Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Environment
Click here for the English version

Environment

منهجية لاختبار عوامل المكافحة والمبيدات الحشرية ضد حفار التوت القهوة Hypothenemus hampei

Published: March 23, 2022 doi: 10.3791/63694
Automatic Translation
1, 1, 1, 1
1Department of Entomology, National Coffee Research Center

Summary

تم تطوير طريقة باستخدام ثمار البن الأخضر (GFs) لاختبار سمية المبيدات الحشرية ضد حفار التوت القهوة (CBB). تم تطبيق المبيدات الحشرية أو المواد السامة على GFs المطهرة قبل أو بعد الإصابة ب CBB. تم تقييم وفيات الحشرات وطاردها والقدرة على الإنجاب ، بالإضافة إلى معايير أخرى.

Abstract

قبل التوصية بالمبيدات الحشرية لعلاج حفار التوت البن (CBB) Hypothenemus hampei ، من المفيد معرفة معدل وفيات وصد هذه المبيدات الحشرية ضد الحشرات البالغة أو تأثيرها على الإنتاج التناسلي. ومع ذلك، فإن الأساليب المتاحة حاليا تقيم وفيات البالغين فقط، مما يحد من اختيار المبيدات الحشرية الجديدة ذات طريقة عمل مختلفة. في هذا العمل ، تم فحص طرق تجريبية مختلفة لتحديد الآثار المتنوعة على مصرف البحرين المركزي في ظل الظروف المختبرية. لهذا ، تم جمع ثمار البن الأخضر (GFs) وتطهيرها عن طريق الغمر في محلول هيبوكلوريت الصوديوم متبوعا بالأشعة فوق البنفسجية. في موازاة ذلك ، تم تطهير البالغين CBB من مستعمرة عن طريق الغمر في محلول هيبوكلوريت الصوديوم. لتقييم حماية الفاكهة (ما قبل الإصابة) ، تم وضع الثمار في صناديق بلاستيكية ، وتم تطبيق المبيدات الحشرية. بعد ذلك ، تم إطلاق سراح البالغين من مصرف البحرين المركزي بمعدل اثنين من CBB لكل GF. وتركت هذه المراكز المالية العامة في ظل ظروف خاضعة للرقابة لتقييم الإصابة بمصرف البحرين المركزي وبقائه على قيد الحياة بعد 1 و7 و15 و21 يوما. لتقييم فعالية المبيدات الحشرية بعد الإصابة ب CBB (بعد الإصابة) ، تم إطلاق البالغين CBB إلى GFs بنسبة 2: 1 لمدة 3 ساعات عند 21 درجة مئوية. تم اختيار الفواكه الموبوءة التي تظهر البالغين في CBB مع بطونهم المكشوفة جزئيا ووضعها في رفوف 96 بئرا ، وتم التعامل مع CBBs المملة في الثمار مباشرة. بعد 20 يوما ، تم تشريح الثمار ، وتم تسجيل المراحل البيولوجية CBB داخل كل فاكهة. كانت GFs بمثابة ركائز تحاكي الظروف الطبيعية لتقييم المبيدات الحشرية السامة والكيميائية والبيولوجية ضد CBB.

Introduction

تم اكتشاف حفار التوت البن (CBB) ، Hypothenemus hampei ، لأول مرة في عام 1988 في كولومبيا وأصبح منذ ذلك الحين أهم أنواع الآفات في محصول البن. تترك إناث CBB فاكهة الولادة المخصبة بالفعل ، بحثا عن ثمار جديدة تسترشد بالمواد الكيميائية المتطايرة التي تنبعث منها 1,2. يتم تحقيق دورة كاملة في غضون 23 يوما3 عند درجة حرارة 25 درجة مئوية. تبدأ الدورة مع الأنثى المؤسسة التي تخترق البذور وتضع البيض في السويداء الفاكهة. اليرقات المغلقة تأكل البذور. إذا تم تشريح الثمار في هذه المرحلة ، فسيكون من الممكن مراقبة كل من الأنثى المؤسسة وذريتها. بعد 14 يوما ، تصبح اليرقات شرانق بشكل عام ، وتستمر مرحلة الشرانق 5 أيام. في مرحلة البلوغ ، تتزاوج الإناث مع أشقائهن ، وتطير الإناث المخصبات حديثا بعيدا عن الثمار التالفة بحثا عن ثمار قهوة جديدة لبدء دورة جديدة4.

كل من عملية الاختراق ونتيجة تغذية اليرقات تلحق الضرر ببذور القهوة ، مما يقلل من جودة مشروب القهوة ويقلل بشكل كبير من الإيرادات ؛ تعتبر الإصابة بنسبة تزيد عن 5٪ في مزارع البن عموما العتبة الاقتصادية.

وتستند مكافحة مصرف البحرين المركزي إلى استراتيجية الإدارة المتكاملة للآفات، بما في ذلك المكافحة الثقافية والممارسات الزراعية، والعوامل البيولوجية الطبيعية، واستخدام المبيدات الحشرية الكيميائية، الأمر الذي يتطلب شروط السلامة والتطبيق في الوقت المناسب4.

