Sleutelelementen van foto attractie Bioassay voor Insect Studies of controle programma 's

Behavior

Your institution must subscribe to JoVE's Behavior section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Foto-attractie bioassay arena's zijn gebruikt om te bepalen van de optimale lichte kleur(en) te maximaliseren insect attractie; bioassays en methoden zijn echter specifiek te richten op insecten gedrag en habitats. Aanpasbare apparatuur en wijzigingen worden uiteengezet voor nachtelijke of dagverloop en terrestrische of luchtfoto insecten.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Cohnstaedt, L. W., Disberger, J. C., Paulsen, E., Duehl, A. J. Key Elements of Photo Attraction Bioassay for Insect Studies or Monitoring Programs. J. Vis. Exp. (137), e57445, doi:10.3791/57445 (2018).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Geoptimaliseerde visuele lokstoffen zal insect overlapping efficiëntie verhogen met behulp van het doel insect aangeboren gedrag (positieve foto-taxi's) als een middel om het insect verleiden met een bevolking controle of toezicht val. Light emitting diodes (LED's) heb aanpasbare verlichting opties met bepaalde golflengtes (kleuren), intensiteiten en bandbreedtes, die allemaal kunnen worden aangepast aan de doelgroep insecten. Foto-attractie gedrags bioassays kunt LED's voor het optimaliseren van de aantrekkelijke kleur(en) voor een insect soorten tot specifieke levensgeschiedenis stadia of gedrag (paring, voeding of op zoek naar onderdak). Onderzoekers moeten vervolgens bevestigen de resultaten van de bioassay in het veld en de beperkte aantrekkelijke afstand van de visuele lokstoffen begrijpen.

De klaverblad bioassay-arena is een flexibele methode te beoordelen foto attractie terwijl ook beoordeling van een aantal natuurlijke insectenwerende gedrag zoals ontsnappen en voederen van reacties. De arena kan worden gebruikt voor terrestrische of luchtfoto insect experimenten, evenals dagelijkse en nachtelijke insecten. Data collectie technieken met de arena zijn video-opnamen, tellen van contact met de lichten, of fysiek het verzamelen van de insecten als ze aangetrokken naar de lichten worden. De assay rekeningen voor insecten die neen-keuze en de arena's maken kunnen enkele (concurrerend) kleur of meerdere (concurrerende) kleuren. Het klaverblad ontwerp zorgt ervoor dat insecten met sterke thigmotaxis om terug te keren naar het midden van de arena waar ze kunnen bekijken alle opties in een concurrerende LED proeven. Het klaverblad arena hier gepresenteerd is gebruikt met muggen, bed bugs Hessian fly, huis vliegt, bijtende midges, rode bloem kevers en psocids. Bioassays worden gebruikt om accuraat en effectieve insect vallen bij de ontwikkeling en de optimalisatie van insecten vallen gebruikt om te controleren op ongedierte bevolking schommelingen voor ziekte vector risicobeoordelingen, de introductie van invasieve soorten, en/of worden gebruikt voor onderdrukking van de bevolking.

Introduction

Bijna alle entomologische toezicht is afhankelijk van olfaction of visuele lokstoffen en vaak beide. Vluchtige olfactorische lokstoffen kan verspreiden doorheen de omgeving wat resulteert in een groot aantrekkelijk gebied. Visuele lokstoffen kunnen echter een beperkter bereik hebben vanwege de ongewervelde compound eye oplossen afbeeldingen1,2,3. Visuele lokstoffen moet daarom worden geoptimaliseerd om het insect van belang om attractie en de val ontworpen om te profiteren van het doel insect natuurlijke gedragingen te maximaliseren.

Visuele attractie is gebaseerd op de golflengten van de zon of andere lichtbronnen die worden geabsorbeerd of gereflecteerd door de oppervlakte van een object; organismen bekijken deze absorptie/breking van golflengtes als kleur. Insect visie heeft gevonden om op te nemen van de blauwe, groene en ultraviolet (UV) golflengten1. Insecten gebruiken hun visie om hulp bij het vinden van stuurlieden, voedsel en onderdak4. Insecten kunnen visueel object maten, kleuren, vormen, bewegingen en contrasten5,6definiëren. Nocturnally actieve insecten zijn over het algemeen aangetrokken door licht van uiteenlopende contrast en intensiteit4, terwijl dagverloop insecten achtergrondkleuren en -afbeeldingen, naast contrast vanwege de grotere foton beschikbaarheid gedurende de dag oplossen kunnen. Toezicht vallen gebruiken het insect visuele aanwijzingen in hun voordeel te optimaliseren attractie en vangen van7.

