Met behulp van vlucht molens te meten vlucht neiging en prestaties van de westerse maïs wortel worm, Diabrotica maïswortelboorder virgifera maïswortelboorder virgifera (Leconte)

De westelijke maïs wortel worm, Diabrotica maïswortelboorder virgifera maïswortelboorder virgifera Leconte (Coleoptera: Chrysomelidae), werd geïdentificeerd als een plaag van gecultiveerde maïs in 1909¹. Tegenwoordig is het de belangrijkste plaag van maïs (Zea mays L.) in de U.S. Corn Belt, met larvale voeding op maïs wortels waardoor het grootste deel van het verlies van de opbrengst in verband met deze plaag. De jaarlijkse kosten voor het beheer en maïs productieverliezen als gevolg van maïs wortel worm worden geschat op $1.000.000.000²overschrijden. De Western Corn root worm is zeer aanpasbaar, en populaties hebben resistentie ontwikkeld tegen meerdere management strategieën, met inbegrip van insecticiden, gewasrotatie, en transgene BT Corn³. Het bepalen van de ruimtelijke dimensies waarop tactieken moeten worden toegepast om de lokale ontwikkeling van resistentie te beperken, of een weerstands hotspot, is afhankelijk van een beter begrip van dispertie⁴. Mitigatiemaatregelen zullen niet succesvol zijn als ze beperkt zijn tot te klein van een ruimtelijke schaal rond een weerstands hotspot, omdat resistente volwassenen buiten het mitigatie gebied⁵zullen dispergeren. Het begrijpen van vluchtgedrag van Western Corn root worm is belangrijk om effectieve resistentiemanagement plannen voor deze plaag te creëren.

Verspreiding door de vlucht speelt een belangrijke rol in de volwassen westerse maïs wortel worm levensgeschiedenis en ecologie⁶, en de vluchtgedrag van deze plaag kan worden bestudeerd in het laboratorium. Er kunnen verschillende methoden worden gebruikt om het vluchtgedrag in het laboratorium te meten. Een actograph, die de vlucht in een verticaal vlak beperkt, kan de hoeveelheid tijd meten die een insect tijdens de vlucht uitoefent. Actografen zijn gebruikt om de vluchtduur en de periodieke patronen van de westerse maïs wortel worm mannetjes en vrouwtjes te vergelijken met verschillende leeftijden, lichaamsmaten, temperaturen, insecticide gevoeligheid en insecticide blootstelling^{7,8, 9}. Flight tunnels, die bestaan uit een tracking kamer en gestuurde luchtstroom, zijn vooral nuttig voor het onderzoeken van het gedrag van insecten vliegen bij het volgen van een geur pluim, zoals kandidaat feromone-componenten¹⁰ of plant-vluchtige stoffen¹¹. Vlucht molens zijn misschien wel de meest voorkomende methode voor laboratorium studies van insecten vluchtgedrag en kan verschillende aspecten van de vlucht neiging en prestaties karakteriseren. Laboratorium vlucht molens zijn gebruikt in studies van de westerse maïs wortel worm te karakteriseren neiging om korte en aanhoudende vluchten evenals hormonale controle van aanhoudende vlucht^12,13.

Flight Mills bieden een relatief eenvoudige manier om insecten vluchtgedrag onder laboratoriumomstandigheden te bestuderen door onderzoekers in staat te stellen verschillende vlucht parameters te meten, waaronder periode snelheid, afstand en duur. Veel van de vandaag gebruikte vlieg molens zijn afgeleid van de rotondes van Kennedy et al.¹⁴ en Krogh en Weis-Fogh¹⁵. Vlucht molens kunnen verschillend zijn in vorm en grootte, maar het basisprincipe blijft hetzelfde. Een insect wordt aangebonden en gemonteerd op een radiale horizontale arm die vrij is om te roteren, met minimale wrijving, over een verticale as. Als het insect naar voren vliegt, is het pad beperkt tot cirkelen in een horizontaal vlak, waarbij de afgelegde afstand per rotatie wordt bepaald door de lengte van de arm. Een sensor wordt meestal gebruikt om elke rotatie van de arm veroorzaakt door de vlucht activiteit van het insect te detecteren. Onbewerkte gegevens omvatten rotaties per tijdeenheid en tijd van de vlucht van de dag is opgetreden. De gegevens worden in een computer ingevoerd voor opname. Gegevens van meerdere vlucht molens worden vaak parallel, in essentie tegelijkertijd, geregistreerd, waarbij de banken van 16 en 32 vlieg molens gebruikelijk zijn. De onbewerkte gegevens worden verder verwerkt door aangepaste software om waarden te leveren voor variabelen zoals vliegsnelheid, totaal aantal afzonderlijke vluchten, afstand en duur gevlogen, enzovoort.

Elke insectensoort is verschillend als het gaat om de beste methode voor Tethering vanwege morfologische variabelen zoals de totale grootte, grootte en vorm van het doelgebied voor het bevestigen van de Tether, zachtheid en flexibiliteit van het insect, de behoefte en de methode voor anesthetisering, potentieel voor het vervuiling van de vleugels en/of hoofd met misplaatste of overloop lijm, en veel, veel meer details. In de gevallen van gevisualiseerde Tethering van een plataspid bug¹⁶ en een Ambrosia Beetle¹⁷, de respectieve doelgebieden voor Tether gehechtheid zijn relatief groot en vergevingsgezind van onnauwkeurige lijm plaatsing omdat het hoofd en de vleugels zijn enigszins goed gescheiden van de bevestigings plaats. Dit is niet te bagatelen de moeilijkheid van het binden van deze insecten, die eist voor elke soort. Maar de westelijke maïs wortel worm is een bijzonder uitdagend insect om Tether: de halsschild is smal en kort, waardoor zeer nauwkeurige bevestiging met een minimale hoeveelheid lijm (tandheelkundige Wax in dit geval) noodzakelijk om interferentie met de opening van de Elytra te voorkomen voor de vlucht en met het hoofd, waarbij contact met de ogen of antennes het gedrag kan beïnvloeden. Tegelijkertijd moet de Tether stevig worden bevestigd om te voorkomen dat deze sterke flyer wordt verlodder. De demonstratie van het Tethering van root worm volwassenen is het belangrijkste aanbod in dit document. Het zou van nut moeten zijn voor anderen die met deze of soortgelijke insecten werken, waar de methode die hier is gevisualiseerd, een nuttige optie zou kunnen zijn.

Dit artikel beschrijft methoden die worden gebruikt om effectief Tether en karakteriseren de vlucht activiteit van de westerse maïs wortel worm volwassenen die werden gekweekt op verschillende larvale dichtheden. De vlucht molens en software die in deze studie werden gebruikt (Figuur 1) werden afgeleid van ontwerpen die op het Internet werden geplaatst door Jones et al.¹⁸ Tethering-technieken werden gewijzigd van de beschrijving in Stebbing et al.⁹ een array van 16 vlucht molens was gehuisvest in een milieu kamer, ontworpen om de verlichting, vochtigheid en temperatuur te regelen (Figuur 2). Met behulp van deze of soortgelijke setup samen met de volgende technieken testen factoren die van invloed kunnen zijn op de neiging van de vlucht en de prestaties van de westerse maïs wortel worm, met inbegrip van leeftijd, geslacht, temperatuur, photoperiod, en vele anderen.