ولتقييم المبيدات الحشرية الجديدة لرقابة مصرف البحرين المركزي، هناك حاجة إلى منهجيات منخفضة التكلفة تسمح بالحصول على نتائج سريعة. يتم حاليا استخدام كل من الإجراءات المختبرية والميدانية ، بما في ذلك الوجبات الغذائية الاصطناعية التي تحتوي على القهوة التي يتم فيها دمج المبيدات الحشرية 5,6 ، أو رش المبيدات الحشرية على قهوة الرق الجاف 7,8,9. وبالإضافة إلى ذلك، أبلغ عن تجارب أجريت في الميدان باستخدام أغصان أشجار البن المغطاة بأكمام حشرية10,11؛ ومع ذلك ، تتطلب هذه الأساليب عمالة مكثفة وفترات تقييم طويلة.

حالة تشبه الظروف الميدانية الطبيعية ، والتي هي أيضا سريعة وغير مكلفة ، هي استخدام ثمار القهوة الخضراء أو الناضجة. ومع ذلك ، يجب الحفاظ على هذه الثمار في ظل ظروف مناسبة لتطوير CBB ، وتجنب التعديلات والملوثات من قبل الكائنات الحية الدقيقة للحفاظ على جودتها وخصائصها. تحقيقا لهذه الغاية ، تم استخدام مطهرات مختلفة ، وكذلك الإجراءات التي تنطوي على الحرارة والإشعاع7،9،12،13،14،15،16.

بالإضافة إلى ذلك ، تتطلب طرق تقييم المبيدات الحشرية ضد مصرف البحرين المركزي محاكاة للإناث البالغات اللواتي يطرن بحثا عن الفواكه أو يخترقن تلك الثمار17،18. لهذا ، تم تنفيذ إصابات الفاكهة الاصطناعية في الحقل8،11،19 ، على الرغم من أن هذه العملية كثيفة العمالة وتعتمد على الظروف البيئية.

وهنا نصف منهجية موحدة لتقييم المنتجات التي يمكن أن يكون لها آثار مختلفة على مصرف البحرين المركزي في ظل ظروف بيئية خاضعة للرقابة تشبه الظروف الميدانية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

ملاحظة: يتناول هذا البروتوكول طرقا مختلفة لتحديد الآثار المختلفة على مصرف البحرين المركزي في ظل الظروف المختبرية.

1. جمع الفاكهة

  1. اختر GFs مع عمر تنموي يتراوح بين 120 و 150 يوما بعد الإزهار من الأشجار في مزرعة البن في الصباح الباكر.

2. تطهير الفاكهة20

  1. أحضر حوالي 300 GFs إلى المختبر. حدد GFs ذات الحجم الموحد والصحي واسحب السيقان.
  2. اغمس GFs في محلول صابون (2 مل من صابون غسل الصحون السائل في 998 مل من ماء الصنبور) ، متبوعا بفرك لغسل GFs. ثم ، شطف الثمار بالماء ، وتغيير الماء ثلاث مرات.
  3. اغمر GFs في محلول هيبوكلوريت الصوديوم بنسبة 0.5٪ (100 مل في 900 مل من ماء الصنبور) وحرك في شاكر عند 110 دورة في الدقيقة لمدة 15 دقيقة. ثم اشطف GFs بالماء عن طريق التحريك في شاكر وتغيير الماء ثلاث مرات ، كل 10 دقائق.
  4. جفف GFs بمناشف ورقية معقمة.
  5. ضع GFs في صواني (33 سم × 25 سم × 2 سم) وقم بتشعيعها لمدة 15 دقيقة ، مع وضع GFs على مسافة 55 سم من مصدر الأشعة فوق البنفسجية داخل محطة تدفق صفحي أفقية مدعومة بالأشعة فوق البنفسجية.
  6. خلال فترة 15 دقيقة ، كل 5 دقائق ، حرك GFs لضمان تشعيع الفاكهة بأكملها.

3. تطهير الحشرات21

  1. استخدم حشرات CBB التي ظهرت حديثا (في نفس اليوم) لإعداد المقايسات الحيوية.
  2. اغمر CBBs في محلول هيبوكلوريت الصوديوم بنسبة 0.5٪ ، وحركها ببطء باستخدام فرشاة لمدة 10 دقائق.
  3. قم بتصفية CBBs من خلال قطعة قماش من الشاش واغسلها ثلاث مرات بالماء المقطر المعقم.
  4. إزالة الماء الزائد مع المناشف الورقية المعقمة.

