أخذ العينات لتقدير أنواع فرانكلينيلا زهرة ثريبس والحيوانات المفترسة الأنواع أوريوس في التجارب الميدانية
Summary
يعرض هنا هو بروتوكول لتحديد عدد من thrips والحيوانات المفترسة القراصنة الحشرات دقيقة في المحاصيل على تواريخ متعددة في التجارب الميدانية. ويتضح أيضا كيفية تحديد فعالية تكتيكات الإدارة ضد thrips وتقييم فوائد predation من قبل البق القراصنة دقيقة.
Abstract
ال [ثربس] غربيّة, [فرنكليلا] [أكّيدنتليس] ([برغاند]), معجّلة [بولفغوس] أنّ يتلقّى يكون نشرت في جميع أنحاء العالم. إن الاستخدام الواسع النطاق للمبيدات الحشرية في محاولات السيطرة على سكانها يقضي على الأعداء الطبيعيين والأنواع المنافسة من الزهور، مما يزيد من عدد سكانها. وينشأ وضع غير مستدام مع ما يصاحب ذلك من مجموعات من الآفات المقاومة، وتفشي الآفات الثانوية، والتدهور البيئي. وتستخدم الإدارة المتكاملة للآفات المعرفة بالآفات وعلاقات العدو الطبيعي لتنفيذ أساليب صديقة للبيئة ومستدامة. البق القراصنة دقيقة هي الحيوانات المفترسة الأكثر أهمية في جميع أنحاء العالم من thrips. أنها يمكن قمع والسيطرة في نهاية المطاف فرانكلينيلا الأنواع زهرة ثريبس. وهناك حاجة إلى عينات من الزهور تؤخذ أسبوعيا على الأقل لفهم ديناميات المفترس فريسة. يظهر هنا أخذ عينات من الزهور من الخضروات الفواكه والنباتات المصاحبة لتقدير كثافات thrips الفردية والأنواع الدقيقة علة القراصنة. توضح البيانات التمثيلية كيفية استخدام البروتوكول لتحديد فعالية تكتيكات الإدارة مع مرور الوقت وكيفية تقييم فوائد التبذير عن طريق البق القراصنة دقيقة. بروتوكول أخذ العينات هو بالمثل قابلللتكيف مع أخذ العينات thrips والبق القراصنة دقيقة في المضيفين الأنواع النباتية الأخرى.
Introduction
كانت زهرة الثربس الغربية، فرانكلينيلا أوكسيدنتليس (بيرغاندي)، واحدة من الآفات الكبرى الأولى التي انتشرت في جميع أنحاء العالم نتيجة للعولمة والتجارة الدولية للمنتجات الزراعية. وينتج الضرر الاقتصادي مباشرة عن التغذية والأوفيبوس، وبشكل غير مباشر عن طريق انتقال الفيروسات المسببة للأمراض النباتية. وكانت التجمعات السكانية الغازية بالفعل مقاومة إلى حد كبير لمعظم فئات المبيدات الحشرية، ولم تؤد محاولات السيطرة على السكان بالمبيدات الحشرية إلا إلى زيادة الضرر بالقضاء على الأعداء الطبيعيين المهمين والأنواع المنافسة. وقد أدى نهج المكافحة هذا إلى زعزعة استقرار برامج الإدارة وأدى إلىمجموعات من الآفات المقاومة، وتفشي الآفات الثانوية، وتدهور البيئة 1.
وقد وضعت برامج متكاملة لمكافحة الآفات من خلال معرفة الآفات وعلاقات العدو الطبيعي وآثار تكتيكات الإدارة على هذه العلاقات. ويعتقد منذ فترة طويلة أن الخصائص السكانية للاستعمار والنمو السريعين تفوق قدرات الأعداء الطبيعيين على تنظيم التمزقات الغربية الانتهازية؛ أي أنه حتى تبين أن السبق من السكان الطبيعيين في أوريوس إنسيديوس (قل) لم يؤد فقط إلى قمع أعداد الزهور الغربية ولكن أيضا انخفاض عدد السكان نحو الانقراض2. وعلاوة على ذلك، فإن ثريبس زهرة الغربية هي في الغالب زهرة يسكنها، والتي تتنافس على حبوب اللقاح وغيرها من موارد الزهور مع thrips زهرة polyphagous الأصلي.
