İki-benekli örümcek kenesi Uygulama<em> Tetranychus urticae</em> Bitki-belâ Etkileşim Çalışmaları
Summary
Örümcek akarları, deney bitkilerin istilası ve bitki hasar değerlendirme homojen numune etkili hazırlanması için protokoller, bitki-zararlı etkileşim çalışmaları için gerekli olan geliştirilmiştir.
Abstract
Iki benekli örümcek, Tetranychus urticae, ekonomik değeri 150'den fazla olan türlerin derece geniş bir dizi, beslenen bir yerde polifag Eklembacaklıların otobur olduğunu. Bu, özellikle Solanaceae ve Cucurbitaceae mısır, pamuk gibi (örneğin, domates, patlıcan, biber, salatalık, kabak) ve sera süs bitkileri (örneğin, gül, krizantem, karanfil), yıllık tarla bitkileri (içinde, sera bitkileri önemli bir zararlı olduğunu soya, şeker pancarı), ve çok yıllık kültürler (yonca, çilek, üzüm, narenciye, ve erik) 1,2. Önemli bir tarımsal böcek, T. yapan uç polyphagy ek olarak, urticae, kontrolü 3-7 için kullanılan insektisit ve akarisit geniş bir yelpazeye karşı direnç geliştirmek için bir eğilim vardır.
T. urticae o (27 ° C'de 7 gün) hızlı bir yaşam döngüsüne sahip olarak, mükemmel bir deneysel organizmadırve kolay bir şekilde, laboratuarda, yüksek yoğunlukta muhafaza edilebilir. (In situ hibridizasyon ve antikor lekelemesi de dahil) gen ekspresyonunu analiz etmek için ve RNA girişimi kullanılarak örümcek kenesi, endojen genlerin ekspresyonunu etkisiz hale getirmek için yöntemler 8-10 geliştirilmiştir. Son zamanlarda, T. bütün genom sekansı, urticae zaten konukçu bitkiler (Arabidopsis thaliana ve domates Solanum lycopersicum) 11 bazı mevcut eşdeğer genomik kaynaklara sahip bir model organizma olarak bu haşere otobur geliştirmek için bir fırsat yaratma, rapor edilmiştir. Birlikte, bu model organizmalar bitki-böcek etkileşimleri moleküler üsleri içgörüler sağlayabilir.
Burada, hızlı ve kolay bir yetişkin dişi kene, çok sayıda toplama, deneysel bitki ev sahibi üzerindeki uygulama ve nedeniyle örümcek akarı beslenme için bitki hasar değerlendirmesi için etkili bir yöntem tarif edilmiştir. Tr sunulan protokoldaha sonra deney uygulama için kullanılabilecek herhangi bir gelişim aşamasında (yumurta, larva, kurtçuklar, yetişkin erkek ve kadın) bireyler yüzlerce hızlı ve etkin bir toplama ables.
Introduction
Bitki-böcek etkileşimi büyük bilimsel ve ekonomik öneme sahip bir konudur. Bu tarihsel (örneğin domates gibi) hem de bitki ve bitki modeli, A. kullanılarak incelendi thaliana. Her iki durumda da, otobur için bitki duyarlılık otobur saldırı sonrasında ya da dolaylı zararlı performans değerlendirmesi yoluyla doğrudan bitki fenotip değerlendirilmesi yoluyla ölçülebilir.
Bitki duyarlılık doğrudan ölçümleri çeşitli yöntemler kullanılarak böcek pest türlerin bir dizi için daha önce kullanılmıştır. Örneğin, lepidopteran larvaların herbivory bir ızgara 12 yardımıyla, çıplak göz ile Plutella xylostella (diamondback moth) veya Trichoplusia ni (Lahana kurdu) tarafından tüketilen ya da bitki dokusunun bir bölümünün bir tahmin olarak ölçülür. Ayrıca, daha sonra kantitatif görüntü analizi ile yaprak hasarı dijital görüntüleme kullanan yöntem vardır. Bu yöntemler kullanılmıştırA. çalışmaları Frankliniella occidentalis (batı çiçek bitleri) 13, Scaptomyza flava (yaprak-madencilik Drosophila) 14 ve T. ile thaliana'nın etkileşim ni 15.