De meest voorkomende methode voor de evaluatie van de foto-attractie was waarneming van insecten beweging naar verschillende gekleurde vormen zoals bloemen8 of objecten (zoals kleverige kaarten9,10). Visuele bioassays met behulp van gekoloniseerde insecten kunnen helpen identificeren van het optimale aantal golflengtes en/of intensiteit, waardoor het aantal veldproeven. Visuele bioassays zoals de "dubbelzijdig licht Tunnel" werden ontworpen voor het testen van vliegen11. Het probleem met twee zijdig lichte tunnels zijn dat ze niet verantwoordelijk zijn voor insecten die niet worden verzameld. De meeste insecten zal blijven steken op interne hoeken en langs de randen in arena's. Slechts twee kleuren kunnen ook in één keer worden getest. Andere testen zijn de methoden van Steverding & Troscianko (2004)12, waardoor werd teruggebracht van de tseetseevlieg aantrekkingskracht op brede banden (±50 nm) van lichte kleuren. Light emitting diodes (LED's) zijn opgenomen in overlappen naar insecten attractie te verbeteren door het optimaliseren van de golflengtes van de uitgezonden licht1,13,14. Optimaliseren van de visuele aantrekkingskracht van deze traps of toezicht apparaten zal efficiënter insect collectie met behulp van het insect aangeboren gedrag om insecten te lokken. Op deze manier worden bioassay resultaten gebruikt voor het optimaliseren van bestaande technologie van de overlapping. De "terrestrische Arthropod Trap" dat verbeterd de industrie standaard koepel-type val voor rode bloem kever surveillance (US patent # US8276314B2)) en de "methode en composities voor verbeterde licht Traps" die opgenomen van light emitting diodes in antenne insect traps (US patent # US2009/0025275A1). De twee octrooien gebruiken LED-technologie die is geoptimaliseerd door het gebruik van de resultaten van de bioassay tot een aanzienlijke verbetering insect vallen.

Deze studie beschrijft een foto attractie bioassay arena en methoden waarmee onderzoekers te evalueren van het insect antwoord als u wilt beperken golflengten als een concurrerende of één aantrekkelijke kleur. Apparatuur en experimentele wijzigingen worden uitgereikt aan nachtelijke dagverloop, terrestrische en luchtfoto insecten.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. bioassay onderdelen