4. تقييم منتج له تأثير وقائي على الثمار (الإصابة المسبقة) (الشكل 1)

  1. استخدم مجموعة من GFs لكل وحدة تجريبية. بشكل عام ، يتم استخدام مجموعة من 30 GFs لكل وحدة تجريبية.
  2. ضع GFs في صناديق بلاستيكية (وحدة تجريبية).
  3. تطبيق منتج الاختبار في تركيزات مختلفة للتقييم. نفذ التطبيق باستخدام وحدة بخاخ محمولة. هنا تم اختبار مستحلب قلويد بنسبة 5٪ و 6٪.
  4. كعنصر تحكم ، رش مجموعة من GFs بالماء.
  5. استخدم ما لا يقل عن ثلاثة تكرارات (وحدة تجريبية) لكل علاج ، مع الرش واحدا تلو الآخر.
  6. في غطاء محرك السيارة المعقم ، أطلق سراح شخصين بالغين من CBB لكل GFs (يتم إدخال ما مجموعه 60 CBB في الصناديق البلاستيكية). بعد 30 دقيقة ، قم بتغطية الصناديق.
  7. اترك الصناديق البلاستيكية مع GFs الموبوءة في غرفة أو حاضنة في ظل ظروف خاضعة للرقابة (مظلمة ، 25 ± 2 درجة مئوية ، والرطوبة النسبية 71٪ ± 5٪).
  8. بعد 1 و 7 و 15 و 21 يوما ، احسب عدد ثمار الحفار والحشرات الحية والميتة خارج الثمار في كل صندوق.
  9. في 20 يوما بعد الإصابة ، تشريح كل GF تحت المجهر المجسم ، تكبير 10x.
  10. عد عدد البذور الصحية أو البذور التي تضررت من الحشرات في كل فاكهة.
  11. عد المراحل البيولوجية المختلفة لمصرف البحرين المركزي22 التي لوحظت وإحصاء عدد الحشرات الميتة في كل بذرة لتحديد معدل وفيات الحشرات لكل وحدة تجريبية.

5. تقييم تأثير المنتج بعد الإصابة بمصرف البحرين المركزي (ما بعد الإصابة) (الشكل 3)

  1. استخدم مجموعات من 200 فاكهة لكل علاج.
  2. في الغطاء النجمي ، قم بإطلاق البالغين CBB (نسبة 2: 1 من البالغين CBB إلى GFs) إلى GFs التي تم تطهيرها مسبقا ، مما يسمح للإصابة بالمضي قدما لمدة 3 ساعات عند 21 درجة مئوية.
  3. فحص GFs. بعد 3 ساعات ، يجب أن يكون معظمها موبوءا ، مع استمرار تعرض بطن CBBs (الموضع A20) ، كما هو موضح في الشكل 2.
  4. اختر 46 GFs موبوءة (الموضع A) وضعها في رفوف بلاستيكية بسعة 96 بئرا (وحدة تجريبية). يجب أن تبقى الثمار في هذا الوضع بحيث يمكن رش العلاج مباشرة على CBB الذي يثقب الفاكهة.
  5. رش ثلاث مرات على الأقل (ثلاثة رفوف) لكل علاج ، واحدا تلو الآخر ، مع تغطية الرفوف بعد 30 دقيقة.
  6. اترك الرفوف مع GFs الموبوءة في غرفة أو حاضنة في ظل ظروف خاضعة للرقابة (مظلمة ، 25 ± 2 درجة مئوية ، والرطوبة النسبية 71٪ ± 5٪).
  7. بعد 20 يوما ، قم بتشريح GFs تحت المجهر المجسم عند تكبير 10x.
  8. عد عدد البذور الصحية أو البذور التي تضررت من الحشرات في كل فاكهة.
  9. عد المراحل البيولوجية المختلفة لمصرف البحرين المركزي22 وعدد الحشرات الميتة في كل بذرة لتحديد معدل وفيات الحشرات لكل وحدة تجريبية.

6. تقييم منتج له تأثير رادع على مصرف البحرين المركزي

  1. اتبع الخطوات 4.1-4.6 الموضحة لتقييم منتج له تأثير وقائي على الثمار.
  2. بعد إطلاق البالغين من مصرف البحرين المركزي في الصناديق البلاستيكية، احسب عدد ال CBB التي تطير بعيدا عن الصناديق والعدد الذي يصيب GFs. ثم اتبع الخطوات 4.7-4.11.
  3. اتبع الخطوات 5.1-5.5 الموضحة لتقييم المنتج بعد إصابة مصرف البحرين المركزي.
  4. بعد رش كل علاج على الحشرات في الموضع A ، احسب عدد CBBs التي انتقلت من GF و / أو طارت بعيدا عن GF. ثم اتبع الخطوات من 5.6 إلى 5.9.

7. التحليل الإحصائي

ملاحظة: متغيرات الاستجابة هي نسب الوفيات بمرور الوقت والنسبة المئوية لبذور القهوة الصحية غير الموبوءة.

