Summary

Methodik zur Entwicklung von Sterbetafeln für festsitzende Insekten im Feld mit der Mottenschildläuse Tabak Tabaci, in Baumwolle als ein Modellsystem

Published: November 01, 2017
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Summary

Sterbetafeln Quantifizierung der Quellen und Rate von Sterblichkeit in Insektenpopulationen ermöglichen und dazu beitragen, zu verstehen, vorherzusagen und Populationsdynamik in Agrarökosystemen zu manipulieren. Methoden für die Durchführung und Auswertung der Kohorte-basierte Sterbetafeln im Feld für ein Insekt mit Traubeneichen unreifen Lebensphasen werden vorgestellt.

Abstract

Sterbetafeln bieten eine Möglichkeit die Zeitpläne von Geburt und Tod von Menschen im Laufe der Zeit zu messen. Sie können auch verwendet werden, zu quantifizieren, die Quellen und die Rate von Sterblichkeit in Populationen, die eine Vielzahl von Anwendungen in der Ökologie, einschließlich der landwirtschaftlichen Ökosysteme hat. Horizontale oder Kohorte-basierte, Leben, die Tabellen für die direkte und präzise Methode vital Bevölkerung Raten zu quantifizieren enthalten, da sie eine Gruppe von Individuen in einer Population von der Geburt bis zum Tod folgen. Hier werden Protokolle vorgestellt, für die Durchführung und Auswertung der Kohorte-basierte Sterbetafeln im Feld, das die Traubeneichen Natur der unreifen Lebensstadien von einer globalen Insekt-Schädling Tabak Tabacinutzt. Einzelnen Insekten befinden sich auf der Unterseite der Blätter von Baumwolle und zeichnen sich durch einen kleinen Kreis um das Insekt mit einem ungiftigen Stift zeichnen. Dieses Insekt kann dann immer wieder im Laufe der Zeit mit Hilfe von Hand-objektive Messung beobachtet werden, Entwicklung von einer Stufe zur nächsten und Bühne-spezifische Ursachen des Todes zu erkennen im Zusammenhang mit natürlichen und eingeführte Sterblichkeit Kräfte. Analysen zu erklären wie richtig messen mehrere Sterblichkeit zwingt diese Handlung zeitgleich innerhalb jeder Phase und wie solche Daten verwenden, um sinnvolle Bevölkerung dynamische Metriken zur Verfügung zu stellen. Die Methode berücksichtigt nicht direkt für Erwachsene überleben und die Vermehrung, die Rückschlüsse auf die Dynamik der unreifen Stadien begrenzt. Beispielhaft ist, konzentriert sich auf die Messung der Auswirkungen von Bottom-Up (Qualität der Pflanze) und Top-Down-(natürliche Feinde) Auswirkungen auf die Sterblichkeit Populationsdynamik von B. Tabaci im Baumwolle-System vorgestellt.

Introduction

Sterbetafeln sind ein gemeinsames Instrument mit einer langen Geschichte in Ökologie1,2. Sterbetafeln sind im Wesentlichen ein Zeitplan für die Geburten und Todesfälle in einer Bevölkerung über Zeit und diese Daten kann verwendet werden, um eine Reihe von Parametern wichtig zu verstehen und Vorhersagen zu Populationsdynamik zu quantifizieren. Sterbetafeln können auch Informationen über Todesursachen, die wichtig zum Verständnis trophischer Interaktionen und bei der Entwicklung von Strategien für die Verwaltung von Schädlingen in landwirtschaftliche und natürliche Systeme sind. Zahlreiche feldbasierte Sterbetafeln für Insekten3,4,5gebaut worden, und Analysen lieferten wichtige Erkenntnisse über die Dynamik, Regulierung und Vorhersage von Insektenpopulationen in vielen verwaltet und natürliche Systeme6,7,8,9,10,11,12,13,14. Die Begriff Leben Tabelle dient oft auch Laborstudien Grundlage zu beschreiben, die weitgehend untersuchen Fahrpläne von Geburten und Toden aber unter künstlichen Bedingungen, die das Insekt zu natürlichen Sterberate Kräfte und realistische Umgebungsvariablen nicht offen legen. Im Allgemeinen ist das Ziel der Untersuchungen im Labor, die vergleichende biotische Potenzial einer Spezies zu schätzen. Die hier beschriebenen Methoden konzentriert sich für Feld basierend, dass Untersuchungen, die definieren Potenzial gegenüber der Umgebung realisiert.