  1. Terrestrische arena bouw
    1. Gebruik metaal knippert materiaal strips 2,54 cm lengte. Elke strip buigen in een halve cirkel met een diameter van 15.24 cm (Figuur 1).
    2. Sluit de uiteinden van elke halve cirkel en een klaverblad vorm van de vier stukken. Sluit een borgmoer en een #10 Machineschroef aan de uiteinden van elke halve cirkel hen om samen te houden.
    3. Boor een gat in het middelpunt van elke halfronde 0,79 cm vanaf de onderkant van de arena. 5 mm LED houders om de gaten geboord in het midden van elke halve cirkel brengt.
    4. Spuiten met als doel het verminderen van reflectie, mat zwarte verf in de arena14 ter dekking van de metalen knipperen. Een vloeibare textuur gebruiken (bv., Fluon) om te voorkomen dat insecten uit de arena te klimmen over de verf.
  2. Luchtfoto arena bouw
    Opmerking: De luchtfoto arena heeft een vergelijkbare grootte en dimensie aan de terrestrische arena; echter, polyacryl materiaal werd gebruikt (Figuur 2). De duidelijke plastic kunt alle licht doorlaat. De duidelijke plastic voorkomt reflectie die met het experiment interfereert. De duidelijke plastic maakt het ook mogelijk het experiment te worden opgenomen.
    1. Rijg de verste punten van elke halve cirkel toe collectie containers naar de schroef op de belangrijkste arena. De shape Klaverblad stuurt insecten terug naar het midden. Geen externe hoeken moedigen insect congregatie; de collectie cups voor luchtfoto insecten hebben echter alle interne hoeken en geen externe hoeken.
    2. Voor de luchtfoto arena collectie containers, schroef top polymethylpentene containers (125 mL, 64 mm buitendiameter, 74 mm hoogte) gebruiken en boor de bodems (15 mm doorsnede).
    3. In elk van de containers bodems, brengt schroefdraad leidingen (diameter 15 mm, 60 mm lengte).
    4. Een 5 mm LED houder aan de deksels van elke container koppelen. Draad van elke collectie kooi deksel op de grote opening van de kooien van de collectie.
    5. Plaats de schroefdraad pijp van de arena in de kleine opening aan de andere kant van de kooi van de collectie. Ervoor zorgen dat de gehele schroefdraad pijp-eind spoelen met de muren binnen de arena is en strak naar de kooi van de collectie past.
      Opmerking: De schroefdraad pijp gemaakt van Teflon. De Teflon gloeit de kleur van de LED die in het bezit van zijn collectie kooi. De schroefdraad pijp was het enige element dat met betrekking tot de insecten in de arena als gevolg van een grijze kunststof stof aan de voet van de kooi van elke collectie gloeit.
  3. Voorbereiding van de elektronica
    Opmerking: Er zijn verschillende kleuren (golflengten) van de LEDs zijn afhankelijk van de chemicaliën die worden gebruikt voor de bouw van de LED en daarom een breed scala van kleuren zijn mogelijk (tabel 1).
    1. Voor alle experimenten, gebruikt u standaard 5 mm LEDs met positieve en negatieve leads. De LED's kunnen smalle in hun verspreidingsgebied van golflengte ± 5 nm of kunnen in hun golflengte bereik van ± 50 nm groot.
    2. De kijkhoek definiëren als de maximale conische hoek waartegen een weergave kan worden weergegeven. Deze zijn ook wel bekend als door gat LEDs. Door gat LEDs vereist hetzij via gat "slots" op een PCB, een kabelboom, of draden gesoldeerd aan de negatieve en positieve terminals. Surface mount LEDs vereisen goede PCB design en soldeer te nemen van hen.
    3. Integreren van variabele weerstanden in de elektronica tot controle de inname power LED (LED intensiteit) (Figuur 3). Gebruik een lichte spectrometer om te controleren of de intensiteit (W/m2) en de golflengte (nm) van de LEDs voor elk experiment.

2. arena voorbereiding

  1. Vóór tussen elke repliceren, zorgvuldig demonteren en reinigen van de arena met een reukloos, nonabrasive zeep in warm water te verwijderen van de geuren en de eventuele ongewenste lokstoffen. Gebruik een spons met een laag schurende te voorkomen krassen van de arena.
    1. Grondig drogen de arena en zet het opzij tot het einde van de lucht drogen in voorbereiding voor de volgende proef. Dit zal verhinderen dat water vlekken ontwikkelen. Krassen en water vlekken kunnen veroorzaken breking op die punten op de arena. Verstoringen maken fout in resultaten.
    2. Wanneer de arena moet worden behandeld, draag nitril handschoenen om te voorkomen dat de invoering van menselijke geuren op de oppervlakken van de arena.
  2. Neem de volgende omgevingsomstandigheden: vochtigheid, temperatuur, luchtdruk, datum, begin-/ eindtijd, externe lichtbronnen en LED posities in de arena. Deze waarden opnemen en controleren hun tendensen van experiment tot experiment. Dit zorgt voor een juiste uniforme experimentele wordt gerepliceerd, opnemen van de milieuomstandigheden vóór en na de wordt gerepliceerd.
  3. Typen experimenten
    Opmerking: Deze instelling is geschikt voor single en concurrerende lichte testen.
    1. Voor enkele lichte testen, gebruikt u een licht emitterende op een enkele klaverblad terwijl de rest van de klaver bladeren hebben niets uitstoten van hen.
    2. Stoten voor concurrerende experiment, licht van alle vier cloverleafs met verschillende kenmerken in competitie met elkaar.
      Opmerking: Andere experimenten kunnen beoordelen van het belang van insecten staat (gevoed, uitgehongerd, teneral, gekruist, bloed gevoed, enz.) en levensgeschiedenis fase. Opname/gedragsanalyse software kan worden gebruikt om te registreren en te kwantificeren van gedrag. Voor nachtelijke experimenten, kunnen de infraroodcamera's worden gebruikt om weer te geven van de insecten, die zal gloeien witte in de IR opnemen in tegenstelling tot de donkere arena.
    3. LED posities draaien na elke repliceren naar de controle van het potentiële effect van licht interferentie tussen tegengestelde lichtbronnen en milieu voorkeuren.
    4. Wilt tellen het aantal collecties voor insecten die niet in de gaten gaan, gebruikt infrarood LEDs, een infrarode camera, en software14. De video-opname zal tonen dat het aantal kever bezoeken aan elke LED. Een verzameling is niet meegeteld, tenzij het insect beweegt vanuit het midden van de arena richting een LED in tegenstelling tot na een rand langs een LED.
  4. Arena setup
    1. Instellen van een voetstuk met vier identieke mason jars en plaats een zwarte linnen doek op de top van hen. Het linnen doek is zwart om te voorkomen dat licht weerkaatst op de onderkant van de arena.
    2. Plaats de grondplaat van de arena op de top van deze voetstuk. Elk stuk van de arena op de top van deze basis plaat monteren.
    3. Plaats de klaverblad arena centraal rond de release-punt in de grondplaat. Houden dit centraal staat de insecten te blijken uit het midden van het experiment, waardoor ze geen eerste voorkeur.
    4. Installeer de lichtemitterende diodes (LED's) in van de container van de vier collectie LED houders.
    5. Instellen van de elektrische uitrusting aan de verlichting.