في معظم شرق الولايات المتحدة، المنافس الأصلي الرئيسي هو Frankliniella tritici (فيتش)، في حين أن في جنوب فلوريدا الأنواع المنافس الرئيسي هو فرانكلينيلا بيسبينوزا (مورغان)3. وتعاني الثربس زهرة الغربية مقاومة حيوية قوية في ولاية فلوريدا من الأنواع الأصلية من الحيوانات المفترسة والأنواع زهرة المنافسين thrips. ومع ذلك، فإن الأنواع المهيمنة في الموائل التي تزعجها المبيدات الحشرية وغيرها من التكتيكات التي تستبعد المنافسين والأعداء الطبيعيين. لذلك، فإن أحد العناصر الأساسية لبرامج مكافحة الآفات المتكاملة الناجحة للخضروات الفواكه هو زيادة التبذير والمنافسة3،4. وقد وضعت هذه البرامج من معرفة ديناميات المفترس فريسة وفعالية تكتيكات مختلفة لإدارة thrips وزيادة المقاومة الحيوية. هنا، تظهر المنهجية المستخدمة لتقدير كثافات الثروب الفردية وأنواع الحشرات القراصنة الدقيقة في الزهور من الخضروات الفواكه والنباتات المصاحبة في فلوريدا. وتستخدم البيانات لتحديد فعالية تكتيكات الإدارة وتقييم فوائد predation من قبل البق القراصنة دقيقة.
تصميم بروتوكول أخذ العينات زهرة thrips: معلومات أساسية
عندما ظهرت الثربات زهرة الغربية كآفة رئيسية في 1980s5، كان من الضروري وضع إجراءات بدقة وكفاءة ، وتحديد دقيق لعدد الأنواع thrips الفردية في الدراسات الميدانية. وقد وضعت الإجراءات المذكورة هنا من المعرفة المكتسبة في العديد من الدراسات التي أجريت لفهم البيولوجيا وإدارة thrips زهرة. ومن الأمثلة على هذه الدراسات أعمالفوندربورك وآخرون 2، وهانسن وآخرون6،وسالغيرو نافاس وآخرون7،وسذرلاند وآخرون8،وتايلر جوليان وآخرون9. تركيزات أنواع Frankliniella والبق القراصنة دقيقة في الزهور يستند سلوكيا وليس قطعة أثرية من تطبيقات المبيدات الحشرية أو أخذ العينات6. وعادة ما تكون تقديرات السكان في الزهور على أجزاء نباتية أخرى كافية لفهم الديناميات المحلية للمفترس والفريسة على مضيف النبات وتقييم فوائد برامج المكافحة البيولوجية القائمة على نسب المفترس إلى الفرائس. ومع ذلك، يمكن تكييف المنهجية التي وضعت للزهور لأخذ العينات من أجزاء النبات الأخرى. وحدة العينة المعتادة هي واحدة أو أكثر من الزهور. عدد العينات اللازمة لتحقيق المستوى المطلوب من الدقة هو وظيفة من الكثافة السكانية وعدد الزهور في وحدة العينة.