Sterbetafeln können charakterisiert werden als Horizontal, in dem eine echte Kohorte von gleich alten Personen sind von Anfang ihres Lebens bis zum Tod, gefolgt “oder” vertikal, wo häufige Proben durch die Zeit einer Population mit einer vermeintlich stabile Altersstruktur getroffen werden und dann werden wichtige Sätze von mathematisch konstruierten Kohorten2,15abgeleitet. Sterbetafel, die bereitgestellt werden kann, hängt von der Art des Insekts. Horizontale Sterbetafeln können oft für Univoltine (eine Generation pro Jahr) Insekten entwickelt werden, während ein solcher Ansatz für ein multivoltine Insekt mit vielfältigen und weit überlappenden Generationen pro Jahr sehr herausfordernd sein kann. Eine Vielzahl von Analysemethoden wurden vorgeschlagen und zur vertikalen Sterbetafeln für Insektenpopulationen (siehe Southwood2 Beispiele) zu entwickeln. Die Methodik, die hier demonstriert ermöglicht die Entwicklung der Kohorte basierende, horizontale Sterbetafeln im Feld für multivoltine Insekten mit bestimmten Lebensgeschichte Eigenschaften, insbesondere die Anwesenheit von Traubeneichen Lebensstadien. Die Methode wird als Modellsystem für ein wichtiger Schädling in Baumwolle demonstriert.

Die Mottenschildläuse, Tabak Tabaci Biotyp B (= Tabak-Argentifolii, Nahost-Asia Minor 116) ist ein globales Schädling der Landwirtschaft, der Ertrag und die Qualität in vielen landwirtschaftlichen und gartenbaulichen Kulturen, einschließlich wirkt sich negativ auf Landwirtschaften in gemäßigten Regionen17geschützt. Auswirkungen entstehen durch Phloem Fütterung, die Nährstoff-Flow, Störungen von unbekannter Ätiologie verursacht durch nymphal Fütterung, Übertragung von zahlreichen Pflanzenviren und Ernte-Qualität-Effekte durch die Ablagerung von Honigtau18,19 stört . Das Insekt hat ein breites Wirtsspektrum und multivoltine, mit weniger als 12-13 Generationen pro Jahr je nach Region und verfügbaren Nahrungsmittel Ressourcen20ist. Management-Herausforderungen sind auch durch seine hohe reproduktive Potential, seine Fähigkeit zu zerstreuen und Migration innerhalb und zwischen den landwirtschaftlichen Systemen, seinen Mangel an einer ruhenden Phase (Diapause oder beispielsweise) und seiner Bereitschaft zu schnell Resistenzen entwickeln verschärft Insektizide für die Unterdrückung21,22verwendet.

Erhebliche Fortschritte erzielt in integrated Pest Management (IPM) Strategien zu entwickeln, um effektiv und kostengünstig verwalten Populationen von diesem Schädling betroffenen Kulturen23,24,25. Diese Management-Systeme wurden auf eine solide grundlegendes Verständnis der Populationsdynamik von B. Tabaci ausgesagt und Sterbetafeln wurden eine wichtige Technik, die dieses Verständnis ermöglicht haben. In Arizona Sterbetafeln haben erlaubt die Schätzung und Ermittlung von wichtigen Sterblichkeit Kräfte für B. Tabaci in mehreren Ernte Systeme13,26, haben es ermöglicht die Messung der Sterblichkeit Dynamik relativ zu Management-Strategien, einschließlich Nichtziel-Wirkungen von Insektiziden14, haben ein Mittel zur Abschätzung der funktionellen Nichtziel-Auswirkungen transgener Baumwolle produzierenden Insektizide Proteine27, strenge unterstützt haben Bewertung von einem klassischen Biokontrolle Programm28 (Naranjo, unveröffentlichte Daten) und dazu beigetragen, die vergleichende Auswirkungen von Top-Down- und Bottom-up-Auswirkungen auf die Pest Dynamik29untersuchen. Alle diese Anwendungen haben die hier beschriebene Methode bereitgestellt. Der Ansatz könnte in einer Reihe von natürlichen und verwalteten Systemen für das Studium der Insektenpopulation Ökologie nützlich sein.

Protocol

Hinweis: die unten beschriebenen Techniken gelten teilweise Leben Tische, weil sie nicht explizit Reproduktion oder Sterblichkeit der Erwachsenen Stufen enthalten. Die Begriff Kohorte ist gleichbedeutend mit Generation, weil sie Sterblichkeit vom Ei zum Erwachsenen Stadium untersucht. 1. etablieren Wiese Verhalten Sterbetafeln jederzeit während des Wachstums der Pflanzen nach Insekten vorhanden sind. Die Wahl zu Studien zu initiieren, wenn hängt der Ziele und Aufgaben der Forschu…

Representative Results

Ein Beispiel-Kohorte ist in Tabelle 2 zeigen eine typische Darstellung und Berechnung des Lebens Tabellenergebnisse vorgestellt. Die nützlichsten Daten in die marginale Sterblichkeitsraten für jeden Faktor innerhalb jeder Phase erfasst werden. Indem Sie diese Sätze in k-Werte (Protokoll Abschnitt 6) konvertieren, werden Bühne-spezifische Sterblichkeit über alle Faktoren und Faktor-spezifische Mortalität über alle Stufen leicht abgeschätzt wie Generationen Sterblic…

Discussion

In der Regel werden die Entwicklung des Lebens, die Tabellen für multivoltine Insekten mit weitgehend überlappenden Generationen sind gezwungen, einen vertikalen Ansatz, wo eine Bevölkerung über Zeit und verschiedene grafische und mathematische Techniken wiederholt abgetastet wird, verwendet, um Einstellung in den einzelnen Phasen zu schätzen und Sterblichkeitsrate von wechselnden dichten der verschiedenen Leben Phasen2ableiten. Die Stärke des Ansatzes hier ist, dass es diese Einschränkung …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Wir danken D. Ashton, V. Barkley, K. Beimfohr, F. Bojorquez, J. Cantrell, G. Castro, R. Christensen, J. Fearn, C. Jara, D. Meade, G. Owens, L. Rodarte, D. Sieglaff, A. Sonoqui, M. Stefanek, B. Stuart, J. Trejo, A. Slade und E. Yescas für technische Hilfe. Teilweise wurde durch USDA Agricultural Research Service, USDA National Institute für Ernährung und Landwirtschaft Erweiterung IPM Programm und Pest Management Alternativen spezielle Projekte, Cotton Incorporated, Arizona Baumwolle Growers Association, Baumwolle unterstützt Stiftungen, USDA-Cree, NAPIAP (Western Region) und westlichen Region IPM Sonderprojekte.

Materials

Flagging tape Gempler, Janesville, Wisconsin USA 52273 Five colors
Manila merchandise tags American Tag Company, Pico Rivera, California USA 12-104
Ultra fine point marker Sanford, Bellwood, Illinois, USA 451898 Available at Office Max, Amazon
Peak Loupe 8X Adorama, New York, NY USA 2018
Peak Loupe 15X Adorama, New York, NY USA 19621

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Naranjo, S. E., Ellsworth, P. C. Methodology for Developing Life Tables for Sessile Insects in the Field Using the Whitefly, Bemisia tabaci, in Cotton As a Model System. J. Vis. Exp. (129), e56150, doi:10.3791/56150 (2017).

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