono essere utilizzato per il mass trapping, ottenere e uccidono nel monitoraggio trappole per dare informazioni dirette dello status dei parassiti. Repellenti per insetti, ad esempio per le zanzare9, inoltre possono essere studiate in galleria del vento analisi biologiche. Questi metodi gioca una parte importante della lotta integrata gestione sistemi e supporto decisionale per gli agricoltori.
Analisi biologiche di Galleria del vento, dove il repertorio di comportamento mediata odore di una specie può essere controllato, è un metodo potente per identificare potenziali nuovi strumenti per il controllo dei parassiti sostituire o ridurre l'impatto dell'uso di pesticidi.
Il ragionamento teorico dietro il design di Galleria del vento è accuratamente descritto di10. Qui, descriviamo la costruzione della galleria del vento, applicazione di odore e comportamento di volo che è stato utilizzato in diversi esperimenti per determinare il protocollo di analisi biologica di Galleria del vento. La Galleria del vento (Figura 1) Nibio (Ås, Norvegia) è realizzata in policarbonato trasparente antigraffio. L'arena di volo è alta 67 cm, larghezza 88 cm e 200 cm di lunghezza. Davanti all'arena di volo, c'è una sezione aggiuntiva in policarbonato, lungo 30 cm. Questa parte della galleria del vento serve come una sezione di utilità per l'applicazione di odori. Se le sostanze volatili entrare in contatto con il policarbonato alloggiamento nell'arena di volo, può essere più tardi ripubblicati e contaminare tra le sessioni. Su ciascuna estremità della sezione Utilità, quindi c'è una griglia di metallo perforata. Entrambe le griglie limitano il flusso d'aria e creare una leggera sovrappressione sul lato sopravento. Conseguente aumento del flusso laminare sul lato sottovento. La griglia di bolina è fatto da una lamiera forata con fori 8 mm uniformemente dispersi in tutta la sezione trasversale del traforo per fornire 54% di area aperta. La griglia sottovento ha fori di 3 mm e un 51% di area aperta. Questo riduce la turbolenza e garantisce che l'odore viaggi centralmente tutta la lunghezza del campo di volo del pennacchio. Il pennacchio odore avrà la forma di un cono stretto e possa essere visualizzato mediante l'uso di fumo. Il piano del volo arena, plastica o carta cerchi di diverse dimensioni (da 5 a 15 cm di diametro) sono disposti a fornire un feedback visivo di insetti durante il volo. C'è una porta di accesso di 25 di 50 cm sul lato sopravento dell'arena volo e nella sezione utilità. Tra la fine sottovento dell'arena volo e la sezione di filtro di scarico, c'è una area aperta di 60 cm per la movimentazione dell'insetto. Questa zona di accesso è coperta sui lati con un tessuto di 0,8 mm a maglie per evitare gli insetti fuga nella stanza.
L'aria è estratta nell'alloggiamento del filtro prima da un ventilatore. L'aria passa attraverso un filtro di polvere prima di essere purificato da 24 filtri a carboni attivi ad alta capacità e rilasciato nel tunnel. L'aria in uscita del tunnel viene passato attraverso un alloggiamento filtro simili prima di essere rilasciato nuovamente dentro la stanza. Potrebbe essere vantaggioso per l'aria verso l'esterno dell'edificio attraverso una cappa di scarico. I tifosi su entrambi gli alloggiamenti filtro vengono eseguiti con flusso uguale. Entrambi appassionati di possiedono un dimmer switch continuo e sono tarati a diverse velocità del vento utilizzando un misuratore di portata. La velocità dell'aria dipende dalla specie testate. cm 30 s-1 è spesso un buon punto di partenza. Per piccoli insetti, la velocità dell'aria ideale può essere ridotta e forte Flyer e la verlocità relativa può essere superiore per aumentare la distanza di volo relativo.
La camera di Galleria del vento facilita il controllo di temperatura, umidità e intensità della luce. Strisce di LED sono posizionati dietro un riquadro di poly(methyl methacrylate) opaca di 3 mm per creare una fonte di luce diffusa sopra e dietro l'arena di volo. Due fonti di luce possono essere controllate in modo indipendente.