أنواع Frankliniella تميل إلى أن تكون توزيعا مجمعا في الزهور، وعادة ما تتركز السكان في الزهور من المظلة النباتية العليا7. بالنسبة لمعظم الدراسات، يتم اختيار الزهور عشوائيا من النصف العلوي من النبات. التقنيات النسبية لإزالة thrips من الزهور، بما في ذلك الغسيل السائل،والخلع الميكانيكية، أو جفاف، غير دقيقة وغير دقيقة 8. ولهذا السبب، يتم استخدام تقنية العد المباشر والتقدير المطلق. Thrips هي كائنات صغيرة حوالي 2 ملم في Iength، وعادة ما يكون الفحص المجهري ضروري لتحديد بدقة الأنواع. يتم وضع الزهور التي تشكل وحدة عينة في قارورة من الكحول 70٪. مرة واحدة يتم جمع العينات، يتم إرجاع قارورة من كل مؤامرة إلى المختبر لاستخراج thrips والبق القراصنة دقيقة وتحديد دقيق للجنس والأنواع، ومرحلة كل. تتكون التجارب من قطع المجال المنسوخة نسخاً متماثلة التي تستخدم لتقييم فعالية العلاجات لقمع الثروب وفوائد التبذير بواسطة حشرات القراصنة الدقيقة. تؤخذ عينات زهرة أسبوعيا على الأقل خلال فترة المزهرة من المضيف النبات. التصاميم التجريبية كتلة كاملة معشاة مفيدة في إزالة من الاختلافات خطأ التجريبية في thrips وكثافة علة القراصنة دقيقة بين الكتل. ترتيبات العلاج مؤامرة فرعية مفيدة للحد من الآثار بين المؤامرة من تكتيكات الإدارة التي تؤثر على حركة thrips9.
زهرة عينة تجهيز وتحليل: معلومات أساسية
قبل التسعينات، تم تطوير مفاتيح أنواع من الثرب لاستخدامها من قبل المتخصصين في علم التصنيف، الذين وضعوا الثرب لتحديد الهوية على الشرائح المجهر باستخدام واحدة من العديد من وسائل الإعلام المتصاعدة. لم يكن الباحثون الذين يدرسون علم الأحياء والإدارة في علم الأحياء والإقتصاديين متخصصين في علم التصنيف، ولم يكن هناك أي مشاركة من قبل المتخصصين في علم التصنيف في الدراسات. عادة، تم تجميع thrips في عينات من هذه الدراسات في جنس، الأسرة، suborder، أو مستويات النظام من التصنيف. بعد انتشار الثربزهرة الغربية، كان هناك 1) الانتشار السريع للبحوث المتعلقة بالبيولوجيا والإدارة thrips و 2) الاعتراف من قبل الباحثين للحاجة إلى تحديد الأنواع thrips وتطوير نظام فعال لتجهيز العينات.
وفي الدراسات التي أجريت في منتصف التسعينات والتي شملت البيولوجيا السكانية، وضعت الثربات البالغة المأخوذة من العينات على شرائح المجهر وحددتها إلى الأنواع من قبل أخصائي علم التصنيف R. J. Beshear (على سبيل المثال، Salguero Navas et al.7). ولم يتم التعرف على اليرقات إلا في جنس بسبب عدم وجود مفاتيح لتحديد هوية اليرقات متاحة في ذلك الوقت. وكان تصاعد الشريحة مكلفة وشاقة، وتم تطوير نظام أكثر كفاءة2. في الدراسات اللاحقة، تم استخراج thrips في العينات من الزهور في طبق بيتري يحتوي على الكحول 70٪، وتم تحديد الذكور والإناث في طبق بيتري إلى الأنواع تحت تنظير مجسم. معظم أبحاثنا تنطوي على أنواع من فرانكلينيلا. تم فصل البالغين من هذه الأنواع إلى الأنواع تحت منظار مجسم باستخدام الاختلافات في chaetotaxy بهم على السطح الظهري من البرونويوم، رئيس، وهوائيات10،11،12.
