الفحص العمودي اختيار T-متاهة للاستجابة لالمفصلي Odorants
Summary
ووصف العمودي، T-متاهة olfactometer لمعايرة الاستجابة السلوكية للالمفصليات. وolfactometer يسمح للمجرب لقياس الخيارات التي يؤديها اختبار المواضيع عندما تتعرض لحقلين رائحة المحتملة. ويمكن قياس كل من الجذب والتنافر لمن odorants مع هذا الجهاز.
Abstract
بالنظر إلى الأهمية الاقتصادية للحشرات والآفات والعناكب من المحاصيل الزراعية، والبيئات الحضرية أو الناقلة للأمراض النباتية والبشرية، ويجري حاليا وضع مختلف التكنولوجيات كأدوات التحكم. مجموعة فرعية من هذه الأدوات تركز على تعديل سلوك المفصليات من خلال الجذب والتنافر أو. لذلك، غالبا ما تكون المفصليات محور التحقيقات السلوكية. وقد تم تطوير أدوات مختلفة لقياس السلوك المفصلية، بما في ذلك الأنفاق الهوائية، ومصانع الطيران، servospheres، وأنواع مختلفة من olfactometers. الغرض من هذه الأدوات هو قياس استجابة الحشرات أو عنكب إلى الإشارات البصرية أو أكثر في كثير من الأحيان حاسة الشم. العمودي T-متاهة oflactometer الموصوفة هنا يقيس الخيارات التي تقوم بها الحشرات ردا على جاذبة أو المواد الطاردة. وهو فحص إنتاجية عالية الجهاز الذي يستفيد من انجذاب ضوئي إيجابية (الجذب للضوء) وانجذاب بالجاذبية السلبية (الميل إلى المشي أو الطيران صعودا) التي أظهرتها العديد من المفصليات. وolfactometإيه يتكون من أنبوب زجاجي 30 سم التي تنقسم إلى النصف مع تفلون الشريط تشكيل T-المتاهة. كل شوط بمثابة ذراع olfactometer تمكين اختبار المواضيع لجعل الاختيار بين حقلين رائحة المحتملة في المقايسات التي تنطوي على جاذبة. في المقايسات التي تنطوي على المواد الطاردة، ويمكن أيضا عدم وجود استجابة طبيعية لجاذبة المعروف أن تقاس كمتغير الثالث.
Introduction
غالبا ما يتم تعريف المفصليات (بما في ذلك الحشرات والعناكب) والآفات، لأنها تتنافس مع استهلاك البشري سواء في البيئات الحضرية أو الزراعية أو نقل مسببات الأمراض المسببة للمرض 1. ويرصد كمية كبيرة من الاستثمار في تطوير أدوات الرقابة على مثل هذه الآفات. يمكن لهذه الأدوات تختلف على نطاق واسع وأحرز تقدم كبير في تطوير أدوات بيولوجي الأساس التي تقوم بتعديل أو استغلال سلوك الطبيعيين للآفات باستخدام المواد الطاردة أو الجاذبة السلوكية 2،3.
الآفات المفصلية غالبا ما تعتمد على حاسة الشم أو إشارات العظة و / أو زميله المضيف الموقع 4. ولذلك يمكن اكتشاف جاذبة فعالة أو المواد الطاردة للآفات غالبا ما تؤدي إلى تطوير أدوات التحكم. هذه العملية تنطوي على اكتشاف العديد من الخطوات. أولا، لا بد من فهم السلوك الطبيعي للموضوع الاختبار. على سبيل المثال، لا بد من التأكد مما إذا كان أحد الجنسين من نوع معين يجذب العكسالجنس عن مكان زميله. إذا كان الأمر كذلك، لا بد من تحديد ما إذا كان هذا الجذب بوساطة من مادة كيميائية وحيث يتم إنتاج هذه المادة الكيميائية. مزيد من الخطوات تشمل تحديد متى يتم إنتاج المادة الكيميائية وتحديد في نهاية المطاف. طوال هذا الإجراء يجب أن يتم اختبار هذا الموضوع الاختبار (أو الحشرات سوس) استجابة سلوكية لodorants. في البداية، سيتم اختبار سلوك هذا الموضوع اختبار للمواد الطبيعية. على سبيل المثال، قد يتم اختبار استجابة عثة الذكر إلى أن من مستخلص الغدة مناوع في الأنثى فرمون. بدلا من ذلك، يتم اختبار استجابة النبات إلى الروائح الطبيعية من النباتات المضيفة لها. ورغم أن هذه التحقيقات وغالبا ما يكون التركيز على عملية تطوير أدوات إدارة 5،6، ويمكن أيضا أن تطبق على البحوث التي تعالج مسائل أكثر جوهرية، مثل انتواع 7. الخطوات اللاحقة تنطوي اختبار رد المفصلية في الإصدارات الاصطناعية للمنتجات الطبيعية التي تم تحديدها.