Applicazione di odore può essere realizzato con diversi mezzi. Generalmente, gli odori vengono rilasciati il flusso d'aria al centro dell'estremità sopravento dell'arena volo. In base alle domande di ricerca a portata di mano, il punto di rilascio possa essere esposti o coperto. Un cilindro di vetro (diametro di 10 cm, 12,5 cm di lunghezza) con una rete metallica (2 × 2 mm maglia taglia) sul lato sottovento visivamente può bloccare la fonte degli odori e allo stesso tempo servire come una piattaforma di atterraggio per gli insetti. In molti esperimenti, una piattaforma di vetro orizzontale può essere utilizzata per la presentazione delle fonti di odore, o segnali visivi vicino al punto di rilascio. C'è anche la possibilità di rilasciare due odori allo stesso tempo, fianco a fianco, per facilitare le analisi scelta. I punti di rilascio sono quindi posizionati 20 cm tra loro e i pennacchi odore si sovrappongono a metà strada lungo il tunnel. La scelta può quindi essere identificata da cui pennacchio l'insetto sta seguendo controvento.
Il design di Galleria del vento facilita numerosi metodi di rilascio volatili. Ad esempio, può essere rilasciato un odore specifico davanti a un odore di sfondo come emesso da un raccolto pianta11,12. Inoltre, diversi stimoli visivi possono essere testato13,14. La messa a punto sperimentale deve essere adattato ad ogni domanda di specie e di ricerca.
Fonti di odore naturale, quali parti della pianta e odori sintetici dai dispenser possono essere introdotto direttamente nel campo di volo. Per isolare i comportamenti di odore mediata da visual, la fonte degli odori può essere coperto o sostanze volatili trasportati nell'arena volo tramite un rifornimento di aria di carbone laboratorio filtrata dall'esterno. La fonte degli odori è quindi limitata ad un barattolo di vetro e l'aria viene spinta attraverso il vaso in galleria del vento tramite tubi di Teflon e tubi di vetro. La verlocità relativa al punto di rilascio deve corrispondere la velocità del vento nell'arena.
Per rilasciare odori a rapporti di miscela specifica, può essere utilizzato uno spruzzatore. Lo spruzzatore è un ultrasonico dell'ugello con una punta conica e un microbore inserito per facilitare un flusso liquido a 10 µ l min-1. L'ugello è collegato ad un generatore di ultrasuoni a banda larga e funziona a 120 kHz. Una pompa a siringa sta spingendo il campione di odore nell'ugello spruzzatore. Tubazione di gas fluorurati etilene propilene (FEP) con diametro interno mm 0,12 è collegare la siringa da 1 mL tenuta di gas e l'ugello. Adattatori di tubi che si gonfiano in etanolo e ridursi in aria, facilitare stretto raccordo con nessun volume interno. La dimensione delle goccioline di aerosol generata dalla vibrazione dell'ugello è frequenza dipendente e dipende il solvente specifico utilizzato. Le piccole goccioline evaporano e sono portate verso il basso la Galleria del vento come sostanze volatili. Esistono anche altri disegni di spruzzatore e una versione più economica che utilizza un piezo guidato vetro capillare fornisce una soluzione simile15.
Miscele sintetiche o collezioni di spazio di testa possono essere utilizzati con lo spruzzatore. I campioni vengono diluiti con etanolo puro alla concentrazione desiderata. Con collezioni di volatili, il campione può essere diluito per riflettere il tempo di raccolta. Ciò significa che una collezione di volatile campionata oltre 3 h deve essere diluita a 1800 µ l, che in un comunicato dallo spruzzatore a 10 µ l min-1 è pari a 3 h.
L'identificazione del comportamento di volo può essere fatto direttamente da osservazione manuale o da analisi post-hoc dei video. Il volo orientato dovrebbe essere distinto dal volo casuale. Odore mediata comportamento possa essere riconosciuto dalle seguenti caratteristiche: volo a zig-zag attraverso l'odore del pennacchio, volo dritto controvento quando all'interno il pennacchio, e looping indietro se il contatto con il pennacchio viene perso. Al momento della perdita di un pennacchio di attraente, gli insetti possono anche iniziare a zig-zag con l'aumento di archi di riconnettersi al pennacchio perso3,4. Questo comportamento è fondamentale in un ambiente di campo dove gli insetti seguendo un odore attraente bisogno di affrontare la turbolenza e spostando le direzioni del vento. Il modello di volo non è uniforme e varia a seconda degli ordini dell'insetto. Ad esempio, volantini forte come mosche carnarie hanno un orientamento controvento più velocemente con più ampio modello di colata di falene, e per facilitare un percorso relativo volo più lungo è necessario aumentare la velocità del vento.
