Summary

Отбор проб почвы и изоляция энтомопатогенных нематод (Steinernematidae, Heterorhabditidae)

Published: July 11, 2014
doi:

Summary

Энтомопатогенные нематоды в почве обитающих круглые черви, которые паразитируют широкий спектр насекомых. Мы демонстрируем методы отбора проб, используемые для выделения этих нематод из почвы с помощью двух методов: насекомое травли и модифицированный Белый ловушки, для восстановления нематод из проб почвы и инфицированных трупов насекомых, соответственно.

Abstract

Энтомопатогенные нематоды (ака EPN) представляют собой группу почвенных обитающих нематод, паразитирующих широкий спектр насекомых. Эти нематоды относятся к двум семействам: Steinernematidae и Heterorhabditidae. До сих пор, более 70 видов не были описаны в Steinernematidae и есть около 20 видов в Heterorhabditidae. Нематоды имеют мутуалистических партнерство с Enterobacteriaceae бактерий и вместе они действуют как мощный инсектицидных комплекса, который убивает широкий спектр видов насекомых.

При этом мы ориентируемся на наиболее распространенных методов, рассмотренных для сбора EPN из почвы. Вторая часть этой презентации основное внимание уделяется технике насекомых-травля, широко используемого подхода для выделения EPN из проб почвы и технике модифицированного Белый ловушки, которая используется для восстановления этих нематод от инфицированных насекомых. Эти методы и способы являются ключевыми шагами для успешного создания EPN культаОЭС в лаборатории, а также стать основой для других биопробы, которые считают эти нематоды в качестве модельных организмов для исследований в других биологических дисциплин. Методы, приведенные в настоящей презентации соответствуют тем, которые выполняются и / или разработаны членами SP фондовой лаборатории, а также те, которые описаны различными авторами.

Introduction

Многие нематоды связаны с насекомыми, и принимающими их взаимодействия в диапазоне от выгодно ущерб. При этом мы ориентируемся на группу нематод, которые возбудители насекомых, также известный как энтомопатогенных нематод (или EPN). Две семьи нематод принадлежат к этой группе нематод: Steinernematidae и Heterorhabditidae 11,13. Их патогенный эффект, на самом деле, предоставляемой их взаимодействия с факультативно-анаэробных кишечных бактерий (Xenorhabdus бактерии связать с steinernematids и Photorhabdus бактерий связывают с heterorhabditids) 2. Бактерии векторением от одного хозяина насекомых к другому единственной стадии свободной жизни нематод, третьей ступени инфекционного несовершеннолетних (также известный как DauER несовершеннолетнего, инфекционного несовершеннолетнего или IJ), который живет в почве. Оказавшись внутри насекомого, нематоды освободить бактерии в гемолимфе насекомого, которые убивают хозяина насекомых массивными септицемии. Бактерии такжеухудшить ткани насекомого и стать источником пищи нематоды », что позволяет им развиваться и размножаться. Как правило, один или два поколения взрослых нематод производятся внутри трупа насекомых. Потомство последние повторно ассоциирует поколения взрослых с нескольких бактериальных клеток в более специализируются манеру, чем их предыдущий питательной отношений, и развивать эти клетки в кишечнике, как они двигаются из насекомых туши в почву, где они будет ждать еще один насекомое паразитировать 6,11,14 (рис. 1).

Со времени их открытия в 1927, EPN были рассмотрены ценные альтернативы химических пестицидов, поскольку они могут паразитировать широкий спектр насекомых, которые вредителей сельского хозяйства 3,4,5. Тем не менее, в течение последних двух десятилетий, эти нематоды и их симбиотические бактерии были признаны как податливый модельной системы для изучения биологических, экологических и эволюционных аспектов хост-микроба ВЗАИМОДЕЙСТВИЕнс 14.

Целью данной презентации является показать методы и приемы наиболее часто используемые для отбора проб почвы и изоляции EPN. Разнообразные инструменты доступен и может быть использован для сбора образцов грунта в том числе: почвы пробоотборников, мастерки, пост-луночное старателей, шнеки, отбор проб труб, ручные лопаты, среди прочих (рис. 2).

В зависимости от цели исследования, две стратегии выборки можно считать: а) расслаиваются, б) случайная выборка (рис. 3). Стратифицированная выборка обычно используется как часть интенсивного изучения в конкретном или демаркированы области за данный период времени. В общем, разрез в демаркированы и образцы почвы берутся в предусмотренных интервалами в разрезе в течение периода времени (фиг.3А) 15. Случайная выборка обычно используется при фокусировке на обширной территории. Эта стратегия выборки был использован для изучения разнообразия EPN ером большие географические области или региона (рис. 3В) 12. Ряд факторов может рассматриваться в зависимости от направленности исследования в том числе разнообразных фасады, почвы текстур и мест обитания (например., Возделанные поля, леса, пастбища, парки, морские побережья, прибрежные районы, и т.д.).

Мы показываем технику насекомых травля, которая была первоначально описанный Постельные принадлежности и Akhurst 1 и представляет собой простое и избирательное альтернативу для восстановления EPN из образцов почвы. Это отборочной процедурой, которая основана на предпосылке, что нематоды (И.Я. этап) будут привлечены к хосту насекомых и паразитировать его. Этот метод также может рассматриваться для выделения других насекомых патогенов, таких как грибов и бактерий 8,10.

Мы также демонстрируют технику модифицированный белый ловушки, которая используется для извлечения нематод потомство от зараженных насекомых хостов 7,14. Это усилий встретилсяХод, который предлагает преимущество получения "чистой" нематод потомство должно быть мусора от унизительных трупов насекомых.

Наконец, способы, описанные и показанные в этой статье соответствуют тем, которые задумал и / или выполняются в нашей лаборатории, а также те, которые описаны различные коллегами и сотрудниками.

Protocol

1. Почва Коллекция Образец Рассмотрим охватывающих площадь не менее 2 – 4 м 2 для каждого места отбора. Сбор образцов почвы на глубине не менее 15 см (рис. 4). Возьмем по крайней мере 5 случайных выборок в пределах этой области. Принимать 3 подвыборки на обр?…

Representative Results

Почва Коллекция Образец Третьей ступени инфекционные молодь EPN единственные свободные жилые этапы этих нематод жизненного цикла, которые проживают в почве (рис. 1). Поэтому, собирая образцы грунта является очень эффективным методом для восстановления этих нема…

Discussion

Эта демонстрация является первым из двух презентаций, описывающих ряд методов, которые обычно используются для изучения EPN и их симбиотические бактерии. Эти методы представляют собой ключевые шаги для успешного создания EPN культур в лаборатории, а также стать основой для других биопро…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Авторы хотели бы поблагодарить бывших членов Фондовой лаборатории: Сэм-Кю Ким, Кэтрин Plichta и Виктория Миранда-Томпсон за их вклад в улучшение многие из этих протоколов. Мы признаем поддержку Национального научного фонда (гранты IOS-0840932 и IOS-0724978) в SP складе.

Materials

Name of Reagent/ Equipment Company Catalog Number Comments/Description
Galleria mellonella Timberline http://www.timberlinefisheries.com/ProductDetails.asp?ProductCode=WAXLG for insect baiting technique
Filter Paper, 55mm Grade 1 Cellulose Whatman/VWR 28450-048 infection chamber and White trap assembly
60 x 15 mm Petri Dishes VWR 25384-092 infection chamber and White trap assembly
100 x 15 Petri Dishes VWR 25384-088 infection chamber and White trap assembly
ZIPloc Plastic Bags Ace Hardware or local hardware store N/A soil sampling
Mechanical Pipettor P1000, P200 ml VWR 89130-562; 89130-566  infection chamber and White trap assembly
pippetor tips 1000ml, 200 ml VWR 16466-004 ; 53510 infection chamber and White trap assembly
Bleach Ace Hardware or local hardware store N/A soil sampling , desisnfecting
Sodium Hypochlorite Ace Hardware or local hardware store N/A soil sampling , desisnfecting
70% Ethyl alochol AAPER 17212945 soil sampling , desisnfecting
Shovels Ace Hardware or local hardware store N/A soil sampling
Tubular soil sampler Accuproducts N/A soil sampling
Soil Probe, long handle Nupla  PRB4T 69401 Classic soil sampling
Measuring tape Ace Hardware or local hardware store N/A soil sampling
Flagging tape, various colors Ace Hardware or local hardware store N/A soil sampling
tissue culture flasks VWR Falcon, 29185-304  White trap, collection of EPN
wash bottles, Polyethylene, Wide Mouth VWR 16650-107 White trap, collection of EPN

Referencias

  1. Bedding, R. A., Akhurst, R. J. A simple technique for the detection of insect parasitic rhabditid nematodes in soil. Nematologica. 21, 109-110 (1975).
  2. Boemare, N. E., Akhurst, R. A., Dworkin, M., Falkow, S., Rosenberg, E., Schleifer, K. -. H., Stackebrandt, E. . The Genera Photorhabdus and Xenorhabdus. In The Prokaryotes. , 473-488 (2007).
  3. Gaugler, R. . Entomopathogenic Nematology. , (2002).
  4. Gaugler, R., Kaya, H. K. . Entomopathogenic Nematode s in Biological Control. , (1990).
  5. Hazir, S., Keskin, N., Stock, S. P., Kaya, H. K., Özcan, S. Diversity and distribution of entomopathogenic nematodes (Rhabditida: Steinernematidae and Heterorhabditidae) in Turkey. Biodiversit., & Conservation. 12, 375-386 (2003).
  6. Kaya, H. K., Gaugler, R. Entomopathogenic nematodes. Annual Review of Entomology. 38, 181-206 (1993).
  7. Kaya, H. K., Stock, S. P. . Techniques in insect nematology. In Manual of techniques in insect pathology. , 281-324 (1997).
  8. Lacey, L. A. . Manual of techniques in invertebrate pathology. , (2012).
  9. McCoy, C. W., Shapiro-Ilan, D., Duncan, L., Nguyen, K. Entomopathogenic nematodes and other natural enemies as mortality factors for larvae of Diaprepes abbreviatus (Coleoptera: Curculionidae). Biological Control. 19, 182-190 (2000).
  10. Meyling, N. V., Eilenberg, J. Occurrence and distribution of soil borne entomopathogenic fungi within a single organic agroecosystem. Agriculture, ecosystem., & environment. 113, 336-341 (2006).
  11. Poinar, G. O. . Taxonomy and biology of Steinernematidae and Heterorhabditidae. In: Entomopathogenic Nemtaodes in Biological. , 23-61 (1990).
  12. Stock, S. P., Gress, J. C. Diversity and phylogenetic relationships of entomopathogenic nematodes (Steinernematidae and Heterorhabditidae) from the Sky Islands of southern Arizona. Journal of invertebrate pathology. 92, 66-72 (2006).
  13. Stock, S. P., Hunt, D. J., Grewal, P. S., Ehlers, R. U., Shapiro-Ilan, D. I. Nematode morphology and systematics. Nematodes as biological control agents. CAB International Publishing. , 3-43 (2005).
  14. Stock, S. P., Goodrich–Blair, H. Entomopathogenic nematodes and their bacterial symbionts: The inside out of a mutualistic association. Symbiosis. 46, 65-75 (2008).
  15. Stuart, R. J., Gaugler, R. Patchiness in populations of entomopathogenic nematodes. Journal of Invertebrate Pathology. 64, 39-45 (1994).
  16. White, G. F. A method for obtaining infective nematode larvae from cultures. Science. 66, 302-303 (1927).
check_url/es/52083?article_type=t

Play Video

Citar este artículo
Orozco, R. A., Lee, M., Stock, S. P. Soil Sampling and Isolation of Entomopathogenic Nematodes (Steinernematidae, Heterorhabditidae). J. Vis. Exp. (89), e52083, doi:10.3791/52083 (2014).

View Video