Uكيف nderstanding المفصليات تستجيب للمواد الكيميائية يتطلب تطوير الأدوات المناسبة لقياس سلوكهم. فإن البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة هذه الأدوات تعتمد على مدى المحقق قادر على قياس السلوكيات الطبيعية في بيئة تسيطر عليها. منذ أكثر من ستة عقود، وقد وضعت olfactometers الطيران المستدام والأنفاق لقياس استجابة الحشرة لodorants 8،9. Olfactometers تتفاوت تفاوتا كبيرا في التصميم ومصممة كثير من الأحيان إلى الحشرات أو مشكلة معينة يجري التحقيق فيها. الهدف من هذه المقالة هو لوصف تصميم واستخدام olfactometer الموجهة عموديا T-المتاهة، لقياس استجابة الحشرة لodorants (الشكل 1). التوجه الرأسي للolfactometer يستفيد من انجذاب بالجاذبية السلبية (الميل إلى نقل ما يصل) التي أظهرتها حشرات كثيرة. مصدر الضوء وضعه مباشرة فوق olfactometer يستفيد من انجذاب ضوئي إيجابية (الميل للتحرك في اتجاه مصدر الضوء) التي أظهرتها حشرات كثيرة. وolfactomالعطر هو مفيدة بشكل خاص للحشرات hemipteran التي تميل الى عرض للا حركة بسهولة في olfactometers أفقيا المنحى والتي تتأثر بشدة من جراء شدة الضوء فيما يتعلق التوجه. ومع ذلك، يمكن استخدام هذا الجهاز لمجموعة واسعة من الحشرات الطائرة والزاحفة، وكذلك العناكب. ويمكن استخدام وolfactometer لتقييم كل جاذبة والمواد الطاردة. في حالة جاذبة والتي أنشئت مجال رائحة ذات الشعبتين (الشكل 1) مع الجاذب المفترض الإفراج على جانب واحد مقابل الهواء النظيف صدر في الجانب المقابل. يتم تسجيل عند اختيار الحشرة صدر في قاعدة olfactometer يختار أحد الحقول رائحة اثنين. في حالة المواد الطاردة، والسلوك الثالث هو ممكن. بالإضافة إلى حركة تصاعدية في أي من المجالات رائحة اثنين، قلة الحركة الصعودي قد يكون وسجلت يدل على أن التحفيز غير مستجيبة أو صد التحفيز من حقول رائحة أيضا.
Protocol
Representative Results
Discussion
هنا، يتم وصف جهاز فحص لقياس وبروتوكول استجابة المفصليات الصغيرة (الحشرات: نصفيات الجناح: Psyllidae) لodorants. الأسلوب ينطوي على اختبار الاختيار، والسماح للحشرات على الاختيار بين الحقول الرائحة اثنين في حالة تقييم المقايسات والجاذب المفترضة. وعلاوة على ذلك، قد عرض هذا الموضوع اختبار ثلاثة أنواع من السلوكيات من خلال ترك الذراع الإفراج وإما دخول واحد من حقلين رائحة المحتملة، أو البقاء في الذراع الإفراج عنهم، في حالة صد المقايسات. وolfactometer يسمح لارتفاع سرعة نقل البيانات لأنه جمع يستفيد من geotactic السلبية (الميل إلى التحرك التصاعدي) وضوئية السلوك الإيجابي (الميل للتحرك في اتجاه الضوء) استجابة سلوكية الطبيعية من المفصليات كثيرة. على الرغم من أن المظاهرة الحاضر يستخدم اختبار الحشرات psyllid سبيل المثال، يمكن تكييفها بسهولة للمقايسة لالمفصليات على نطاق واسع، سواء تلك التي تستخدم الطيران أو المشي وسائط النقل السائدة.