Il volo di un insetto può anche essere filmato. Con una singola telecamera, caratteristiche di volo semplice possono essere descritto da tracciare le coordinate y di x16. Utilizzando due telecamere con acquisizione sincronizzata, il volo 3D può essere ricostruito utilizzando un software esterno17. La pista di volo possa poi essere analizzata per dare informazioni sulla distanza, gli angoli di volo rispetto alla direzione del vento, la velocità di volo e i dettagli circa le caratteristiche di volo in relazione il pennacchio di odore. Ci sono software disponibile che consentono il tracciamento automatico di fotogramma per fotogramma e attrezzature personalizzate e commerciali. I telai di calibrazione dovrebbero essere utilizzati per fare riferimento spazio del mondo reale, e lenti grandangolari rettilineo devono essere utilizzati per ridurre al minimo la distorsione della lente. Cura dovrebbe essere presa per ridurre il rumore di sottofondo visual, ad esempio bordi e gli angoli nell'arena di Galleria del vento e massimizzare insetto alla discriminazione di sfondo. Utilizzando una sorgente di luce a infrarossi, la riflessione (ad es., dalle zanzare nocturnal) può essere filmato con monocromatica CCD telecamere17.
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Protocol
1. preparazione dei tubi di vetro
- Preparare i tubi di vetro (ad es., 2,8 cm di diametro, lungo 13 cm) e chiudere un'estremità con un tappo a scatto in plastica.
- Separare i tubi di vetro con un massimo di 10 insetti e coprire l'estremità rimanente con garza utilizzando un nastro di gomma. Consentire gli insetti acclimatare alla temperatura, condizioni di luce e umidità della stanza Galleria del vento per almeno 2 h.
Nota: Il numero di insetti all'interno di ogni tubo dipende la domanda di specie e di ricerca.
2. preparazione delle fonti di odore
- Protocollo di spruzzatore.
- Riempire la siringa da 1 mL tenuta di gas con una collezione di headspace diluito o un mix di odore sintetico.
Nota: Il contenuto del headspace diluito o mix di odore sintetico dipende dalla domanda di ricerca e specie dell'insetto. In generale, le concentrazioni utilizzate dovrebbero corrispondere ai tassi di rilascio naturale della fonte autentica degli odori. - Collegare la punta della siringa per la tubazione di FEP utilizzando tubi adattatori e inserire la siringa nella pompa a siringa.
- Avviare la pompa a siringa.
- Avviare il generatore di ultrasuoni a banda larga.
Nota: Il rilascio dell'aerosol dallo spruzzatore può essere confermato puntando una torcia luce da sotto il punto di rilascio. - Tra i trattamenti per pulire l'interno dei tubi e ugelli, eseguire lo spruzzatore con etanolo al 96% per un minimo di 10 min. Utilizzare una siringa diversa, dedicata a etanolo puro, per tutte le pulizie.
- Dopo l'uso, pulire le siringhe e la punta dell'ugello con etanolo al 96%.
- Riempire la siringa da 1 mL tenuta di gas con una collezione di headspace diluito o un mix di odore sintetico.
- Protocollo di origine di autentico odore.
- Inserire le fonti di odore autentico in galleria del vento o in un vaso di raccolta headspace 2 L.
- Collegare il vaso di raccolta spazio di testa al flusso d'aria di laboratorio e rilasciare in galleria del vento.
Nota: Pianta raccogliere materiale come chiudere all'inizio degli esperimenti possibili e prevenire l'avvizzimento inserendo l'estremità tagliata in un piccolo flacone con acqua. La quantità e tipo di materiale vegetale o altra fonte di odore autentico, dipende dalla domanda di ricerca e specie dell'insetto.
- Posizionare il tubo di vetro con il insect(s) su un supporto 180cm sottovento dalla fonte di odore/visual e 30 cm da terra. L'estremità livellata deve puntare controvento.
3. il protocollo a partire
- Utilizzare due telecamere per catturare due diversi punti di vista. Montare le telecamere sopra l'arena di volo e angolata per catturare due diversi punti di vista.
- Aprire il tappo.
- Avviare il timer.