  1. تقدير متوسط الانحراف والانحراف المعياري لكل متغير استجابة لكل علاج.
  2. قم بإجراء تحليل للتباين لكل متغير استجابة باستخدام نموذج لتصميم عشوائي تماما.
    ملاحظة: يتم إجراء اختبار مقارنة دونيت بنسبة 5٪ لمقارنة المعالجات مقابل التحكم المطلق (التحكم في المياه).
  3. عندما تختلف العلاجات اختلافا كبيرا عن التحكم المطلق ، استخدم اختبار الفرق الأقل أهمية (LSD) بنسبة 5٪ لمقارنة العلاجات.
  4. تقييم قوة الاختبار ؛ إذا كان أكبر من 85 ٪ ، يتم استيفاء افتراضات الحياة الطبيعية وتجانس الفروق.

Figure 1
الشكل 1: إجراءات تقييم آثار المبيدات الحشرية السابقة للإصابة على مصرف البحرين المركزي. خطوات لتقييم آثار الإصابة السابقة للمبيدات الحشرية على Hypothenemus hampei (CBB) باستخدام الفواكه الخضراء (GFs). (أ) اختيار الفاكهة. (ب) رش المبيدات الحشرية على ثمار القهوة. (ج) انتشار ثمار البن من قبل مصرف البحرين المركزي بنسبة 2:1 CBB لكل GF. (د) الفواكه الموبوءة. (ه) حضانة الثمار في ظل ظروف خاضعة للرقابة. (و) تشريح الفاكهة. (ز) حصر أعداد المصرف المركزي داخل البذور. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: معالجة الإصابة بفاكهة البن CBB. تحتوي الثمار الموبوءة على بالغين من CBB مع تعرض بطونهم جزئيا (الموضع A). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3: إجراءات تقييم الآثار المحتملة للمبيدات الحشرية على مصرف البحرين المركزي. خطوات لتقييم آثار ما بعد الإصابة بالمبيدات الحشرية على مصرف البحرين المركزي باستخدام GFs. (أ) اختيار الفاكهة. (ب) إصابة الثمار بمصرف البحرين المركزي بنسبة 2:1 CBB لكل GF. (ج) اختيار الفواكه الموبوءة. (د) رش المبيد الحشري على الثمار. (ه) حضانة الثمار. (و) تشريح الفاكهة. (ز) إحصاء عدد سكان مصرف البحرين المركزي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

وأظهرت النتائج أن إناث مصرف البحرين المركزي تعرفن على الثمار، واعتمادا على خصائص سطح الثمرة والروائح المنبعثة، بدأت إناث مصرف البحرين المركزي في اختراق الثمار أو حملها خلال 3 ساعات عند 21 درجة مئوية.

يوضح الشكل 4 تأثير مبيد حشري على مصرف البحرين المركزي عند تطبيقه على ثمار القهوة (إجراء الإصابة المسبقة) بعد 24 ساعة ومع مرور الوقت. تسبب المبيدان الحشريان (مستحلب قلويد بنسبة 5٪ و 6٪) في ارتفاع معدل وفيات الحشرات في اليوم 20 (الجدول 1) وأظهرا اختلافات كبيرة مقارنة بالتحكم المطلق في الماء (P < 0.001) ، وفقا لاختبار LSD. وفيما يتعلق بالنسب المئوية للبذور الصحية غير الموبوءة (الجدول 1)، كانت هناك أيضا اختلافات بين مجموعات المكافحة والمبيدات الحشرية وفقا لاختبار دونيت بنسبة 5٪ (P < 0.001). في المجموعة الضابطة ، لم تكن 37٪ من البذور موبوءة ، في حين أن تطبيق المبيدات الحشرية يحمي البذور ، مع بقاء 94٪ من البذور صحية عند استخدام المبيدات الحشرية 2 و 89٪ مع المبيد الحشري 1.

Figure 4
الشكل 4: آثار الإصابة السابقة للمبيدات الحشرية في المكافحة مقابل مجموعتين من المبيدات الحشرية. آثار الإصابة بالمبيدات الحشرية. النسبة المئويةلوفيات البالغين H. hampei التي تم تقييمها في الأيام 1 و 7 و 15 و 21 بعد الإصابة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

العلاج الوحدة التجريبية معدل الوفيات (٪) بذور صحية (٪)
متوسط اس دي متوسط اس دي
التحكم (الماء) 5 12.4 8.3 37 6.3
مبيد حشري 1 5 83.9 *ب 3.9 89 *ب 6
مبيد حشري 2 5 94.2 *أ 3.2 94.2 *أ 3.7
* لكل متغير ، الاختلافات فيما يتعلق بالتحكم (الماء) وفقا لاختبار دونيت بنسبة 5٪.

الجدول 1: تأثير العلاج قبل الإصابة على مصرف البحرين المركزي. النسبة المئوية للوفيات والنسبة المئوية البذور الصحية بعد 20 يوما. * لكل متغير ، الاختلافات فيما يتعلق بالتحكم (الماء) وفقا لاختبار دونيت بنسبة 5٪.