3. starten van Bioassays

  1. Plaats het duidelijk deksel van de arena op de arena parallel aan de basisplaat. Als insecten worden vrijgegeven door de basisplaat, moet het deksel van de arena al op de arena. Dit bevat insecten en biedt visuele beoordeling of video-opname (terrestrische insecten).
    1. Indien nodig per soort (luchtfoto insecten), tijdelijk de insecten voor het toestaan van extractie uit hun kooien (opkomst) zodat arena invoering te immobiliseren. De insecten neerhalend kan worden bereikt met tijdelijk met kooldioxide of een koude temperatuur (<-20 ° C voor muggen tot-4.0 ° C voor muggen).
    2. Met behulp van een aspirator, pak de gewenste seks en de telling van insecten uit de klopte neer insecten. Vervolgens, de insecten in te voeren in de arena via de grondplaat. Gebruik een pipe of ander gereedschap aspiratie voor insect extractie. Te veel manipulatie of lange belichtingen zal overleven.
    3. Start bioassay opnames/evaluatie vóór acclamatie te bevestigen de insecten zijn reageren alleen op het licht en niet vertonen een escape-reactie. Om te voorkomen dat escape reactie, een bepalen een tijd van de acclimatisering van 1 h tot de insecten alvorens het drijven op de elektronica. Insecten oriënteren naar specifieke golflengten van licht tijdens hun vlucht reactie wanneer geplaatst in een nieuwe omgeving.

4. beëindiging en kwantificeren van Bioassays

Opmerking: De duur van elke experimentele repliceren zal afhangen van insecten gedrag en antwoord timing, in het algemeen gebruik een langere blootstelling, meer reacties hebben de neiging om meer informatief.

  1. Record milieuomstandigheden.
  2. Stop opnamen zoals de infrarood camera, als gebruikt.
  3. In het geval van met behulp van de collectie kamers: na elke repliceren, plaatst u de klaverblad arena in een diepvriezer om te doden van de insecten voor kwantificering. De arena moet niet worden overgelaten in de vriezer te lang omdat de bevriezing omgeving kan het plastic te kraken.
  4. Kwantificeren insect gedrag door het tellen van insecten-responders in collectie kooien of analyseren van video. Insecten die bleef in het klaverblad arena werden geteld als geen keuze hebben gemaakt. Culicoides bleken bijvoorbeeld worden meest aangetrokken door UV-licht in vergelijking met het maken van geen keuze7.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

De terrestrische arena is gebruikt voor het verbeteren van de pest toezicht vallen voor rode bloem kevers14 en de antenne arena's voor Hessiaan vliegt15 en bijtende midges7. Hoewel de klaverblad arena's vergelijkbaar waren, de voorwaarden voor elk insect soorten verschilden en ondergebracht op de evaluatie van nachtelijke of dagverloop insecten die kunnen crawlen of vliegen. Wat nog belangrijker is deze lab studies vertaald in veld toepassingen voor insect pest bevolking veranderingen, introductie van invasieve soorten, de onderdrukking van de bevolking, en/of de ziekte vector risicobeoordelingen te volgen.

