We provide a technique to preserve intact tree phloem and prepare it for observation. We create an apparatus called a phloem sandwich that allows for the introduction and observation of arthropods, microbes, and other organisms that inhabit phloem tissues.
Phloem tissues of pine are habitats for many thousands of organisms. Arthropods and microbes use phloem and cambium tissues to seek mates, lay eggs, rear young, feed, or hide from natural enemies or harsh environmental conditions outside of the tree. Organisms that persist within the phloem habitat are difficult to observe given their location under bark. We provide a technique to preserve intact phloem and prepare it for experimentation with invertebrates and microorganisms. The apparatus is called a ‘phloem sandwich’ and allows for the introduction and observation of arthropods, microbes, and other organisms. This technique has resulted in a better understanding of the feeding behaviors, life-history traits, reproduction, development, and interactions of organisms within tree phloem. The strengths of this technique include the use of inexpensive materials, variability in sandwich size, flexibility to re-open the sandwich or introduce multiple organisms through drilled holes, and the preservation and maintenance of phloem integrity. The phloem sandwich is an excellent educational tool for scientific discovery in both K-12 science courses and university research laboratories.
针叶树的韧皮部和树皮组织是主机数以千计的生物。 Phloeophagy,在内部树皮的韧皮部组织的喂养,通常是用树皮甲虫,woodborers等几个无脊椎动物和微生物类群的生活在树木相关的习惯,23树皮甲虫(鞘翅目:象虫科)制定和韧皮部内居住的除外当成年人寻求新的宿主树木的短周期。31蠹虫已被广泛研究,由于在树上18,19的经济影响,但树材料内的昆虫直接行为观察受到了限制。4此外,画廊由蠹虫构造成为栖息地的物种万千。11广大真菌30日,3细菌,螨虫10,21,和16,19线虫以及其他捕食性和寄生节肢动物22,24居住在韧皮部的材料。这里提供的技术允许直接观察树皮甲虫,螨虫,木蛀虫,通常生活在皮层下的环境。轻微改动的协议,可以向研究真菌和细菌。
树组织内树皮甲虫和相关生物利用进行了研究,“韧皮部三明治。”早期使用这种技术可以在文献约会被发现回到1933年,当它被用来观察花旗松甲虫的幼虫龄期( 蠹pseudotsugae)。2韧皮部夹层经历了许多派生了不同材质变得可用。最初,该装置包括一块韧皮部置于两个板玻璃,由弹性带压在一起之间的第2以后,夹具,胶带,胶水,塑料和其它材料已在夹层结构的构造中使用。13,14- ,15,17,26,28这里所描述的协议提供了改进了一些过去的设计中。例如,在过去,测试物种进入夹层的侧面,在玻璃或塑料制成的板之间。这限制画廊的建设一个方向。在顶板的使用条目孔允许对试验物种发起天然库结构有更大的自由度。所提出的协议的另一个优点是它的简单设计,它可以很容易地构造有一些工具。用韧皮部三明治已经允许的取食行为,繁殖,发展直接观察和生物的相互作用,否则不可能有1,5,22这个方法也是一个极好的工具K-12教育和科学程序和显示。
有几个细微之处中创建一个韧皮部三明治,很难从解释或手稿未报告。我们认为,生产韧皮部三明治的视觉( 即,视频)的描述是必要的,将是有价值的科学家和有兴趣学习phloeophagous生物教育工作者。我们的协议提供了一种简单和廉价的方式来观察节肢动物,微生物和居住在韧皮部组织中的其他生物。
韧皮部三明治允许节肢动物,微生物和其他小生物栖息韧皮部组织的介绍和观察。1,7,8,9,17,18这种技术导致了新的发现,并更好地理解行为,生命历史特征,开发,并在树韧皮部生物体的相互作用。1,5,10夹心这里描述的协议是过去的设计中的一种混合,并且将提供一种容易地构成以最小的设备和材料的一种经济的三明治。玻璃,丙烯酸树脂或聚碳酸酯片可以重复使用,并且仅消耗材料是石蜡膜和韧皮部。
虽然在协议中的所有步骤都是重要的,一定的步骤应遵循严格,以确保最高程度的成功。首先,树应该位于具有树干的部分游离的分支,或相对自由。有许多分支的树都难以剃除,并会ÿ屈服一些可行的韧皮部片,去掉了韧皮部时,每个分支必须被削减左右。接着,以最小化韧皮部的空气暴露是重要的。我们很快将每个韧皮部片在去除后袋。一旦三到六个片被除去,它们被转移到真空密封袋;我们使用一个功率变换器以运行该缩放器关闭该领域的车辆电池。最后,消毒丙烯酸片,一般清洁时,执行此协议将减少夹心真菌的生长。这对于延长观察尤为重要。
如上文提到的,有韧皮夹心装置的局限性。由于韧皮层是薄的,只有很小的生物体,通常保留在韧皮部可以被引入到夹心。较大的昆虫,例如木蛀虫( 即Buprestid,天牛种)可以被引入,并观察它们的生命周期的早期阶段。这一时间通常限制在2到3周;这点后,幼虫需要木质部木孔成化蛹。相反,对于小蠹虫,特别是那些在属的Ips,一个完整的周期可观察到,包括交配,卵孵化,喂养,化蛹和羽化成成虫。在这一点上,夹心的生存能力通常用尽由于干燥和真菌的生长。28另外,这种装置不允许昆虫自由地和自然地定殖或退出韧皮部三明治。27
我们的协议是柔性的尺寸,形状和韧皮部的使用类型的条件。简短的研究需要较少韧皮部材料和夹心尺寸可以相应地缩放。许多针叶树种已被用来作为供体韧皮部的韧皮部三明治( 例如,黄松12,道格拉斯冷杉2,云杉29,火炬松27,长叶松27)。在夹心材料也可以改变;为前充足,玻璃板可以用来代替丙烯酸和环氧树脂或胶带代替封口膜。
该协议的最困难的部分是韧皮部删除过程。树木彼此相邻可以不同多么困难的韧皮部是去除。当一棵树有困难的韧皮部,耐心是关键。在这些情况下,小心地运行硬盘木质部和韧皮部海绵之间的刀。这个过程从字面上感觉像剥皮的树。
掌握基本的夹层技术后,改建为协议可以帮助满足特定的需求。例如,通过珩磨除去韧皮部所需的技术中,较大块可以被删除,并用于创建较大的三明治。另外,改变可制成以满足特定的仪器, 例如 ,额外的孔并监控化学辐射(图3A),或者记录或重放的声音(图3B)。修改可以在允许的韧皮部的半永久性保存及其器官主义,或生物体以后可以让免费的临时观察。
The authors have nothing to disclose.
We thank Eli Jensen, Stefano Padilla, and Kasey Yturralde for assistance, and Karen London and anonymous reviewers of the manuscript. We thank Jake Baker and Karla Torres for video footage. Funding was provided to R.W.H by the NAU School of Forestry and NAU Technology and Research Initiative Fund (TRIF).
Draw blade | Big Horn Brand | 20265 | 11” blade |
Fillet Knife | American Angler | 30530 | 9” blade |
Polycarbonate | Nexan | GE-33 | 0.093 in. thickness |
Parafilm M | Fisher Scientific | S37441 | 2” wide |
Clamps | Pony Jaw Opening | 3201-HT-K | 4” x 1” |
Vacuum Sealer | FoodSaver | V2840, | VacLoc vacuum |
and bags | FSFSBF0742-015 | bags in rolls |