ويبين الجدول 1 نتائج الإصابة السابقة للإصابة بعد 21 يوما، وتتطابق النتائج مع مرور الوقت مع الشكل 4. في هذه الحالة ، تم تغطية ثمار القهوة بمادة سامة تسبب وفيات الحشرات. تصبح الحشرات مشربة عندما تمشي فوق الثمار ، أو تتذوق الثمار بجساتها ، أو تبدأ في مضغ بشرة الثمار. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للمواد المطبقة على سطح الفاكهة أن تغير أو تغير الرائحة الطبيعية للفاكهة ، لذلك قد يتوقف أفراد CBB عن عملية الإصابة ، إما أن يطيرون بعيدا أو يفضلون الانفصال عن الفاكهة دون لمسها أو الإصابة بها. اعتمادا على وقت عمل المنتج ، يمكن أن يستمر موت الحشرات أو تجنب سلوك الإصابة لمدة 24 ساعة أو أكثر.

من ناحية أخرى ، إذا تم تطبيق المنتجات بعد أن تبدأ الحشرات في حمل الثمار (ما بعد الإصابة) ، يمكن للمنتجات اختراق بشرة الحشرات ، مما يتسبب في وفيات الحشرات (الجدول 2 والشكل 5). وحدثت أعلى حالة وفيات بسبب المبيد الحشري 2 (P < 0.01). إذا حدثت الوفيات بسرعة ، فسوف تموت الحشرة قبل أن تدخل البذور ، ولن يتم العثور على بيض أو مجموعة حشرات داخل البذور.

Figure 5
الشكل 5: آثار المبيدات الحشرية اللاحقة للإصابة. النسبة المئوية لوفيات البالغين H. hampei التي تم تقييمها في الأيام 1 و 7 و 15 و 21 بعد الإصابة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

العلاج الوحدة التجريبية معدل الوفيات (٪) بذور صحية (٪)
متوسط اس دي متوسط اس دي
التحكم (الماء) 5 11.1 3.0 57.3 3. 9
مبيد حشري 1 5 46.8 *ب 6.6 79.2 *ب 8.6
مبيد حشري 2 5 77.8 *أ 3.7 90.0 *أ 2.9
* لكل متغير ، الاختلافات فيما يتعلق بالتحكم (الماء) وفقا لاختبار دونيت بنسبة 5٪.

الجدول 2: آثار العلاج اللاحق للإصابة على مصرف البحرين المركزي. النسبة المئوية للوفيات والبذور الصحية المئوية بعد 20 يوما. * لكل متغير ، الاختلافات فيما يتعلق بالتحكم (الماء) وفقا لاختبار دونيت بنسبة 5٪. لكل متغير ، تشير الأحرف المختلفة إلى الاختلافات وفقا ل LSD 5٪.

تنعكس آثار المبيدات الحشرية كنسبة مئوية من البذور الصحية غير الموبوءة في اليوم 20 من التقييم (الجدول 2). بسبب ارتفاع معدل وفيات الحشرات ، لم تخترق الحشرة بذور القهوة وتتلفها. تطبيق المنتجات المحمية بين 79٪ -90٪ من بذور القهوة ، مما يدل على اختلافات فيما يتعلق بالمراقبة ، حيث وجد أن 57٪ من البذور صحية (P < 0.01). كما لوحظت فروق ذات دلالة إحصائية بين المبيدين الحشريين (P < 0.01).

في بعض الحالات ، ماتت الحشرات بسرعة كبيرة ، حتى قبل التسبب في تلف البذور. ومع ذلك ، إذا استغرق موت الحشرة وقتا أطول ، فقد تصل الحشرة إلى البذور وتودع بعض البيض ، وفي وقت لاحق ، سيموت البالغ. في هذه الحالة ، تم العثور على عدد أقل من الحشرات داخل بذور القهوة مقارنة بعدد الحشرات الموجود في المجموعة الضابطة التي تم رشها بالماء (الجدول 3).

العلاجات إجمالي متوسط عدد الحشرات / البذور * تجميع دنكان (ألفا = 00.05)
تحكم 5 a
مسببات الأمراض الحشرية 2.5 b
مادة طاردة 3.27 b
مسببات الحشرات + طارد 1.5 c
لكل متغير ، تشير الأحرف المختلفة إلى الاختلافات وفقا ل LSD 5٪.

الجدول 3: آثار ما بعد الإصابة بعد العلاج بفطر ممرض للحشرات ومادة طاردة. الحشرات داخل البذور. تم تشريح GFs في 15 يوما. * لكل متغير ، الاختلافات فيما يتعلق بالتحكم (الماء) وفقا لاختبار دونيت بنسبة 5٪. لكل متغير ، تشير الأحرف المختلفة إلى الاختلافات وفقا ل LSD 5٪.

يوضح الشكل 6 تأثير منتج له تأثيرات ما بعد الإصابة ، ومسببات الأمراض الحشرية ، وتأثير مادة طاردة ، بالإضافة إلى عملها المشترك.