De rode bloem kevers, een opgeslagen product plaag, werden geëvalueerd in de terrestrische arena en gefilmd met behulp van een infrarood camera14. Reacties waren positief voor een kleur, beschouwd als een kever verplaatst naar de LED gecontacteerd. De arena setup was een concurrerende stijl met vier lichten of drie lampjes en een donkere leeg voor controle. De proef gegevens blijkt, de kevers waren het meest aangetrokken tot in de buurt van UV LED (390 nm) (Figuur 4). Deze informatie werd gebruikt om een beter rode bloem kever overlappen met behulp van een achthoekige UV LED-array, wat in een stijging van 20% van de collectie in vergelijking met een tarief van 1% vastleggen met de oorspronkelijke feromoon lokstof alleen resulteerde.

Hessian vliegt, tarwe veld gewas plagen werden geëvalueerd voor foto attractie de luchtfoto arena met een diurnaal15instellen. Hessische vliegen werden meest aangetrokken tot groene golflengtes met hoge intensiteit (Figuur 5). Vrouwen de voorkeur de groene spectra van 502 en 525 nm. Beide geslachten voorkeur echter hoge intensiteit licht (16 W/m2). Dit is het eerste verslag van de Hessiaan fly attractie selecteren uitgestoten golflengtes en intensiteiten LEDs onder gecontroleerde omstandigheden. Deze resultaten worden gebruikt om een betere Hessian fly detectie val voor uninfested tarwe velden.

De ziekte vector bijtende midge, Culicoides sonorensis kan virussen, die in hertachtigen, ovids en bovids leiden epizoötische hemorragische ziekte of blauwe tong ziekte tot kunnen overbrengen. C. sonorensis werden getest met behulp van de antenne arena onder nachtelijke omstandigheden om te bepalen van de optimale kleuren die aangetrokken suiker seeking bijtende midges7. De hoogste percentages van bijtende muggen waren aangetrokken tot ultraviolet (UV)-licht en lichtintensiteit belangrijk was met de helderste lichten wordt meest aantrekkelijke (Figuur 6). Suiker-zoekende en ontsnappen gedrag werden veroorzaakt door 355 nm en 365 nm in golflengte respectievelijk en de bijtende muggen een onderscheid gemaakt tussen de twee gekleurde lichten. Met behulp van deze golflengten, de aantrekkelijkheid van C. sonorensis aan licht vallen kan worden verbeterd en de lichten zijn overgenomen in insecticide suiker vallen16.