Nota: Diverse specie richiedono tempi diversi per rispondere, ad es., la falena di frutta di apple (Argyresthia conjugella) risponderà entro 4 o 5 min11, ma la falena grapewine (Lobesia botrana) richiedono fino a 20 min a rispondere 18. - Osservare il modello di volo e prestare particolare attenzione alle caratteristiche di volo e orientamento controvento. Punteggio ottenuto le prestazioni di volo in base alle categorie comportamentali predefinite, ad es., decollo, volo volo orientato sopra una distanza corta (minimo 20 cm), orientato su distanza maggiore (< 5 cm dalla sorgente) e l'atterraggio.
Nota: Le riprese e tracking 3D utilizzando due telecamere utilizzabile per dare informazioni più dettagliate sulle caratteristiche di volo. In generale, le telecamere sono montate sopra l'arena di volo e angolate per catturare due diversi punti di vista. - Raccogliere gli insetti atterraggio sulle pareti della galleria del vento, fuori il pennacchio di odore e sostituire indietro sul supporto.
Nota: Gli insetti possono essere dato una possibilità di rispondere agli odori con volo di bolina e non sostituito. - Cambiare per pulire vetro hardware tra i trattamenti.
Nota: Controllo frequenti trattamenti devono essere eseguiti per identificare fonti di possibile contaminazione. - Gli insetti con CO2 o di congelamento dopo gli esperimenti di eutanasia.
Nota: A seconda della domanda di ricerca, le femmine possono essere segnate per lo sviluppo dell'uovo o ispezionate visivamente per verificare la condizione di ali o antenne.
4. pulizia
- Lavare tutti i componenti hardware in metallo e vetro con etanolo e acqua e lasciare fino a secco.
- Riscaldare tutto l'hardware in metallo e vetro a 300 ° C per 6 h rimuovere i contaminanti.
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Representative Results
Mosche carnarie risponde fortemente agli odori da animali morti che rappresenta un substrato di crescita larvale effimera19,20. Utilizzando topi morti come una fonte di odore naturale, abbiamo studiato i dettagli del comportamento di volo di 15 giorno vecchio, accoppiata femminile c. vicina, con o senza, un stimoli visivi accanto l'odore release punto13. Per eliminare il segnale visivo naturale, abbiamo usato il sistema del vaso di vetro sopra descritto. Con una velocità del vento di mosche carnarie-1 s di 30cm visualizzata, più di 80% decollo e comportamento di volo orientato alla fine sottovento della galleria del vento e più del 60% di loro avanzata con movimento controllato e orientato nella parte sopravento del tunnel ( Figura 2). Non c'era effetto significativo del segnale visivo sul comportamento di volo orientato. Tuttavia, per visualizzare in modo efficiente l'intera gamma di comportamenti che, in condizioni naturali, mosche carnarie fornirà l'opportunità di depositare le uova su una carcassa (decollo, volo orientato e atterraggio), un'aggiunta di un segnale visivo è necessario contrassegnare l'odore origine. L'uso di un segnale visivo aumentato significativamente gli sbarchi alla fonte dal 14% al 40%. Questa semplice estrazione di una galleria del vento più grande esperimento13 illustra la necessità per un resoconto completo delle modalità sensoriali utilizzato nel percorso della risorsa da insetti, e si vede che informazioni espanse per quanto riguarda comportamento possono rafforzare i risultati e successivamente consentire conoscenza in più per essere estratta da ogni esperimento.
Per rispondere a quali spunti volatile la falena di pisello sta usando per trovare una pianta ospite adatto per la deposizione delle uova, abbiamo studiato l'orientamento controvento di 5-7 giorno vecchio accoppiato femmine verso piante di pisello nelle diverse fasi fenologiche (foglia, gemma, fiore, pod) nella galleria del vento14 . Velocità del vento era cm 30 s-1, intensità luminosa 1000 lux, temperatura 20-22 ° C e U.R. 60-70%. Abbiamo usato una combinazione di stimoli visivi ed olfattivi posizionando le piante viventi direttamente in bolina fine dell'arena Galleria del vento e confrontando la risposta comportamentale con gli estratti di headspace corrispondente. Abbiamo provato anche una miscela sintetica di dieci sostanze volatili di pianta di pisello attivo antennaly. La risposta comportamentale della falena pisello (Figura 3) ha mostrato che le femmine accoppiate erano molto più attratte da piante di pisello con fiori (58%) e gemme (52%) rispetto a piante di pisello in foglia (10%) o la fase di pod (24%). Risposte simili sono state osservate utilizzando lo spazio di testa corrispondente estratti. Le femmine accoppiate sono stati più attratte l'headspace estratti ottenuti da piante di pisello di fioritura (56%), seguite da piante di pisello con i germogli (42%), e basse risposte sono state registrate per il pod (28%) e la fase di foglia (10%). Prova una miscela syntheic spruzzato di dieci sostanze volatili antennaly pisello attivo come stimoli, ha provocato una risposta di atterraggio del 34%.
