Application de deux tétranyque<em> Tetranychus urticae</em> D'études des plantes-parasites interaction
Summary
Protocoles pour la préparation efficace des échantillons homogènes de tétranyques, l'infestation de plantes expérimentales et l'évaluation des dommages aux plantes, tel que requis pour les études d'interaction plante-ravageur ont été développés.
Abstract
Le tétranyque à deux points, Tetranychus urticae, est un herbivore polyphage arthropodes omniprésente qui se nourrit d'une remarquable large éventail d'espèces, avec plus de 150 de la valeur économique. Il est un ravageur important des cultures de serre, en particulier dans les solanacées et les cucurbitacées (par exemple, les tomates, aubergines, poivrons, concombres, courgettes) et les plantes ornementales (par exemple, roses, chrysanthèmes, œillets), les cultures annuelles (telles que le maïs, le coton, soja et la betterave à sucre), et dans des cultures pérennes (luzerne, fraises, raisins, agrumes, et les prunes) 1,2. En plus de la polyphagie extrême qui en fait un nuisible agricole importante, T. urticae a tendance à développer une résistance à un large éventail d'insecticides et acaricides qui sont utilisés pour le contrôle 3-7.
T. urticae est un excellent organisme expérimental, car elle a un cycle de vie rapide (7 jours à 27 ° C)et peut être facilement maintenue à une densité élevée dans le laboratoire. Méthodes de dosage de l'expression du gène (y compris l'hybridation in situ et dans la coloration des anticorps) et pour inactiver l'expression de gènes endogènes de tétranyques en utilisant l'interférence de l'ARN ont été mis au point 10.8. Récemment, la séquence complète du génome de T. urticae a été rapporté, la création d'une opportunité de développer ce ravageur herbivore comme un organisme modèle de ressources génomiques équivalentes qui existent déjà dans certains de ses plantes hôtes (Arabidopsis thaliana et la tomate Solanum lycopersicum) 11. Ensemble, ces organismes modèles pourraient fournir des indications sur les bases moléculaires des interactions plante-parasite.
Ici, une méthode efficace pour la collecte rapide et facile d'un grand nombre d'acariens femelles adultes, leur application sur une plante hôte expérimental, et l'évaluation des dommages de l'usine en raison de l'acarien alimentation sont décrits. Le protocole présenté enables collection rapide et efficace de centaines de personnes à tous les stades de développement (œufs, larves, nymphes, adultes mâles et les femelles) qui peut être utilisé pour l'application expérimentale ultérieure.
Introduction
Interaction plante-ravageur est un sujet de grande importance scientifique et économique. Il a été historiquement étudiée en utilisant les deux plantes de culture (comme la tomate) et la plante modèle, R. thaliana. Dans les deux cas, la sensibilité de la plante à herbivore peut être mesuré soit directement par l'évaluation du phénotype de la plante après herbivore attaque ou indirectement par le biais de l'évaluation de la performance des ravageurs.
Les mesures directes de la sensibilité de la plante ont été utilisées précédemment pour un certain nombre d'espèces d'insectes nuisibles en utilisant une gamme de méthodes. Par exemple, le broutage des larves de lépidoptères est mesurée comme une estimation de la partie du tissu de la plante consommée soit par Plutella xylostella (teigne) ou Trichoplusia ni (arpenteuse du chou) à l'œil nu à l'aide d'une grille 12. En outre, il existe des méthodes qui utilisent l'imagerie numérique de l'endommagement de la feuille postérieure avec une analyse quantitative de l'image. Ces méthodes ont été utilisées dansétudes de A. interaction thaliana avec Frankliniella occidentalis (les thrips des petits fruits) 13, Scaptomyza flava (drosophile feuille-mines) 14, et T. ni 15.
Les mesures indirectes de la sensibilité de la plante sont largement utilisés dans les études d'interaction plante-parasite. Par exemple, la sensibilité de A. thaliana à Myzus persicae puceron herbivores est généralement évaluée par l'analyse de la fécondité des ravageurs et la description de la morphologie d'une plante après interaction 16,17. Un autre indicateur indirect typique de A. thaliana sensibilité à un parasite est une évaluation du poids sec ou humide de la herbivore. Ce paramètre est couramment utilisé pour caractériser les herbivores de lepidoterans, Pieris rapae tels que (petit blanc), P. xylostella, ou T. ni à leur larves ou des pupes en scène 15,17.
Les acariens sont des cellules contenu feeders. Dommages aux acariens est reconnu comme une collection de taches chlorotiques dont la couleur va du blanc au vert pâle. La sensibilité d'une plante hôte à tétranyque herbivores a déjà été évalué, soit indirectement par le biais de l'analyse de jours de performance de tétranyque post-infestation 18,19, ou directement en utilisant morphologie des plantes semaines post-infestation 18 ou en utilisant un appareil d'imagerie numérique de feuilles exposées aux acariens pour les jours à la suite l'analyse automatique d'image 19. Ces méthodes ont été mises au point et utilisées pour des études d'interactions entre les plants de tomates et T. urticae, et généralement utilisé un petit nombre de tétranyques (5-15 par traitement) qui ont été collectées à partir de la population d'acariens mixte et ont été placés sur la surface de la feuille à l'aide d'une brosse à poils doux. Cependant, ces procédés ne conviennent pas pour des études où un plus grand nombre d'acariens doivent être appliquées. En outre, alors que le traitement direct des images de feuilles dans le logiciel d'analyse d'imagetels que Adobe Photoshop (San Jose, CA) ou ImageJ 20 peuvent être utilisés pour l'analyse des dommages de tomate, ces protocoles doivent être modifiés pour être appliquée à des feuilles qui ont une plus grande réflectivité de la surface ou sont légèrement colorés et avoir trichomes très visibles ( par exemple, A. thaliana) qui interfèrent avec la sélection automatique des taches chlorotiques qui marquent dommages aux plantes. En outre, le stade de développement des acariens qui peuvent être facilement utilisés avec les méthodes précédentes est limitée aux femmes adultes les plus répandues et facilement identifiables et s'oppose à l'utilisation d'autres stades de développement.
La première étape critique vers l'analyse à haut débit de l'usine-acarien interaction est d'établir des protocoles simples et robustes et reproductibles pour contester les plantes avec les acariens et fiable d'évaluer les résultats d'interaction.
Dans cette vidéo, une méthode efficace pour la collecte rapide et facile d'un grand nombrenombre d'acariens femelles adultes, leur application sur une plante hôte expérimental, et l'évaluation des dommages de l'usine en raison de l'acarien alimentation sont décrits. Le protocole présenté permet la collecte rapide et efficace de centaines de personnes à tous les stades de développement (œufs, larves, nymphes, adultes mâles et les femelles) qui peut être utilisé pour l'application expérimentale ultérieure. En outre, ces protocoles peuvent être appliqués à n'importe quelle plante acarien hôte, mais sont particulièrement démontré dans le cas de A. thaliana.
Protocol
Representative Results
Discussion
Cette vidéo montre protocoles utilisés pour isoler et à infester les plantes avec un grand nombre d'acariens femelles adultes. Bien que nous avons présenté ce protocole en utilisant A. thaliana, il peut être utilisé pour n'importe quel système d'interaction plante-araignée acariens et est actuellement appliquée avec succès aussi sur la tomate et la vigne (Vitis vinifera) plantes. Les rendements de protocole résultats reproductibles, ce qui indique que les acariens sont collecté…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This project was funded by the Government of Canada through Genome Canada and the Ontario Genomics Institute (OGI-046), and Ontario Research Fund–Global Leadership in Genomics and Life Sciences GL2-01-035 (to M.G. and V.G.). T.V.L. is a postdoctoral fellow of the Fund for Scientific Research Flanders (FWO).
Materials
| Plant material: | |||
| California red kidney bean | Stokes, Thorold, ON, Canada | NA | Two week old, well infested with spider mites two or three days before use. Other cultivars of Phaseolus vulgaris can be used. |
| Chemicals: | |||
| Tween 20 | Sigma-Aldrich | P9416 | 1% stock solution is prepared to simplify aliquoting |
| Tap water | Any supplier | NA | At room temperature, heat- and cold-shock affect mite survival rate and peformance |
| Other materials and equipment: | |||
| Plastic tray | Any supplier | NA | – |
| Set of scissors | Any supplier | NA | – |
| 2 L beakers | Any supplier | NA | – |
| Paper towels | Any supplier | NA | – |
| Sets of sieves | Manufactured in house | NA | Detailed instructions are available |
| Thin brush | Any supplier | NA | – |
| Pipettes | Any supplier | NA | – |
| Pipette tips | Any supplier | NA | 0.2 and 1 mL |
| 1.5 mL centrifuge tubes | Any supplier | NA | – |
| Air pump | Any supplier | NA | Aquarium type pump with inverted air flow. Vacuum line can be used. Required pressure drop is approx. 2-4 psi |
| Stereoscope | Any supplier | NA | – |
| Scanner | Epson | V30 | Any flatbed scanner allowing necessary degree of control over scan quality. We use Epson V30 for our experiments. |
| Computer | Any supplier | NA | Windows or OS X PC which is compatible with scanner hardware and Adobe Photoshop software. |
| Adobe Photoshop software | Adobe Systems Inc., San Jose, CA, USA | various | Any version with Histogram tool included. |
Referencias
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