Figure 1
Figuur 1: deze tekening weerspiegelt de dimensie van de aardse arena. De release wijzen alsmede punten van de bijlagen van de LED op de top van elke halve cirkel worden aangeduid in het midden van de arena. Ook gepresenteerd is een voorbeeld van een kegelvormige licht projectie van een LED. De optimale kijkhoek van de LEDs is 45°, hoewel de arena ontwerp zorgt voor meer smalle of brede kijkhoeken als de halve cirkels Beperk lichte crossover behalve in het midden van de arena. De terrestrische arena heeft een lager profiel in vergelijking met de antenne arena omdat de insecten niet de ruimte om te vliegen hoeft, waarmee video-opnamen te blijven richten op de insecten. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 2
Figuur 2: de arena van de antenne licht assay opgebouwd uit duidelijk acryl, hoewel het heeft allemaal hetzelfde ontwerp voordelen van de terrestrische arena maar voor meer stahoogte zorgt voor vliegende insecten evaluatie. Vier collectie containers hebben LEDs van verschillende golflengten verlichten van hun respectieve apex van het klaverblad. Deze afbeelding laat de arena competitie stijl met rood, groen, blauw en UV-licht instellen. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 3
Figuur 3: het elektrische schema van een 6 V DC voedingsbron aangesloten op variabele weerstanden (potentiometers) waarmee de macht elke LED (light emitting diode) dus de intensiteit van elke LED kan onafhankelijk worden aangepast. Neutrale densiteit papier kan ook worden gebruikt ter vermindering van de intensiteit zonder te veranderen van de uitgezonden golflengten. Golflengte en golflengtebereik worden aangepast door het selecteren van de verschillende LED oplossingen. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 4
Figuur 4: (Boven) Het verkeer van tien rode bloem kevers voor 5 min werd beoordeeld in de klaverblad arena. Een bezoek was gedefinieerde beweging naar een resulterend in het aanraken van de LED kleur. Geteste kleuren blauw waren (410 nm) en UV-(390, 380 en 360 nm). Standaard foutbalken worden aangegeven en verschillen worden aangeduid door letters (p < 0.0001), verschillende letters geven aanzienlijk verschillende middelen. (Onder) Verdere evaluatie van verkeer met lagere intensiteit kleuren was gelijkaardig aan hierboven, maar met de kleuren UV (390 nm), groen (555 nm), rood (655 nm), en gele (587 nm). (Figuur 4 werd herdrukt uit Duehl et al. 2011 met toestemming.) Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 5
Figuur 5: mannelijke en vrouwelijke Hessische vliegen werden geëvalueerd voor foto attractie apart om te voorkomen dat cofounding factoren. (A-C) zijn vrouwelijke vlieg reacties en (D-F) zijn mannelijke. Significante verschillen worden aangegeven door verschillende letters (P < 0,05), verschillende letters geven aanzienlijk verschillende middelen. (A en D) Zowel mannen als vrouwen aanzienlijk werden aangetrokken tot groen (527 nm) in vergelijking met rood (624 nm), amber (590 nm), en blauw (472 nm). (B en E) Binnen de groene spectra 502-525 nm was meest aantrekkelijke en (C en F) intensiteit van het licht was belangrijk. (Figuur werd herdrukt uit Schmid et al. 2017 met toestemming.) Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 6
Figuur 6: (Boven) Culicoides sonorensis werden aangetrokken aanzienlijk meer UV-licht dan blauw, groen of rood. Verschillende letters geven aanzienlijk verschillende middelen (P < 0,05), verschillende letters geven aanzienlijk verschillende middelen. Suiker maaltijden werden verstrekt voorafgaand aan elke repliceren. (Onder) Attractie voor lichtintensiteit was geschat aan de hand van de Culicoides sonorensis verkeer naar het dezelfde UV-licht, maar bij verschillende intensiteiten (4, 8 en 12 watt) en een blauw licht (24 watt). (Figuur werd herdrukt uit Snyder et al. 2016 met toestemming.) Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Aanvullende tabel 1: algemene LED tabel voor golflengten. Meer smalle LED golflengten bestaan; deze lijst toont enkel brede waaiers voor LEDs die bestaan in het insect visie spectra. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Foto-attractie bioassays zijn een belangrijk instrument om te bepalen van de optimale aantrekkelijke kleur(en) en minimaliseren van de opties voor veldproeven van deze kleuren. Echter verschillende factoren moeten worden overwogen bij het optimaliseren van de bioassay voor een specifieke insecten met inbegrip van: enkel licht vs. concurrerende lichte experimenten, helderheid, optimale spectraal bereik, ambient licht interferentie, stand van de insecten en de natuurlijke gedragingen die kunnen beperken de mogelijke antwoorden.

De meeste insecten hebben sommige phototaxis, die mogelijk een aangeboren ontsnappen mechanisme waardoor het insect te verplaatsen naar het licht. Dit kan worden getest door het verstrekken van één lichtbron in de arena en de overige drie zijden donker verlaten. Echter, een concurrerende test vier gekleurde lampen zal hebben en toont kleur voorkeur gebaseerd op de insecten reactie op elk licht. Bioassay gebruikers moeten bepalen als ze zijn testen voor lichte attractie of lichte voorkeur. De concurrerende arena kan worden ingesteld om te zoeken naar repulsion ook. Houd er rekening mee dat de insecten kunnen nog niet een keuze van de kleur van het licht, als ze in de arena blijven en niet naar een licht oriënteren doen. Deze geen insecten van de keuze moeten worden verantwoord in de resultaten.