Figure 6
الشكل 6: آثار ما بعد الإصابة لفطر ممرض للحشرات ومادة طاردة. النسبة المئوية لوفيات البالغين H. hampei وتلف البذور. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

تسمح هذه المنهجيات بالتحديد السريع للتأثيرات المختلفة للمنتجات السامة على مصرف البحرين المركزي.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

في هذا البروتوكول ، يعد تطهير الثمار وكذلك الحشرات خطوات حاسمة. عندما يتم استخدام الفواكه من الحقل في المختبر ، فإنها غالبا ما تظهر تلوثا عاليا وجفافا لأن الكائنات الحية الدقيقة والعث موجودة في البشرة7،15،16. لذلك ، فإن استخدام الفواكه أو الحشرات التي لم يتم تطهيرها سيؤدي إلى موت الحشرات بسبب التلوث الناجم عن الكائنات الحية الدقيقة ، مثل البكتيريا أو الفطريات ، وبالتالي التدخل في نتائج الفحص الحيوي. وفي السابق، قام Tapias et al.20 بتقييم عوامل أخرى مضادة للميكروبات لتطهير الفاكهة، مثل الكاربندازيم وكلوريد البنزالكونيوم؛ ومع ذلك ، على الرغم من أن تطهير الفاكهة كان جيدا ، إلا أن هذه المركبات كانت شديدة السمية لمصرف البحرين المركزي أو البيئة.

تم تقييم استخدام هيبوكلوريت الصوديوم بنسبة 0.5٪ عن طريق غمس الثمار في المحلول لمدة 30 دقيقة و 15 دقيقة. بعد كل من الطولين من المرات ، تأثرت الكائنات الحية الدقيقة ، ولكن CBB تأثرت أيضا بعد 30 دقيقة من الغمس بسبب القوة المؤكسدة للمحلول23. تسبب الأشعة فوق البنفسجية أضرارا للحمض النوويللكائنات الحية الدقيقة 24 ، مما يقلل من التلوث. ومع ذلك ، في جرعات أعلى (وقت التعرض أطول) ، يحدث تلف الفاكهة ، مما يسبب النخر وجفاف البذور. تم العثور على التطهير مع هيبوكلوريت الصوديوم بنسبة 0.5٪ لمدة 15 دقيقة متبوعا بالتعرض للأشعة فوق البنفسجية لمدة 15 دقيقة ليكون الأمثل في هذا الإجراء.

الاعتبار الثاني هو جودة الحشرات. في هذه الدراسة ، تم توفير الحشرات من قبل وحدة تربية الحشرات تسمى BIOCAFE25 (http://avispitas.blogspot.com/p/biocafe.html). الحشرات الضعيفة أو المولودة من مستعمرات الحشرات الفقيرة سوف تبالغ في تقدير نتائج منتج سام. علاوة على ذلك ، فإن السلوك المختبري ، في هذه الحالة ، لن يتوافق مع الملاحظات الميدانية للحشرات البرية ذات اللياقة البدنية العالية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تحتوي هذه الحشرات على عدد كبير من الكائنات الحية الدقيقة التي يمكن أن تتداخل مع الفحص الحيوي. وبالتالي ، فإن التطهير21 هو خطوة مهمة لضمان نجاح المنهجية.

وفيما يتعلق بالإصابة (حشرتان إلى فاكهة واحدة)، تقرر سابقا أن استخدام كمية أكبر من الحشرات من شأنه أن يزيد من عدد ثمار البن مع أكثر من ثقب حشرة واحدة، مما يجعل التحليل أكثر صعوبة20. بالإضافة إلى ذلك ، فإن درجة الحرارة التي يتم فيها إجراء التجارب مهمة للحصول على ثمار مع الحشرات في الموضع A أو الحصول على اختراق طبيعي للحشرات عند رش الثمار. باستخدام درجة حرارة 21 درجة مئوية لمدة 3 ساعات سمح لأكثر من 70 ٪ من الثمار أن تكون موبوءة. عندما ارتفعت درجة الحرارة إلى ما بين 25-27 درجة مئوية ، وصلت معظم الحشرات إلى الموضع B في فترة زمنية أقصر من 21 درجة مئوية. إن الاختراق الأسرع لمصرف البحرين المركزي في الفاكهة هو نتيجة لنشاط الحشرة الأكبر بسبب زيادة درجة الحرارة26. وبالتالي ، فإن إزعاج استخدام درجة حرارة 25 درجة مئوية لفترة أطول من الزمن هو أن العديد من الفواكه توجد مع أكثر من ثقب واحد ، ومع الحشرات في كل من الوضعين A و B.