وقد تم الحصول على خبرة إضافية في تصنيف ثريبس للتعرف على الأنواع والأنواع الأخرى في العينات وتحديدها. هناك العديد من الأنواع الأوريوس في جميع أنحاء العالم التي هي الحيوانات المفترسة الهامة من thrips. نوعين، O. insidiosus وO. pumilio (بطل)، هي sympatric في جميع أنحاء الكثير من ولاية فلوريدا13. يتم فصل البالغين من هذه الأنواع من قبل خصائص اللون من الجزء الهوائي القاعدية، femora من الساق الخلفية، وcuneus على الجناح. تختلف الأنواع والجنس في علم الأحياء والسلوك. لذلك، يتم تحليل البيانات لكل منها بشكل منفصل عادةً. لأن السكان thrips في الزهور لديها نمط تجميعي للتوزيع، تحتاج البيانات التحول لتثبيت الفروق بين العلاجات. تتم مقارنة وسائل العلاج باستخدام تحليل التباين حسب الاقتضاء للتصميم التجريبي، ويتم تحليل البيانات لكل تاريخ فردي و/أو للبيانات المجمعة عبر التاريخ2و9. تحليل الآثار على التواريخ الفردية مهم عندما تختلف الاختلافات في العلاج عبر التاريخ. يتم استخدام نسبة thrips الكلي (البالغين واليرقات) في الدقيقة علة القراصنة (الكبار والحوريات) لتقييم فعالية المكافحة البيولوجية مع البق القراصنة دقيقة في الدراسات الميدانية فلوريدا قمع السكان thrips بنسبة حوالي المفترس واحد ل كل 180 thrips2,9.
Protocol
Representative Results
Discussion
وقد وضعت بروتوكولات أخذ العينات مع المستويات المطلوبة من الدقة لتقدير الكثافات السكانية من ثريبس زهرة لمحاصيل فلوريدا على مدى أكثر من ثلاثة عقود من البحوث الميدانية. أجريت دراسات لفهم جوانب هامة من علم الأحياء زهرة thrips التي تؤثر على التقديرات السكانية. على سبيل المثال، أجريت دراسات لفهم الآثار على تقديرات الوقت من اليوم عند أخذ العينات16، موقع العينة داخل الحقل16، موقع العينة على النباتات الفردية6،16، أنماط التجميع في الزهور7، ولون زهرة17. وقد تبين أن هذه العوامل تؤثر على التقديرات السكانية؛ لذلك، فإن القرارات من أين ومتى وكيف تكون ذات أهمية حاسمة عند تصميم بروتوكول أخذ العينات في الدراسات البحثية المستقبلية.
دقيقة القراصنة علة البالغين والحوريات هي anthophilous للغاية، والمجاميع المفترس مع فريسته بطريقة تعتمد على الكثافة من خلال تفضيل الزهور نفسها أيضا يفضلها thrips17. كما أنها تستغل العظة من الفرائس أو من النباتات التي تضررت من الفريسة في تحديد موقع الثرب. البالغين تتحرك بسرعة بين الزهور، وهو السلوك الذي يعزز قدرتهم على تتبع السكان المحليين من فريسة ثريبس في الفضاء والوقت18. ولذلك، ينبغي استخدام بروتوكولات أخذ العينات التي وضعت لتقدير أعداد الثروب في الدراسات المستقبلية عند تقدير مجموعات حشرات القراصنة الدقيقة. البق القراصنة دقيقة هي الحيوانات المفترسة فعالة من البالغين واليرقات من مختلف أنواع Frankliniella زهرة thrips19. عدد المفترس بالنسبة لعدد من مجموع فرائس ثريبس يوفر أفضل تقدير لقدرة البق القراصنة دقيقة لقمع والسيطرة على مجموعات مختلطة من thrips في الزهور. وينبغي مراعاة ذلك عند تحليل البيانات في الدراسات المقبلة.
أنواع Frankliniella الكبار استعمار بسرعة المحاصيل المضيفة بمجرد أن يبدأ المزهرة، والنمو السكاني السريع يتبع في غياب الوفيات من الأعداء الطبيعية2،18،19. على مضيف نبات جيد لكل من المفترس وثريبس فريسة مثل عباد الشمس، وأعداد من thrips هي أكبر بعدوقت قصير من بدء زهرة، تليها انخفاضات في السكان مع زيادة البق القراصنة دقيقة (الشكل 9). لا تزال أعداد البق القراصنة دقيقة على الرغم من أن thrips انقرضت تقريبا. لفهم هذه العلاقة الديناميكية المفترسة الجارحة بشكل كامل، من الضروري أخذ عينات بشكل متكرر طوال فترة الإزهار من المحصول. وينطبق الشيء نفسه عند التحقيق في فعالية أنواع أخرى من التكتيكات، لأنها قد تكون فعالة في بعض التواريخ وليس غيرها. مرة أو مرتين في الأسبوع أخذ العينات على مدى كامل فترة المزهرة تم استخدامها لتقييم آثار تكتيكات متعددةفي نظام دفع سحب قيد التحقيق في تايلر جوليان وآخرون 9،14.