Licht emitterende diode helderheid moet altijd worden beschouwd, en arena lichten moeten worden verhoogd of verlaagd op de dezelfde intensiteit; Daarom is het belangrijk om te testen van de helderheid van de LED's voor elk afzonderlijk experiment met een foto-spectrometer. De potentiometers zijn belangrijk voor het beheersen van de spanning op elke LED, die op zijn beurt de helderheid past. Commercieel geproduceerd LEDs variëren naar aanleiding van de spanning en dus zelfs binnen een groep van LED's met de dezelfde spectra, elke verschillende LED moet worden geëvalueerd, en de potmeter aangepast vóór gebruik. Zelfs met deze techniek neutrale densiteit zijn filters soms nodig om te verminderen de intensiteit van zeer heldere bollen. Snyder et al. (2016) 8 en Schmidt et al. (2017) 10 gevonden helderheid als een belangrijke factor in bijtende midge en Hessian fly collecties met het helderder licht verzamelen verhoudingsgewijs meer insecten, hoewel golflengte de belangrijkste factor gevolgd door helderheid was.

Bioassay gebruikers zullen profiteren door smalle golflengte spectra LEDs testen. Snyder et al. (2016) 8 gevonden C. sonorensis bekwaam om te onderscheiden tussen golflengtes (10 nm uit elkaar) en deze zeer verschillende gedrags reacties ontlokte. Smalle golflengte LEDs zullen daarom noodzakelijk om te bepalen van de optimale smalle golflengte van licht voor een bepaald gedrag.

Externe licht kan interfereren met lichte attractie. Schmidt et al. (2017) 10 gevonden Hessische vliegen veel meer aangetrokken tot kleuren wanneer een donkere arena dan tijdens een verlichte gegeven. Nochtans, werkte de lichten in een omnivoor arena (gedeeltelijk brandt), de beste. Een donkere arena blokkeert 100% van het externe licht en wordt gebruikt voor het testen van nachtelijke insecten in hun meer natuurlijke visuele omgeving. De arena's kunnen ook worden gebruikt in het daglicht te simuleren van de visuele omgeving van een diurnale insect, een belangrijke factor voor het waarborgen van de attractie onder echte wereld overlapping omstandigheden.

Hoewel de visuele attractie is belangrijk, kunnen olfactorische lokstoffen (feromonen, kairomones) worden toegevoegd zoals in Duehl et al. (2010) 16. deze synergetische attractie verhoogd val-collectie. Een interlokale lokstof kan helpen individuen dichter te brengen tot de aantrekkelijke lichtbron en zal sterk toenemen trap attractie14. Bijvoorbeeld, was het feromoon gebruikt voor het aantrekken van de rode bloem kevers een vrouwelijk geslacht feromoon. Testen van verschillende fasen zoals gevoed, unmated, onlangs naar voren gekomen, ovipositing, kunnen zoeken of andere staten van voedsel/ontvangst evenwel belangrijk omdat ze unieke attracties als de mei de verschillende stadia van de levensloop zoals larven, poppen of volwassenen hebben kan. Het overvullen milieu moet ook worden overwogen, in voedsel rijk omgevingen als meel molens voedsel geur gebaseerd lokstoffen minder doeltreffend zal zijn.

Arena's kunnen veranderen of beïnvloeden insect gedrag zelfs onder gecontroleerde omstandigheden zoals vaste lichtniveaus, vochtigheid en temperatuur. Het is mogelijk dat de kleine gebieden of openingen beperkende natuurlijke bewegingen van het insect. Bijvoorbeeld in één proces Culex tarsalis muggen niet meegedaan de smalle openingen in de collectie kooien (LW Cohnstaedt, persoonlijke observatie) en huis vliegt zou geen donkere gebieden11opgeeft. In sommige gevallen kunnen dit worden overwonnen met behulp van kleverige papier en vangen de insecten die in de buurt van de lichten gaan maar treedt niet kooien of video-opnamen het insect gedrag. Daarom moeten alle laboratoriumresultaten bioassay met veldproeven worden bevestigd.