I risultati mostrano il legame tra host pianta fenologia e il corrispondente pianta odore, come pure il suo impatto sul comportamento dei accoppiato c. nigricana femmine. Le femmine accoppiate hanno una chiara preferenza per le piante di pisello durante lo sviluppo del fiore e il profilo di odore associato è cruciale per la posizione dell'host. Inoltre, questo esperimento sta mostrando che accoppiato nigricana c. le femmine possono distinguere diverse fasi fenologiche delle piante di pisello quando solo volatili spunti di rilevamento. Integrazione sensoriale è importante per la posizione dell'host e può aumentare la capacità di percepire differenze minori, particolarmente in femmine13,21,22. Tuttavia, in questo esperimento di Galleria del vento, le risposte di atterraggio headspace estratti da piante di pisello di fioritura (56%) senza la presenza di segnali visivi erano lo stesso come le risposte alla pianta reale (58%). La somiglianza tra estratti headspace piante unici e reale implicano che l'odore è lo spunto di pianta ospitante fondamentali per accoppiato c. nigricana femmine.
Una delle principali sfide durante lo sviluppo di kairomone esche da saggi comportamentali di Galleria del vento, sta traducendo il mix finito nell'ambiente campo. Galleria del vento ha un background di odore pulito, considerando che le condizioni del campo sono permeate da odori dalla vegetazione circostante che possono alterare le informazioni chimiche.
Esperimenti in galleria del vento sono stati eseguiti con femmine di campo raccolto presso la velocità del vento di cm 30 s-1, intensità della luce di 5 lux, temperatura di 19-20 ° C e con un'ur del 55-65%. Gli esperimenti con e senza odori di sfondo aiutati nello sviluppo di un'esca di campo basata vegetale volatile per la falena di frutta mela Argyresthia conjugella11. I risultati mostrano che i dispenser di odore con un complesso si fondono (7 componenti) e una miscela semplice (2 componenti) hanno simili bolina attrazione quando presentati da soli su uno sfondo pulito (Figura 4A). In un'analisi della scelta, tuttavia, con i dispenser di campo incorporati in uno sfondo di volatili di apple, le femmine di falena frutta apple preferito che il complesso ma non il semplice miscela (Figura 4B).
I risultati mostrano che la complessità della miscela è un giocatore chiave per superare l'influenza di sfondo della pianta e che l'interazione di sfondo deve essere considerato quando si sviluppano cairomoni per uso sul campo.
Figura 1. Disegno schematico della galleria del vento si trova come NIBIO, Ås - Norvegia. Galleria del vento è collocata in una camera climatizzata. Il flusso d'aria viene filtrato dai filtri al carbone attivo, prima e dopo l'applicazione di odore e quindi viene fatto circolare nella stanza. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Nella figura 2. Media percentuale risposta comportamentale (±SE) di Calliphora vicina a fonti di odore naturale con e senza stimoli visivi. Gli stimoli di odore era confinata a un barattolo di vetro e introdotto nella galleria del vento di un flusso di aria filtrata carbone di legna. Questa figura è stata modificata da [Aak, r. & Knudsen, differenze del sesso K. (2011) olfatto-mediata dell'acuità visiva in mosche carnarie e le sue conseguenze per il genere-specifico trapping. Entomologia Experimentalis et Applicata 139 25-34]. Differenze significative sono identificate da t-test (livello di significatività: p = 0,05) su un totale di 50 mosche al trattamento sperimentale, con le medie basate sulla percentuale di responder tra 10 mosche testati su cinque distinti giorni. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Nella figura 3. Percentuale di risposta (±SE) di atterraggio di Cydia nigricana di piante di pisello in diverse fasi fenologiche, raccolta corrispondente spazio di testa e una miscela di volatile sintetica di 10 composti attivi antennaly. Spazio di testa e la miscela sintetica è stato rilasciato da uno spruzzatore ad ultrasuoni. Il materiale vegetale è stato disposto direttamente nell'arena volo. Questa figura è stata modificata da [Thöming, G., Sylvan, H. R., Saucke, H. & Knudsen, K. (2014) Pisello vegetale volatiles guida host posizione comportamento nella falena di pisello. Interazioni di artropodi-pianta. 