Frankliniella هو ثاني أكبر جنس في عائلة Thripidae، وهناك كمية كبيرة من الأدب تصف مراحل حياة الكبار20. مجمع من الأنواع يسكن الزهور التي هي محددة لمختلف الأنواع المضيفة النباتية والمواقع الجغرافية. ولذلك، فإن تحديد الخبراء للعينات المعدة من الشرائح من مجموعة فرعية من العينات الأولية أمر بالغ الأهمية. ثم، في أي مضيف النبات معينة والموقع الجغرافي، يمكن اختيار الأحرف التصنيفية فريدة من نوعها للبالغين من كل نوع بحيث يمكن تحديد الأنواع في الدراسات المستقبلية دون الذهاب إلى الإجراء شاقة ومكلفة لوضع كل على المجهر الشرائح للعرض تحت المجهر المركب. ببساطة يمكن عرضها وتحديدها تحت منظار مجسم. (في بعض الحالات غير العادية، الأحرف المورفولوجية التي تفصل بين نوعين متشابهة بحيث لا يمكن فصلها تحت منظار مجسم.) الأساليب الموصوفة هنا لأنواع زهرة ثريبس الشائعة في معظم المحاصيل في فلوريدا ينبغي تكييفها واستخدامها في مواقع جغرافية أخرى عند معالجة الأعداد الكبيرة من العينات اللازمة في الدراسات الميدانية لتحديد فعالية تكتيكات الإدارة و تقييم فوائد predation من قبل البق القراصنة دقيقة.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم تقديم الدعم من خلال منح كتلة المحاصيل المتخصصة من وزارة الزراعة والخدمات الاستهلاكية في فلوريدا أرقام 01856 و 024049. وجاء الدعم الإضافي من الاتفاقات التعاونية بين وزارة الزراعة الأمريكية – ARS وجامعة فلوريدا أرقام 58-6618-2-096 و 58-6618-4-035. نشكر الطلاب السابقين، وpostdocs، والمتعاونين الذين ساهموا في العديد من الطرق في أبحاثنا لفهم العوامل التي تؤثر على الديناميات السكانية للزهرة thrips.
Materials
| Alcohol | Any source | 70% ethanol or isopropyl | |
| Centrifuge tube | Fisher Scientific Co. | 06-443-18 | Flat cap and trayed |
| Forceps | Fisher Scientific Co. | 08-885 | Medium point |
| Kaolin clay | Novasource | Surround WP | 95% kaolin |
| Pasteur pipet | Fisher Scientific Co. | 13-678-6A | 5 ¾ inch disposable |
| Petri dish | Fisher Scientific Co. | FB0875711A | With grid |
| Probes/seekers | Fisher Scientific Co. | 08-995 | 6 inch bent end |
| Scalpel | Fisher Scientific Co. | 14-840-00 | Excel international |
| Stereomicroscope | Leica Microsystems | M Series | 40X and greater |
| UV-reflective mulch | Intergro | Metalized |
References
- Morse, J. G., Hoddle, M. S. Invasion biology of thrips. Annual Review of Entomology. 51, 67-89 (2006).
- Funderburk, J., Stavisky, J., Olson, S. Predation of Frankliniella occidentalis (Thysanoptera: Thripidae) in field peppers by Orius insidiosus (Hemiptera: Anthocoridae). Environmental Entomology. 29, 376-382 (2000).
- Funderburk, J., Frantz, G., Mellinger, C., Tyler-Julian, K., Srivastava, M. Biotic resistance limits the invasiveness of the western flower thrips, Frankliniella occidentalis (Thysanoptera: Thripidae), in Florida. Insect Science. 23, 175-182 (2016).