Bitki duyarlılık dolaylı ölçümleri yaygın bitki-böcek etkileşimi çalışmalarında kullanılmaktadır. A. Örnek olarak, duyarlılık herbivory persicae yaprak biti Myzus şeftali thaliana'nın genellikle haşere doğurgan ve etkileşim 16,17 sonra bitkinin brüt morfolojisi açıklaması analizi ile değerlendirilir. A. başka tipik dolaylı gösterge Bir haşereye thalianadan duyarlılık otçulun kuru veya ıslak ağırlık değerlendirmedir. Bu parametre genellikle böyle Pieris rapae (küçük beyaz), P. gibi lepidoterans arasında herbivory, karakterize etmek için kullanılır xylostella, veya T. onların larva veya pupa da ni 15,17 aşamaları.
Örümcek akarları hücre içeriğini fe vardıreders. Mite kaynaklı hasar soluk yeşil rengi beyazdan aralığı klorotik noktalar topluluğu olarak kabul edilmektedir. Örümcek akarı herbivory bir bitki konakçının duyarlılığı önceden örümcek akarı performans günlerin analizi yoluyla dolaylı olarak değerlendirildi sonrası istila 18,19, ya da doğrudan bitkiler hafta sonrası istilası 18 brüt morfolojisini kullanarak veya maruz kalan yaprakların bir dijital görüntüleme kullanarak sonraki otomatik görüntü analizi 19 gün boyunca akarları için. Bu yöntemler geliştirilmiş ve domates bitki ve T. arasındaki etkileşimleri çalışmaları için kullanılmaya başlandı urticae, ve tipik olarak karma akar popülasyonundan toplandı ve yumuşak bir fırça ile yaprak yüzeyine yerleştirildi örümcek akarlarının az sayıda (tedavi başına 5-15) kullanılmıştır. Bununla birlikte, bu yöntemler, akarların daha fazla sayıda uygulanması gereken çalışmalar için uygun değildir. Buna ek olarak, yaprak ise görüntülerin doğrudan işleme resim analiz yazılımıAdobe Photoshop (San Jose, CA) veya ImageJ 20 domates hasar analizi için kullanılabilen gibi, bu protokol yüzeyinin daha büyük bir yansıtma yapabilirliği vardır veya açık renkli ve yüksek görünür trikomlar, var (yapraklara uygulanması için değişiklik ihtiyacı bitki hasar işaretlemek klorotik noktalar otomatik seçim ile müdahale, örneğin, A. thaliana). Bundan başka, hali hazırda önceki yöntemlerle kullanılabilir örümcek akarlarının gelişim aşamasında, en yaygın ve kolayca tanımlanabilir yetişkin kadın sınırlı değildir ve diğer gelişim aşamaları kullanımını önleyen edilir.
Bitki örümcek akarı etkileşimi yüksek verimlilik analizi doğru ilk kritik adım örümcek akarları ile bitkiler meydan ve güvenilir bir etkileşim sonuçlarını değerlendirmek için tekrarlanabilir, basit ve sağlam protokoller kurmaktır.
Bu video, büyük bir num hızlı ve kolay toplanması için etkin bir yöntem olarakber yetişkin dişi akarlar, bir deney tesisi ana ve bağlı örümcek akarı beslenmeye bitki zarar değerlendirilmesine ilişkin uygulama açıklanmıştır. Sunulan protokol takip eden deney uygulama için kullanılabilecek herhangi bir gelişim aşamasında (yumurta, larva, kurtçuklar, yetişkin erkek ve kadın) bireyler yüzlerce hızlı ve etkin bir toplama sağlar. Buna ek olarak, bu protokoller bir akarı ana bitkiye uygulanabilir, ama özellikle A. durumunda gösterilmektedir thaliana.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu video izole etmek ve yetişkin dişi kene, çok sayıda bitkileri istila için kullanılan protokoller gösterir. Biz A. kullanarak bu protokolü sunulmasına rağmen thaliana, herhangi bir bitki örümcek akarı etkileşim sistemi için kullanılabilir ve halen başarılı bir şekilde, domates ve üzüm (Vitis vinifera) bitkiler üzerinde de tatbik edilmektedir. Toplanan akar (Şekil 3) benzer fizyolojik durumu olduğuna işaret protokol verimleri tekrarlanabilir sonuçla…
Declarações
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. |
Referências
- Jeppson, L. R., Keifer, H. H., Baker, E. W. . Mites injurious to economic plants. , (1975).