8 (2), 109-122]. Differenze significative sono identificate mediante ANOVA (livello di significatività: p = 0,05). Per tutti i trattamenti, sono state testate almeno 50 femmine e la falena aveva 6 min per rispondere all'odore. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Nella figura 4. Percentuale Argyresthia conjugella avvicinando attrattivi complessi e semplificata (< 5 cm). (A). Upwind attrazione per distributori di campo senza lo sfondo. (B). Upwind attrazione per distributori di campo incorporati in background volatili pianta. Questa figura è stata modificata da [Knudsen, G. K. & Tasin, M. (2015) Spotting gli invasori: un sistema di monitoraggio basato su sostanze volatili pianta a previsioni apple frutta falena attacchi in frutteti di mele. Base e applicata ecologia 16 (4), 354-364]. Differenze significative sono identificate mediante ANOVA (livello di significatività: p = 0,05). Per tutti i trattamenti, sono state testate almeno 45 femmine e la falena ha avuto 5 minuti per rispondere all'odore. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
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Discussion
Galleria del vento è uno strumento utile per identificare gli odori sia attraenti e repellenti per molti insetti4,9. Con buona conoscenza della ecologia, biologia e comportamento dell'insetto ha studiato, le sue caratteristiche di volo possono essere facilmente identificati e le condizioni ambientali, velocità del vento, stimoli visivi e applicazione di odore può essere adattati. È consigliabile quando si inizia con una nuova specie, di mettere a punto i parametri wind tunnel utilizzando l'origine più attraente possibile. Con cairomoni, questo è materiale di pianta di solito vivono ospite o una fonte di cibo naturale e con i feromoni, una gabbia chiamata femminile o maschile (a seconda l'insetto ha studiato). Per identificare i repellenti, c'è anche una necessità per una fonte interessante su cui misurare l' antagonismo9. Questi risultati iniziali si servirà anche come base per ulteriori sperimentazioni.
Le dimensioni di Galleria del vento dovrebbero essere considerate per dare spazio alla libera circolazione e visualizzazione delle caratteristiche di volo innata. Con forte volantini e grossi insetti, arene grande volo possono essere necessari. Per gli insetti più piccoli può essere utilizzata una porzione dell'arena. La velocità del vento può essere specifica per l'insetto specie studiate e deve essere regolato per adattarsi alla capacità di volo. Con tutti gli odoranti, ma in particolare con i feromoni cura dovrebbe essere presa per evitare la contaminazione e frequente controllo trattamenti dovrebbero essere fatti per evitare conclusioni false.
Filtri al carbone attivo fornirà una tela bianca per l'applicazione degli odori desiderate. Ma potrebbe esserci un rovescio per pulire condizioni di laboratorio, perché gli odori naturali sfondo possono interagire con il campo sviluppato dispenser11,23. Traducendo la Galleria del vento di miscele di sostanze volatili onnipresente per le condizioni del campo può essere quindi meno dritto in avanti e le opzioni per includere sfondo odori nella galleria del vento dovrebbero essere considerati. Con i feromoni, che sono sostanze volatili distinti, la traduzione a condizioni di campo sono un problema minore. Questo vale anche per volatili da risorse rare, come cadavere cairomoni utilizzata da Calliphorid Vola24.
Lo spruzzatore è un ottimo strumento per il rilascio di sostanze volatili a concentrazioni note e rapporti di miscela. Lo spruzzatore elude il problema di calcolare i tassi di rilascio che si trasforma rapidamente complicato. Spazio di testa spruzzato, è facile confrontare l'efficienza di un insieme di volatili headspace confrontando l'attrazione di piante viventi e materiali vegetali intatto. Il contenuto in volatili collezioni possa essere identificato con un gas-cromatografo accoppiato ad uno spettrometro di massa. Lo spruzzatore utilizza un solvente campione diluito. Il solvente può interagire con prestazioni di volo dell'insetto e cura deve essere presa per identificare l'impatto. L'etanolo è un attrattivo per alcune specie di insetti, ad es., xilofago coleotteri25. Come le funzioni di spruzzatore di vibra a frequenze ultrasoniche, si dovrebbe anche prestare attenzione a considerare la risposta anti-predatoria su determinate specie in grado di rilevare i pipistrelli26.