<p class="وقد" وضعت في البداية "jove_content"> Olfactometers مصممة لقياس استجابة للحشرات منذ عقود، وقد لعبت دورا كبيرا في توضيح جاذبة للحشرات وطارد 12. تصاميم محددة من olfactometers هذه تختلف على نطاق واسع، إلا أن الاختلافات حول موضوع الفحص العام للثنائي الخيار وصفها هنا، وكذلك، تم مماثلة Y-أنبوب المقايسات غالبا ما تستخدم لقياس استجابة المفصلية للمواد الكيميائية. وقد أدت الأنفاق أكبر رحلة طيران التي قد تسبب المستمر من الحشرات 9 أيضا في جمع البيانات الرائدة توضيح الآليات الأساسية لطيران الحشرات والتوجه إلى semiochemicals، وكذلك، بيانات الاستخدام العملي للإعلام أدوات مكافحة الآفات.غالبا ما يكون من الضروري تصميم خياط وolfactometer والأجهزة المرتبطة بها لبيولوجيا هذا الموضوع المفصلية اختبار محددة. تلك olfactometers التي يمكن استخدامها ضمن مجموعة عامة من الحشرات هي أكثر فائدة من تلك المواصفاتIFIC لمجموعة صغيرة، ولكن في بعض الأحيان الأهمية الاقتصادية لمجموعة صغيرة من الحشرات يملي ضرورة وضع olfactometer محددة جدا وتقنية الفحص. تصميم صفها حاليا يبني على تقنيات المفصلية مألوفة سابقا. أنها تسمح لفحص اثنين من اختيار أكثر من معيار Y-أنبوب اختبارات بيولوجية في الساحة التي التجريبية أو اختبار اختيار يأخذ شكل جهاز على شكل Y الزجاج 7. عادة، سوف ذراع واحدة من مثل هذا الأنبوب-Y تلقي العلاج الرائحة، في حين سيتم ترك الأخرى فارغة 13. قد الاختلافات على olfactometers تشمل هذه الأسلحة متعددة إضافة يشع 14 و حتى إضافة وسيلة لمعايرة التربة سلوك الكائنات تتحرك من خلال التربة 15. في تطوير مثل هذه olfactometers والمقايسات المرتبطة بها، من المهم النظر في كيفية كثب الظروف الطبيعية، وبالتالي يتم نسخ أهمية الحقيقي للاستجابات السلوكية تقييمها من حيث البيولوجيا اختبار المواضيع '. للاRGE درجة، وسوف تكون البيانات التي يتم جمعها فقط مفيدة مثل أهمية الأحيائي السلوكية فيما يتعلق الإيكولوجيا السلوكية الكائن الحي 16.
وهو مصمم خصيصا للolfactometer وصف حاليا والسلوكية الأحيائي للحشرة hemipteran التي تميل لبدء رحلة بأنها "يقفز" قصيرة 16. التوجه الرأسي للolfactometer والترتيب مصدر الضوء تسهيل بدء حركة الحشرات، وبالتالي يمكن لاحقا يعاير السلوك التوجه كيميائيا بوساطة بكفاءة وإنتاجية عالية مع. يمكن هذا الترتيب المحتمل أن تستخدم الفحص السلوكي لمجموعة واسعة من الطيران أو المشي أو الأصناف المفصلية يمكن أيضا تعديلها بسهولة لتناسب حاجة غير المفصلية الكائنات الحية.
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ومن المسلم للبحوث الحمضيات ومؤسسة التنمية لتوفير التمويل. بفضل هويت ملاك ومايكل فلوريس لإجراء اختبارات بيولوجية.
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 |
Referências
- 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).