قبل تطوير هذه الطريقة ، تم استخدام الوجبات الغذائية للحشرات الاصطناعية مع القهوة المطحونة لتقييم آثار المواد السامة عن طريق دمج المادة في أو فوق النظام الغذائي 5,6 ؛ ومع ذلك ، فإن هذه الوجبات الغذائية باهظة الثمن بسبب مكوناتها الخاصة27,28. كما تم استخدام قهوة الرق لتقييم المبيدات الحشرية ، حيث يتم رش حبوب البن أو غمسها في المادة المراد تقييمها. نظرا لأن بنية وتكوين الرق يختلفان عن بنية وتكوين pericarp الخاص بالفاكهة ، فمن المتوقع أن يكون التفاعل بين المبيد الحشري والقهوة مختلفا. مع قهوة الرق ، يمكن امتصاص جزيء المبيدات الحشرية بسهولة ، وبالتالي توليد وفيات أكبر من تلك التي لوحظت في ظل الظروف الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن قهوة الرق أغلى نسبيا حيث يجب إزالتها من لب الفاكهة ثم تجفيفها. علاوة على ذلك ، فهي ليست الركيزة الطبيعية لنمو الحشرات.

في الختام ، فإن استخدام القهوة الخضراء الحقيقية مع العناصر الغذائية الكافية لنمو الحشرات هو أنسب طريقة لتقييم سمية المركبات للحشرات في ظل ظروف طبيعية محاكاة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ليس لدى أي من المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان.

Acknowledgments

ويعرب المؤلفون عن شكرهم للاتحاد الوطني لمزارعي البن في كولومبيا، ومساعدي قسم علم الحشرات (ديانا مارسيلا جيرالدو، وغلوريا باتريشيا نارانجو)، ومحطة التجارب نارانجال، وجون فيليكس تريجوس.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Beaker with spout, low form 500 mL BRAND PP BR87826
Benchtop Shaker New Brunswick Scientific Innova 4000 Incubator Shaker
Dishwashing liquid soap-AXION Colgate-Palmolive AXION
Hood; Horizontal Laminar Flow Station Terra Universal  Powder-Coated Steel, 1930 mm W x 1118 mm D x 1619 mm H, 120 V (https://www.terrauniversal.com/hood-horizontal-laminar-flow-station-9620-64a.html)
Insects CBB BIOCAFE (http://avispitas.blogspot.com/p/biocafe.html).
Multi Fold White paper towels Familia 73551
Preval Spray unit  Preval Merck Z365556-1KT https://www.sigmaaldrich.com/CO/es/product/sigma/z365556?gclid=Cj0KCQiAweaNBhDEARIsAJ
5hwbfZOy1TWGj6huatFtRQt
AzOyHe5-oBiKnOUK2T1exuuk
WwJLdvxkvsaAjoYEALw_wcB
Reversible Racks 96-Well heathrowscientific HEA2345A https://www.heathrowscientific.com/reversible-racks-96-well-i-hea2345a
Scalpel blades N 11 Merck S2771-100EA
Scalpel handles N3 Merck S2896-1EA
Sodium Hypochloride The clorox company Clorox
Stereo Microscope Zeiss Stemi 508 https://www.zeiss.com/microscopy/int/products/stereo-zoom-microscopes/stemi-508.html