- Migeon, A., Dorkeld, F. Spider Mites Web: a comprehensive database for the Tetranychidae. http://www.montpellier.inra.fr/CBGP/spmweb. , (2013).
- Croft, B. A., Vandebaan, H. E. Ecological and Genetic-Factors Influencing Evolution of Pesticide Resistance in Tetranychid and Phytoseiid Mites. Exp Appl Acarol. 4, 277-300 (1988).
- Van Leeuwen, T., et al. Mitochondrial heteroplasmy and the evolution of insecticide resistance: Non-Mendelian inheritance in action. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105, 5980-5985 (2008).
- Van Leeuwen, T., Vontas, J., Tsagkarakou, A., Dermauw, W., Tirry, L. Acaricide resistance mechanisms in the two-spotted spider mite Tetranychus urticae and other important Acari: A review. Insect Biochem Molec. 40, 563-572 (2010).
- Dermauw, W., et al. The cys-loop ligand-gated ion channel gene family of Tetranychus urticae: Implications for acaricide toxicology and a novel mutation associated with abamectin resistance. Insect Biochem Molec. 42, 455-465 (2012).
- Van Leeuwen, T., et al. Population bulk segregant mapping uncovers resistance mutations and the mode of action of a chitin synthesis inhibitor in arthropods. Proceedings of the National Academy of Sciences. 109, 4407-4412 (2012).
- Dearden, P. K., Donly, C., Grbic, M. Expression of pair-rule gene homologues in a chelicerate: early patterning of the two-spotted spider mite Tetranychus urticae. Development. 129, 5461-5472 (2002).
- Khila, A., Grbic, M. Gene silencing in the spider mite Tetranychus urticae: dsRNA and siRNA parental silencing of the Distal-less gene. Development genes and evolution. 217, 241-251 (2007).
- Grbic, M., et al. Mity model: Tetranychus urticae, a candidate for chelicerate model organism. BioEssays : news and reviews in molecular, cellular and developmental biology. 29, 489-496 (2007).
- Grbic, M., et al. The genome of Tetranychus urticae reveals herbivorous pest adaptations. Nature. 479, 487-492 (2011).
- Kliebenstein, D., Pedersen, D., Barker, B., Mitchell-Olds, T. Comparative analysis of quantitative trait loci controlling glucosinolates, myrosinase and insect resistance in Arabidopsis thaliana. Genética. 161, 325-332 (2002).
- Abe, H., et al. Function of jasmonate in response and tolerance of Arabidopsis to thrip feeding. Plant & cell physiology. 49, 68-80 (2008).
- Whiteman, N. K., et al. Mining the plant-herbivore interface with a leafmining Drosophila of Arabidopsis. Molecular ecology. 20, 995-1014 (2011).
- Goodspeed, D., Chehab, E. W., Min-Venditti, A., Braam, J., Covington, M. F. Arabidopsis synchronizes jasmonate-mediated defense with insect circadian behavior. Proc Natl Acad Sci U S A. 109, 4674-4677 (2012).
- Kim, J. H., Lee, B. W., Schroeder, F. C., Jander, G. Identification of indole glucosinolate breakdown products with antifeedant effects on Myzus persicae (green peach aphid). The Plant journal : for cell and molecular biology. 54, 1015-1026 (2008).
- Adio, A. M., et al. Biosynthesis and defensive function of Ndelta-acetylornithine, a jasmonate-induced Arabidopsis metabolite. Plant Cell. 23, 3303-3318 (2011).
- Li, L., et al. The tomato homolog of CORONATINE-INSENSITIVE1 is required for the maternal control of seed maturation, jasmonate-signaled defense responses, and glandular trichome development. Plant Cell. 16, 126-143 (2004).
- Kant, M. R., Ament, K., Sabelis, M. W., Haring, M. A., Schuurink, R. C. Differential timing of spider mite-induced direct and indirect defenses in tomato plants. Plant Physiol. 135, 483-495 (2004).
- Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nat Methods. 9, 671-675 (2012).