Attrazione di insetti striscianti potrebbe anche essere testati in una galleria del vento27. Una piattaforma rialzata, parallela a e nel centro del pennacchio odore potrebbe quindi essere montata all'interno l' arena28. Tuttavia, si dovrebbe prestare particolare attenzione a gestire i problemi di contaminazione.
Galleria del vento può anche essere un potente strumento per convalidare soluzioni biotecnologiche, come uno studio su geneticamente Vitis vinifera piante con kairomone alterato rapporto di emissione e corrispondente L. botrana attrazione ha mostrato29. Estratti di piante transgeniche, spazio di testa e miscele sintetiche sono stati testati per L. botrana attrazione nella galleria del vento e attrazione ridotta rispetto agli impianti di controllo di V. vinifera29ha provocati.
Esistono, tuttavia, alcune limitazioni all'uso di gallerie del vento che devono essere considerate attentamente in ogni caso particolare. Come insetti normalmente vengono utilizzati in campo solo una volta, specie con tempo di lunga generazione è meno ideale per esperimenti di Galleria del vento. Rosso specie elencate possono anche essere controverso per testare in studi comportamentali di laboratorio. Tuttavia, gli insetti parassiti, per cui c'è un notevole bisogno di esche attraente, di solito hanno tempo di generazione breve e un numero sufficiente può essere acquisito da raccolta di campi o un protocollo di allevamento.
Galleria del vento ha certamente il suo posto in studi comportamentali ecologia chimica. Può essere costruito in vari modi, a seconda del budget, e funzionalità possono essere aggiunti per adattarsi con varie domande di ricerca. Galleria del vento ha il vantaggio di consentire osservazioni e misurazioni del comportamento di volo dell'insetto responses to gli odori e altri stimoli sensoriali.
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Disclosures
Nessuno
Acknowledgments
Tasin M. è stata sostenuta dal Consiglio di ricerca svedese per lo sviluppo sostenibile (Formas, Grant 2013-934).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Flight arena | any | NA | Construct to fit the filter housing |
| Filter housing x 2 | Camfill Farr | Contains the dust and charcoal filters | |
| Fan x 2 | Fischbach | Model D640/E35 | Silent fan with continous dimmer switch |
| Perforated grids | any | NA | Two different open areas are needed, e.g. 54 and 51% |
| Flowmeter | Swema air | Swema air 300 | Identifying the wind speed |
| Ultrasonic sprayer | SonoTek | Sprayer nozzle with conical tip and inserted microbore | |
| Broadband ultrasonic generator | SonoTek | Function generator | |
| Syringe pump | CMA microdialysis | CMA 102 | Liquid delivery |
| FEP tubing | CMA microdialysis | 0.12 mm inner diameter | |
| Tubing adaptors | CMA microdialysis | Connectors for zero internal volume | |
| Gastight syringe | any | NA | 1000 µL syringe for headspace collections and synthetic blends |
| Gastight syringe | any | NA | 1000 µL syringe for cleaning sprayer |
| Torch | any | NA | Small light source for checking sprayer release |
| Timer | any | NA | Timer with alarm function |
| Holder for insect release | any | NA | Metal construction |
| Lighting | any | NA | LED is preferable due to low heat production |
| Moisturiser | any | NA | Size depends on volume of wind tunnel room |
| Temperature control | any | NA | Temperture range depends on species |
| Glass tubes | any | NA | Tubes (2.8 cm diameter, 13 cm long) for insects |
| Snap cap | any | NA | Snap cap that fits the glass tube |
| Gauze | any | NA | Fabric to close the glass tube |
| Rubber band | any | NA | To hold gauze in place |
| Glass cylinder | any | NA | Cylinder for odour containment and landing platform (10 cm diameter, 12.5 cm long) |
| Glass jars | any | NA | Glass jars for dynamic headspace collection |
| Connectors and tubes | any | NA | Tubes and connectors depends on type of glass jars |
| Air supply | any | NA | From laboratory air or bottles |
| Charcoal filters | any | NA | For cleaning the outside air sypply |
| Vial | any | NA | Small vial with water to keep plant material fresh |
| Oven | any | NA | Heat metal and glassware to 300 degrees to decontaminate |
References
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