De lichte bioassay arena en het protocol beschreven zijn uniek omdat ze aangepast aan een terrestrische of luchtfoto insecten soorten worden kunnen. De arena's ontwerpen rekeningen van hoogactieve en lage activiteit insecten (de klaverblad vorm) en de lichten zijn flexibele voor verschillende concurrerende en niet-competitieve testen. Deze methode kan ten slotte ook geschikt voor de meeste elke levensgeschiedenis trait (zulke zoals uitgehongerd, suiker/host op zoek naar, levensgeschiedenis stadium, enz.). Deze redenen ervoor zorgen dat deze lichte bioassay een universele en flexibele protocol voor minimale tijd of geld geïnvesteerd.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Geen

Acknowledgements

Geen

Materials

Name Company Catalog Number Comments
metal flashing material
#10 stainless steel machine screw Stock
#10 stainless steel locking nut Stock
5 mm LED holder Radio Shack Corp 276-080
matte black spray paint Stock
Fluon Stock
molded polyacrylic
screw top Nalgene Thermo Fisher Scientific Nunc polymethylpentene 125 mL, 64 mm outer diameter, 74 mm height
Threaded Teflon pipes Stock 15 mm diameter, 60 mm length
StellarNet light spectrometer Stellar Net, Inc BLACK Comet C-SR-25
LED infrared light source Tracksys LTD
infrared video camera Panasonic Corp WV-BP330 Panasonic CCTV camera
MEDIACRUISE software Canopus Corp

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Briscoe, A. D., Chittka, L. The evolution of color vision in insects. Annu. Rev. Entomol. 46, 471-510 (2001).
  2. Srinivasan, M. V., Venkatesh, S. Embodying natural vision into machines. From living eyes to seeing machines. Oxford University Press. U.K. 249-265 (1997).
  3. Srinivasan, M., Moore, R. J. D., Thurrowgood, S., Soccol, D., Bland, D. From Biology to engineering: insect vision and applications to robotics. Frontiers in sensing. Barth, F. G., Humphrey, J. A. C., Srinivasan, M. V. Springer. Vienna, Austria. 19-39 (2012).
  4. Allan, S. A., Day, J. F., Edman, J. D. Visual ecology of biting flies. Annu.Rev. Entomol. 32, 297-316 (1987).
  5. Brown, A. W. A. Studies of the responses of the female Aedes mosquito Part V. The role of visual factors. Bull. Entomol. Res. 44, 567-574 (1953).
  6. Brown, A. W. A. Studies on the responses of the female Aedes mosquito Part VI. The attractiveness of coloured cloths and Canadian species. Bull. Entomol. Res. 45, 67-78 (1954).
  7. Snyder, D., Cernicchiaro, N., Cohnstaedt, L. W. Sugar-feeding status alters biting midge photoattraction. Med. Vet. Entomol. 30, 31-38 (2016).
  8. Menzel, R., Shmida, A. The ecology of flower colours and the natural colour vision of insect pollinators: The Israeli flora as a study case. Biological Reviews. 68, 81-120 (1993).
  9. Walker, W. F. Responses of selected thysanoptera to colored surfaces. Environ. Entomol. 3, 295-304 (1974).
  10. Lelito, J. P., Fraser, I., Mastro, V. C., Tumlinson, J. H., Baker, T. C. Novel visual-cue-based stickytraps for monitoring of emerald ash borers, Agrilus planipennis (Col., Buprestidae). J. Appl. Entomol. 132, 668-674 (2008).
  11. Diclaro, J. W. II, Cohnstaedt, L. W., Pereira, R. M., Allan, S. A., Koehler, P. G. Behavioral and Physiological Response of Musca domestica to Colored Visual Targets. J. Med. Entomol. 49, (1), 94D100 (2012).
  12. Steverding, D., Troscianko, T. On the role of blue shadows in the visual behaviour of tsetse flies. Proc. R. Soc. Lond. B. 271, 16-17 (2004).
  13. Cohnstaedt, L. W., Gillen, J. I., Munstermann, L. E. Light-emitting diode technology improves insect trapping. J. Am. Mosq. Control Assoc. 24, 331-334 (2008).
  14. Duehl, A. J., Cohnstaedt, L. W., Arbogast, R. T., Teal, P. E. A. Evaluating light attraction to increase trap efficiency for Tribolium castaneum (Coleoptera: Tenebrionidae). J. Economic Entomol. 104, 1430-1435 (2011).
  15. Schmid, R. B., Snyder, D., Cohnstaedt, L. W., McCornack, B. P. Hessian Fly (Diptera: Cecidomyiidae) Attraction to Different Wavelengths and Intensities of Light-EmittingDiodes in the Laboratory. Environ. Entomol. 46, (4), 895-900 (2017).
  16. Cohnstaedt, L. W., Snyder, D. Design features of a proposed insecticidal sugar trap for biting midges. Vet. Ital. 52, (3-4), 265-269 (2016).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics