Summary

L'échantillonnage du sol et isolement de nématodes entomopathogènes (Steinernematidae, Heterorhabditidae)

Published: July 11, 2014
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Summary

Les nématodes entomopathogènes sont des vers ronds terricoles qui parasitent une grande variété d'insectes. Nous démontrons méthodes d'échantillonnage utilisées pour l'isolement de ces nématodes dans le sol au moyen de deux techniques: l'appâtage des insectes et le piège blanc modifié, pour la récupération des nématodes à partir d'échantillons de sol et de cadavres d'insectes infectés, respectivement.

Abstract

Les nématodes entomopathogènes (aka EPN) représentent un groupe de nématodes terricoles qui parasitent une grande variété d'insectes. Ces nématodes appartiennent à deux familles: Steinernematidae et Heterorhabditidae. Jusqu'à présent, plus de 70 espèces ont été décrites dans le Steinernematidae et il ya environ 20 espèces dans le Heterorhabditidae. Les nématodes ont un partenariat mutualiste avec des bactéries Enterobacteriaceae et ensemble, ils agissent comme un puissant complexe insecticide qui tue un grand nombre d'espèces d'insectes.

Ici, nous nous concentrons sur les techniques les plus courantes en considération pour la collecte de l'EPN du sol. La deuxième partie de cette présentation se concentre sur la technique de l'insecte-appâts, une approche largement utilisée pour l'isolement de l'EPN à partir d'échantillons de sol, et la technique de piège Blanc modifié qui est utilisé pour la récupération de ces nématodes des insectes infectés. Ces méthodes et ces techniques sont les principales étapes pour la mise en place réussie de l'EPN culteres dans le laboratoire et également former la base pour d'autres essais biologiques qui considèrent que ces nématodes comme organismes modèles pour la recherche dans d'autres disciplines biologiques. Les techniques présentées dans cette présentation correspondent à ceux exécutés et / ou conçu par les membres du SP Stock laboratoire ainsi que ceux décrits par différents auteurs.

Introduction

Beaucoup de nématodes sont associés avec des insectes, et leurs interactions hôte vont de bénéfique à préjudiciable. Ici, nous nous concentrons sur un groupe de nématodes qui sont des agents pathogènes d'insectes, aussi connu comme nématodes entomopathogènes (ou EPN). Deux familles de nématodes appartiennent à ce groupe de nematodes: Steinernematidae et Heterorhabditidae 11,13. Leur effet pathogène est en effet conféré par leur interaction avec les bactéries entériques facultatives anaérobies (bactéries Xenorhabdus associent steinernematids et bactéries Photorhabdus associer à heterorhabditids) 2. Les bactéries sont vectorisés d'un insecte hôte à un autre par la seule étape sans nématodes vivant, le mineur infectieux de la troisième étape (également connu sous le nom dauer juvénile, juvénile infectieux ou IJ), qui vit dans le sol. Une fois à l'intérieur de l'insecte, les nématodes libèrent les bactéries dans l'hémolymphe de l'insecte, qui tuent l'hôte de l'insecte par septicémie massif. Les bactéries aussidégrader les tissus de l'insecte et deviennent la source de nourriture des nématodes, ce qui leur permet de mûrir et de se multiplier. Habituellement, une ou deux générations de nématodes adultes sont produits dans le cadavre d'insecte. La descendance des dernières réassocie génération adulte avec quelques cellules bactériennes dans un plus spécialiser de manière que leur relation nutritionnel précédente, et de nourrir ces cellules dans leurs intestins comme ils se déplacent hors de la carcasse de l'insecte dans le sol où ils attendront un autre insecte à parasiter 6,11,14 (Figure 1).

Depuis leur découverte en 1927, l'EPN ont été considérés comme des alternatives valables aux pesticides chimiques, car ils peuvent parasiter un large éventail d'insectes qui sont nuisibles agricoles 3,4,5. Cependant, au cours des deux dernières décennies, ces nématodes et leurs bactéries symbiotiques ont été reconnus comme un système modèle pour l'étude malléable aspects biologiques, écologiques et évolutifs de l'hôte microbe INTERACTIONns 14.

Le but de cette présentation est de montrer les méthodes et les techniques les plus couramment utilisées pour l'échantillonnage et l'isolement de l'EPN sol. Une variété d'outils est disponible et peut être utilisé pour prélever des échantillons de sol, y compris: carottiers du sol, truelles, pelles post-trous, tarières, des tubes d'échantillonnage, pelles à la main, entre autres (figure 2).

Selon le but de l'étude, deux stratégies d'échantillonnage peuvent être envisagées: a) stratifié, b) un échantillonnage aléatoire (Figure 3). L'échantillonnage stratifié est habituellement utilisé dans le cadre d'une étude intensive dans une zone déterminée ou démarquée sur une période de temps donnée. En général, un transect est démarquée et des échantillons de sol sont prélevés à des intervalles prévus dans le transect sur ​​une période de temps (figure 3A) 15. L'échantillonnage aléatoire est généralement utilisé lorsqu'on se concentre sur une vaste zone. Cette stratégie d'échantillonnage a été utilisée pour étudier la diversité des EPN felon une grande surface ou d'une région géographique (figure 3B) 12. Un certain nombre de facteurs peut être considéré en fonction de l'objet de l'étude, y compris un large éventail de hauteurs, textures de sol et des habitats (p. ex., Les champs cultivés, les forêts, les pâturages, parcs, bords de mer, les zones riveraines, etc.)

Nous montrons la technique de l'insecte-appâts, qui a été initialement décrit par Literie et Akhurst 1 et représente une alternative simple et sélective pour la récupération de l'EPN à partir d'échantillons de sol. Il s'agit d'une procédure sélective qui est basée sur la prémisse que les nématodes (stade IJ) seront attirés par un insecte hôte et parasitent il. Cette technique peut également être envisagée pour l'isolement d'autres agents pathogènes tels que les insectes, les champignons et les bactéries 8,10.

Nous démontrons également la technique de piège blanc modifié qui est utilisé pour récupérer la descendance des nématodes chez des hôtes d'insecte infectées 7,14. Il s'agit d'un effort rencontréhod qui offre l'avantage de récupérer un «propre» nématode progéniture libre de débris des cadavres d'insectes dégradantes.

Enfin, les techniques décrites et présentées dans cet article correspondent à ceux conçus et / ou réalisés dans notre laboratoire ainsi que ceux décrits par divers collègues et collaborateurs.

Protocol

1. Sol de prélèvement des échantillons Considérez couvrant une superficie minimale de 2 – 4 m 2 pour chaque site d'échantillonnage. Prélever des échantillons de sol à une profondeur d'au moins 15 cm (Figure 4). Prenez au moins 5 échantillons aléatoires dans ce domaine. Prendre 3 sous-échantillons par échantillon. Selon l'objectif de l'étude, soit combiner les sous-échantillons ou les garder séparés. Placer chaq…

Representative Results

Sol de prélèvement des échantillons Troisième stade juvéniles infectieux de l'EPN sont les seules étapes de vie libre dans le cycle de vie de ces nématodes qui se trouvent dans le sol (figure 1). Par conséquent, la collecte des échantillons de sol est une méthode très efficace pour récupérer de ces nématodes. Figure 4 montre un profil de sol indiquant la profondeur à laquelle les échantillons doivent être prises. La préservation de l&#3…

Discussion

Cette démonstration est le premier des deux présentations qui décrivent un certain nombre de techniques qui sont couramment utilisés pour l'étude de l'EPN et de leurs bactéries symbiotiques. Ces techniques constituent des étapes clés de la mise en place réussie des cultures de l'EPN dans le laboratoire et constituent également la base pour d'autres essais biologiques qui emploient EPN comme organismes modèles pour la recherche.

Diverses études de sol de l'EPN …

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Les auteurs tiennent à remercier les anciens membres de la Banque laboratoire: Sam-Kyu Kim, Kathryn Plichta et Victoria Miranda-Thompson pour leurs contributions à l'amélioration de plusieurs de ces protocoles. Nous reconnaissons l'appui National Science Foundation (subventions IOS-0840932 et 0724978 IOS) à SP Stock.

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

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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).

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