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mendesil, E., et al. Semiochemicals used in host location by the coffee berry borer, Hypothenemus hampei. Journal of Chemical Ecology. 35 (8), 944-950 (2009).
  2. Jaramillo, J., et al. Coffee berry borer joins bark beetles in coffee klatch. PLoS ONE. 8 (9), 74277 (2013).
  3. Giraldo-Jaramillo, M., Garcia, A. G., Parra, J. R. Biology, thermal requirements, and estimation of the number of generations of Hypothenemus hampei (Ferrari, 1867) (Coleoptera: Curculionidae) in the state of São Paulo, Brazil. Journal of Economic Entomology. 111 (5), 2192-2200 (2018).
  4. Benavides, P., Góngora, C., Bustillo, A. IPM Program to Control Coffee Berry Borer Hypothenemus hampei, with Emphasis on Highly Pathogenic Mixed Strains of Beauveria bassiana, to Overcome Insecticide Resistance in Colombia. IntechOpen. , (2012).
  5. Martínez, C. P., Echeverri, C., Florez, J. C., Gaitan, A. L., Góngora, C. E. In vitro production of two chitinolytic proteins with an inhibiting effect on the insect coffee berry borer, Hypothenemus hampei (Ferrari) (Coleoptera: Curculionidae) and the fungus Hemileia vastatrix the most limiting pests of coffee crops. AMB Express. 2, 1-11 (2012).
  6. Padilla, B. E., Acuña, Z., Velásquez, C. S., Rubio, G. J. D. Inhibitors of [alpha]-amylases from the coffee berry borer Hypothenemus hampei in different plant species. Revista Colombiana de Entomología. 32 (2), 125-130 (2006).
  7. Alvarez, J. H., Cortina, H. A., Villegas, J. F. Methods to evaluate antibiosis to Hypothenemus hampei Ferrari in coffee under controlled conditions. Cenicafé. 52 (3), 205-214 (2001).
  8. Arcila, A., Duarte, A. F., Villalba, D. A., Benavides, P. New Product in the Integrated Management of the Coffee Berry Borer in Colombia. National Coffee Research Center (Cenicafé). , Available from: https://biblioteca.cenicafe.org/handle/10778/477 (2014).
  9. Jaramillo, J., Montoya, E., Benavides, P., Góngora, C. Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae for the control of coffee brocade in fruits on the ground. Revista Colombiana de Entomología. 41, 95-104 (2015).
  10. Bastidas, A., Velásquez, E., Benavides, P., Bustillo, A., Orozco, C. Evaluation of preformulated Beauveria bassiana (Bálsam) Vuillemin, for the control of the coffee berry borer. Agronomia. 17, 44-61 (2009).
  11. Villalba-Gault, D., Bustillo, A., Chaves Cordoba, B. Evaluation of insecticides for the control of the coffee berry borer in Colombia. Cenicafe. 46, 152-163 (1995).
  12. Bustillo, A. E., Orozco, J., Benavides, P., Portilla, M. Mass production and use of parasitoids for the control of the coffee berry borer in Colombia. Cenicafe. 47 (4), 215-230 (1996).
  13. Celestino, F. N., Pratissoli, D., Machado, L. C., Santos Junior, H. J. G. D., Mardgan, L., Ribeiro, L. V. Adaptation of breeding techniques of the coffee berry borer [Hypothenemus hampei (Ferrari). Coffee Science. 11 (2), 161-168 (2016).
  14. Domínguez, L., Parzanese, M. Ultraviolet light in food preservation. Argentine Foods. 52 (2), 70-76 (2012).
  15. Jaramillo, J., Chabi-Olaye, A., Poehling, H. M., Kamonjo, C., Borgemeister, C. Development of an improved laboratory production technique for the coffee berry borer Hypothenemus hampei, using fresh coffee berries. Entomologia Experimentalis et Applicata. 130 (3), 275-281 (2009).
  16. Pérez, J., Infante, F., Vega, F. E. Does the coffee berry borer (Coleoptera: Scolytidae) have mutualistic fungi. Annals of the Entomological Society of America. 98 (4), 483-490 (2005).
  17. Benavides, P., Gil, P., Góngora, C., Arcila, A. Integrated pest management. Cenicafe. Manual of the Colombian coffee grower: Research and technology for the sustainability of coffee growing. Manizales: FNC: Cenicafé. 3, 179-214 (2013).
  18. Bustillo, P. A review of the coffee berry borer, Hypothenemus hampei (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae), in Colombia. Revista Colombiana de Entomología. 32 (2), 101-116 (2006).
  19. Arcila, A., Benavides, P., Mejia, J. New Chemical Control Alternative for the Integrated Management of the Coffee Berry Borer. National Coffee Research Center (Cenicafé). , Available from: https://biblioteca.cenicafe.org/handle/10778/557 (2015).
  20. Tapias, L., Martinez, C., Benavides, P., Gongora, C. Laboratory method to evaluate the effect of insecticides on the coffee berry borer. Cenicafé. 68 (2), 76-89 (2017).
  21. Bustillo, A. E., Marín, P. How to reactivate the virulence of Beauveria bassiana to control the coffee berry borer. Manejo Integrado de Plagas. 63, (2002).
  22. Constantino, L. M., et al. morphological and genetic aspects of Hypothenemus obscurus and Hypothenemus hampei (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae). Revista Colombiana de Entomología. 37 (2), 173-182 (2011).
  23. Estrela, C., et al. Mechanism of action of sodium hypochlorite. Brazilian Dental Journal. 13 (2), 113-117 (2002).
  24. Diffey, B. L. Solar ultraviolet radiation effects on biological systems. Physics in Medicine and Biology. 36 (3), 299-328 (1991).
  25. BIOCAFE. , Available from: http://avispitas.blogspot.com/p/biocafe.html (2022).
  26. Bustillo, A. E., et al. Integrated Management of the Coffee Berry Borer: Hypothenemus hampei Ferrari in Colombia. , Available from: https://biblioteca.cenicafe.org/hangle/10778/848 (1998).
  27. Portilla, R. Development and evaluation of an artificial diet for the rearing of Hypothenemus hampei. Cenicafé. 50, 24-38 (1999).
  28. Portilla, R. M., Streett, D. A. New techniques for automated mass production of Hypothenemus hampei on the modified Cenibroca artificial diet. Cenicafé. 57, 37-50 (2006).

Tags

العلوم البيئية العدد 181 البن المبيدات الحشرية الوفيات الطارد مراحل النمو
منهجية لاختبار عوامل المكافحة والمبيدات الحشرية ضد حفار التوت القهوة <em>Hypothenemus hampei</em>
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Góngora, C. E., Tapias, J.,… More

Góngora, C. E., Tapias, J., Martínez, C. P., Benavides, P. Methodology to Test Control Agents and Insecticides Against the Coffee Berry Borer Hypothenemus hampei. J. Vis. Exp. (181), e63694, doi:10.3791/63694 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter