Assay בחירה האנכי T-מבוך לתגובת פרוקי רגליים לodorants
Summary
Olfactometer אנכי, T-מבוך מתואר לassaying התגובה התנהגותית של פרוקי רגליים. Olfactometer מאפשר הנסיין למדוד בחירות שבוצעו על ידי נבדקים, כאשר נתון שני שדות ריח פוטנציאליים. שניהם המשיכה ולדחייה מodorants ניתן למדוד במכשיר זה.
Abstract
לאור החשיבות הכלכלית של חרקים ומזיקים כמו Arachnids של גידולים חקלאיים, סביבות עירוניות או כוקטורים של מפעל ומחלות אנושיות, טכנולוגיות שונות מפותחות ככלי בקרה. משנה של כלים אלה מתמקד בשינוי ההתנהגות של פרוקי רגליים על ידי משיכה או דחייה. לכן, פרוקי רגליים הם לעתים קרובות המוקד של חקירות התנהגותיים. כלים שונים פותחו כדי למדוד התנהגות פרוקי רגליים, כולל מנהרות רוח, טחנות טיסה, servospheres, וסוגים שונים של olfactometers. המטרה של הכלים הללו היא למדוד תגובת חרקים או עכבישים לרמזים ויזואליים או לעתים קרובות יותר חוש ריח. Oflactometer T-המבוך האנכי המתואר כאן מודד בחירות שבוצעו על ידי חרקים בתגובה למושכים או דוחים. זהו מכשיר בדיקת תפוקה גבוה שמנצל phototaxis החיובי (משיכה לאור) וgeotaxis השלילי (נטייה ללכת או לעוף כלפי מעלה) הוצג על ידי פרוקי רגליים רבים. Olfactometאה מורכב משפופרת זכוכית 30 סנטימטרים שמחולקת במחצית עם רצועת טפלון להרכיב T-מבוך. כל מחצית משמשת כזרוע של olfactometer מאפשר לנבדקים לבצע בחירה בין שני שדות ריח פוטנציאליים במבחנים המעורבים מושכים. במבחנים הכוללים דוחים, חוסר התגובה נורמלית למושכים ידועים אך ניתן למדוד כמשתנה שלישית.
Introduction
פרוקי רגליים (כולל חרקים ועכבישים) לעתים קרובות מוגדרים כמזיקים, כי הם גם להתחרות עם מאכל אדם בהגדרות חקלאיות או עירוניות או להעביר פתוגנים סיבתיות של מחלה 1. כמות גדולה של השקעה נעשית לפיתוח כלי בקרה למזיקים כאלה. כלים אלה יכולים להשתנות במידה רבה והתקדמות משמעותית נעשתה בפיתוח כלי biorational כי גם לשנות או לנצל את ההתנהגות הטבעית של מזיקים עם השימוש במשיכה או דוחי 2,3 התנהגותיים.
מזיקי פרוקי רגליים לעתים קרובות מסתמכים על אותות או רמזי חוש ריח לזוג ו / או מיקום 4 מארח. לכן גילוי של משיכה או דוחים יעילות למזיקים יכול להוביל לעתים קרובות לפיתוח כלי בקרה. תהליך זה של גילוי כרוך במספר שלבים. ראשית, ההתנהגות הטבעית של הנבדק חייבת להיות מובנת. לדוגמה, יש לוודא אם מין אחד ממינים נתונים מושך את ההפךסקס למיקום זוג. אם כך, צריך לקבוע אם משיכה זו מתווכת על ידי חומר כימי והיכן שמיוצר כימי. צעדים נוספים כוללים קביעה מתי הכימי מופק וזיהוי הסופי שלה. במשך כל התהליך, (חרקים או קרדית) התגובה התנהגותית של נושא המבחן לodorants חייבת להיבדק. בתחילה, את ההתנהגות של הנבדק תיבחן לחומר הטבעי. לדוגמה, תגובתו של עש זכר עשויה להיבדק לזה של התמצית של בלוטת הפרומו שלה הנשית conspecific. לחלופין, תגובה של אוכלי עשב לריחות הטבעיים של הצמח הפונדקאי שלו יכולה להיבדק. למרות חקירות אלה יש לעתים קרובות התמקדות מעשית בפיתוח של כלי ניהול 5,6, הם יכולים להיות מיושמים גם על מחקר שעוסק בשאלות עקרוניות יותר, כגון התפצלות 7. השלבים הבאים כרוכים בבדיקת התגובה של פרוקי הרגליים לגרסות סינטטיות של מוצרים טבעיים שזוהו.
Understanding כמה פרוקי רגליים מגיבים לכימיקלים מחייב פיתוח של כלים המתאימים כדי למדוד את התנהגותם. הנתונים המופקים על ידי כלים כאלה יהיו תלויים בכמה טובים הוא החוקר הצליח למדוד התנהגויות טבעיות בהגדרה מבוקרת. לפני למעלה משישה עשורים, olfactometers טיסה הממושכת ומנהרות שפותחו כדי למדוד תגובת חרק odorants 8,9. Olfactometers להשתנות באופן משמעותי בעיצוב, ולעתים קרובות הם מותאמים לחרק או הבעיה הספציפי הנחקר. המטרה של מאמר זה היא לתאר את העיצוב ושימוש ב, olfactometer T-מבוך כיוון אנכי למדידת תגובת חרק odorants (איור 1). הכיוון האנכי של olfactometer מנצל geotaxis השלילי (נטייה לנוע למעלה) הוצג על ידי חרקים רבים. מקור אור ממוקם ישירות מעל olfactometer מנצל phototaxis החיובי (נטייה לנוע לכיוון מקור האור) הוצג על ידי חרקים רבים. Olfactometer שימושי במיוחד לחרקי hemipteran שנוטים לא להציג בקלות בתנועה אופקית olfactometers אורינטציה ושהושפעו מאוד מעוצמת האור ביחס לאורינטציה. עם זאת, המכשיר הזה יכול לשמש למגוון רחב של חרקים מעופפים והזוחלים, כמו גם Arachnids. Olfactometer יכול להיות מועסק על מנת להעריך את שני מושכים ודוחה. במקרה של משיכה, שדה הריח המפוצל (איור 1) הוא הקים עם attractant המשוער שוחרר בצד אחד לעומת אוויר נקי שוחרר בצד הנגדי. בחירה נרשמת כאשר החרק שוחרר בבסיס olfactometer בוחר אחד משני שדות הריח. במקרה של דוחים, התנהגות שלישית היא אפשרית. בנוסף לתנועה כלפי מעלה בכל אחד משני שדות הריח, חוסר התנועה כלפי מעלה עשוי להיות מוקלט המציין גירוי שאינו מגיב או הדיפה מגירוי או שדות ריח.
Protocol
Representative Results
Discussion
בזאת, מכשיר בדיקה ופרוטוקול מתואר למדידת התגובה של פרוקי רגליים קטנים (Insecta: Hemiptera: Psyllidae) לodorants. השיטה כרוכה במבחן אמריקאי, המאפשר לחרקים לעשות בחירה בין שני שדות odorant במקרה של מבחני הערכת attractant משוער. יתר על כן, נושא הבדיקה עשוי להציג שלושה סוגים של התנהגויות על ידי השארת זרוע השחרור וכניסה לכל אחד משני תחומי ריח פוטנציאליים, או שנותר בזרוע השחרור, במקרה של מבחני repellency. Olfactometer מאפשר איסוף נתוני תפוקה גבוהה משום שהיא מנצלת את geotactic השלילי (נטייה לנוע כלפי מעלה) וphototactic החיובי (נטייה לנוע לכיוון אור) תגובה התנהגותית טבעית של פרוקי רגליים רבים. למרות ההפגנה הנוכחית משתמשת בדוגמא מבחן חרקי psyllid, assay יכול להיות מותאם בקלות לפרוקי רגליים רחבה, כאלה שמשתמשים בטיסה או הליכה כמצבים דומיננטיים של תחבורה.
<p class="Olfactometers" "jove_content"> המיועד למדידת התגובה של חרקים בתחילה פותחו לפני עשרות שנים ומלאה תפקיד מרכזי בהבהרת מושכים ודוחה חרקים 12. העיצובים הספציפיים של olfactometers כאלה להשתנות במידה רבה, עם זאת, וריאציות על הנושא הכללי של assay שתי הבחירה, כמו גם כפי שמתוארות כאן, מבחנים דומים Y-tube שלעתים קרובות משמשים למדידת תגובת פרוקי רגליים לכימיקלים. מנהרות טיסה גדולות יותר שעלול לגרום לבריחה מתמשכת של חרקים 9 הביאו גם אוסף של נתוני פורצים מאירים את המנגנונים הבסיסיים של טיסה וכיוון חרק semiochemicals, כמו גם, נתונים המודיעים שימוש מעשי בכלי דברה.זה לעתים קרובות יש צורך להתאים את עיצוב olfactometer ומכשור נלווה לביולוגיה של נושא בדיקת פרוקי רגליים המסוימות. olfactometers אלה שיכולים לשמש בקרב קבוצה רחבה של חרקים מועילים יותר מאלה specific לקבוצה קטנה, אך לעתים את המשמעות הכלכלית של קבוצה קטנה של חרקים מכתיבה את הצורך בפיתוח של olfactometer מאוד ספציפיים וטכניקת בדיקה. העיצוב תאר כרגע בונה על טכניקות חרקי העבר מוכרות. זה מאפשר לassay שתי בחירה סטנדרטי יותר מ-Y bioassays צינור שבזירת הניסוי או המבחן האמריקאי לובשת צורה של מכשיר זכוכית בצורת אות V 7. בדרך כלל, זרוע אחת של Y-צינור כזה תקבל odorant טיפול, ואילו השני יישאר ריק 13. וריאציות על olfactometers כאלה עשויות לכלול תוספת של זרועות מרובות חישורים, 14 ואפילו תוספת של אדמה בינונית לassaying ההתנהגות של יצורים הנעים בקרקע 15. בפיתוח olfactometers כאלה מבחנים נלווים, חשוב לשקול כמה הדוק תנאים טבעיים משוכפלים ולכן הרלוונטיות האמיתית של תגובות התנהגותיות הוערכו במונחים של הביולוגיה של הנבדקים. כדי להתואר rge, הנתונים שנאספו יהיה שימושי כמו הרלוונטיות של המבדק התנהגותי ביחס לאקולוגיה התנהגותית של האורגניזם 16 בלבד.
Olfactometer תאר כרגע והמבדק ההתנהגותי תוכנן במיוחד עבור חרק hemipteran שנוטה ליזום טיסה כמו "קפיצות" קצרות 16. הכיוון האנכי של olfactometer וסידור מקור האור להקל חניכה של תנועת חרק ולכן התנהגות אורינטציה כימית בתיווך לאחר מכן ניתן assayed ביעילות ובתפוקה גבוהה. הסדר assay התנהגות זו סבירה יכול לשמש למגוון רחב של טיסה או הליכה או מיני פרוקי רגליים יכולים גם להיות שונים בקלות כדי להתאים את הצורך של יצורים שאינם חרקים.
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר ההדרים וקרן פיתוח הוא הודו על סיועם. הודות למלאך מיכאל הויט ופלורס לביצוע מבדקים.
Materials
| Name of Equipment | Company | Catalog number | Comments |
| Two port divided T-olfactometer | Analytical Research Systems (ARS), Inc. Gainesville, FL | None(Custom made) | If unavailable from ARS, Southern Scientific (Gainesville, FL) also currently builds and distributes such equipment. |
| Solid-phase micro-extraction holding/odor source chamber with Teflon;-glass tube connectors. | Analytical Research Systems (ARS), Inc. Gainesville, FL | RV-R3 | See above comment |
| Air delivery system | Analytical Research Systems (ARS), Inc. Gainesville, FL | HADS-2AFM2C.4 | See above comment |
| Guillotine chamber | Analytical Research Systems (ARS), Inc. Gainesville, FL | L3GP3 | See above comment |
Referenzen
- Resh, R. H., Cardé, R. T. . Encyclopedia of Insects. , (2003).
- Aluja, M., Lesky, T. C., Vincent, C. . Biorational tree-fruit pest management. , (2009).
- Rodriquez-Saona, C., Stelinski, L. L., Peshin, R., Dhawan, A. K. Behavior-modifying strategies in IPM: Theory and Practice. Integrated Pest Management: Innovation – Development Process. , 261-311 (2009).
- Cardé, R. T., Millar, J. G. . Advances in insect chemical ecology. , (2004).
- Knight, A. L., Stelinski, L. L., Hebert, V., Gut, L., Light, D., Brunner, J. Novel dispensers simultaneously releasing pear ester and sex pheromone for disruption of codling moth (Lepidoptera: Tortricidae). Journal of Applied Entomology. 136 (1-2), 79-86 (2012).
- Mann, R. S., Tiwari, S., Smoot, J. M., Rouseff, R. L., Stelinski, L. L. Repellency and toxicity of plant-based essential oils and their constituents against Diaphorina citri Kuwayama (Hemiptera: Psyllidae). Journal of Applied Entomology. 136 (1-2), 87-96 (2012).
- Forbes, A. A., Powell, H. Q., Stelinski, L. L., Smith, J. J., Feder, J. L. Sequential sympatric speciation across trophic levels. Science. 323 (5915), 776-779 (2009).
- Kennedy, J. S. The visual responses of flying mosquitos. Proceedings of the Zoological Society of London A. 109 (4), 221-242 (1940).
- Miller, J. R., Roelofs, W. L. Sustained-flight tunnel for measuring insect responses to wind-borne sex pheromones. Journal of Chemical Ecology. 4 (2), 187-198 (1978).
- Mann, R. S., Rouseff, R. L., Smoot, J. M., Castle, W. S., Stelinski, L. L. Sulfur volatiles from Allium spp. affect Asian citrus psyllid, Diaphorina citri Kuwayama (Hemiptera: Psyllidae), response to citrus volatiles. Bulletin of Entomological Research. 101 (1), 89-97 (2011).
- Onagbola, E. O., Rouseff, R. L., Smoot, J. M., Stelinski, L. L. Guava leaf volatiles and dimethyl disulfide inhibit response of Diaphorina citri Kuwayama to host plant volatiles. Journal of Applied Entomology. 135 (6), 404-414 (2011).
- Baker, T. C., Linn, C. E., Hummel, H., Miller, T. A. Wind tunnels in pheromone research. Techniques in Pheromone Research. , 75-110 (1984).
- Stelinski, L. L., Rodriguez-Saona, C., Meyer, W. L. Recognition of foreign oviposition marking pheromone in a multitrophic context. Naturwissenschaften. 96 (5), 585-592 (2009).
- Gökçe, A., Stelinski, L. L., Whalon, M. E. Behavioral and electrophysiological responses of leafroller moths to selected plant extracts. Environmental Entomology. 34 (6), 1426-1432 (2005).
- Ali, J. G., Alborn, H. T., et al. herbivore-induced plant volatile increases biological control activity of multiple beneficial nematode species in distinct habitats. PLoS ONE. 7 (6), e38146 (2012).
- Mann, R. S., Ali, J. G., et al. Induced release of a plant defense volatile ‘deceptively’ attracts insect vectors to plants infected with a bacterial pathogen. PLoS Pathogens. 8 (3), e1002610 (2012).