- Demirozer, O., Tyler-Julian, K., Funderburk, J., Leppla, N., Reitz, S. Frankliniella occidentalis (Pergande) integrated pest management programs for fruiting vegetables in Florida. Pest Management Science. 68, 1537-1545 (2012).
- Kirk, W. D. J., Terry, L. I. The spread of the western flower thrips Frankliniella occidentalis (Pergande). Agricultural and Forest Entomology. 5, 301-310 (2003).
- Hansen, E. A., et al. Within-plant distribution of Frankliniella species (Thysanoptera: Thripidae) and Orius insidiosus (Heteroptera: Anthocoridae) in field pepper. Environmental Entomology. 32, 1035-1044 (2003).
- Salguero Navas, V. E., Funderburk, J. E., Mack, T. P., Beshear, R. J., Olson, S. M. Aggregation indices and sample size curves for binomial sampling of flower-inhabiting Frankliniella species (Thysanoptera: Thripidae) on tomato. Journal of Economic Entomology. 87, 1622-1626 (1994).
- Sutherland, A. M., Parrella, M. P. Accuracy, precision, and economic efficiency for three methods of thrips (Thysanoptera: Thripidae) population density assessment. Journal of Economic Entomology. 104, 1323-1328 (2011).
- Tyler-Julian, K., Funderburk, J., Srivastava, M., Olson, S., Adkins, S. Evaluation of a push-pull system for the management of Frankliniella species (Thysanoptera: Thripidae) in tomato. Insects. 9, 187 (2018).
- Arthurs, S. P., Kok-Yokomi, M. L., Smith, H. Florida flower thrips (suggested common name) Frankliniella bispinosa Morgan (Insecta: Thysanoptera: Thripidae). University of Florida, IFAS, EDIS Document EENY639. , (2018).
- Cluever, J. D., Smith, H. A., Funderburk, J. E., Frantz, G. Western flower thrips (Frankliniella occidentalis [Pergande). University of Florida, IFAS, EDIS Document ENY883. , (2018).
- Sprague, D., Funderburk, J., Lucky, A. Flower thrips, Frankliniella tritici (Fitch). University of Florida, IFAS, EDIS Document EENY720. , (2018).
- Herring, J. L. The genus Orius of the Western Hemisphere (Hemiptera: Anthocoridae). Annals of the Entomological Society of America. 59, 1093-1109 (1966).
- Tyler-Julian, K., Funderburk, J., Frantz, G., Mellinger, C. Evaluation of a push-pull strategy for the management of Frankliniella bispinosa (Thysanoptera: Thripidae) in bell pepper. Environmental Entomology. 43, 1364-1378 (2014).
- Shapiro, J. P., Shirk, P. D., Kelley, K., Lewis, T. M., Horton, D. R. Identity of two sympatric species of Orius (Hemiptera: Heteroptera: Anthocoridae). Journal of Insect Science. 10, 189 (2010).
- Salguero Navas, V. E., Funderburk, J. E., Beshear, R. J., Olson, S. M., Mack, T. P. Seasonal patterns of Frankliniella spp. (Thysanoptera: Thripidae) in tomato flowers. Journal of Economic Entomology. 84, 1818-1822 (1991).
- Funderburk, C., et al. Population dynamics of Frankliniella bispinosa (Thysanoptera: Thripidae) and the predator Orius insidiosus (Hemiptera: Anthocoridae) as influenced by flower color of Lagerstroemia (Lythraceae). Environmental Entomology. 44, 668-679 (2015).
- Ramachandran, S., Funderburk, J. E., Stavisky, J., Olson, S. Population abundance and movement of Frankiliniella thrips and Orius insidiosus in field pepper. Agricultural and Forest Entomology. 3, 129-137 (2001).
- Baez, I., Reitz, S., Funderburk, J. Predation by Orius insidiosus (Heteroptera: Anthocoridae) on life stages and species of Frankliniella flower thrips (Thysanoptera: Thripidae) in pepper flowers. Environmental Entomology. 33, 662-670 (2004).
- Nakahara, S. Annotated list of the Frankliniella species of the world (Thysanoptera: Thripidae). Contributions on Entomology, International. 2, 355-389 (1997).
