Bemonstering voor de raming van Frankliniella soorten bloem Thrips en Orius soorten roofdieren in veldexperimenten
Summary
Gepresenteerd hier is een protocol om te bepalen van het aantal trips en minuut piraat bug roofdieren in gewassen over meerdere datums in veldexperimenten. Ook geïllustreerd is hoe de werkzaamheid van management tactiek tegen trips bepalen en evalueren van de voordelen van predatie door minuut piraat bugs.
Abstract
De Western Flower Thrips, Frankliniella occidentalis (pergande), is een polyphagous plaag die wereldwijd verspreid is. Het uitgebreide gebruik van insecticiden in pogingen om zijn populaties te beheersen elimineert natuurlijke vijanden en concurrerende bloemen soorten, waardoor de bevolking toeneemt. Een onhoudbare situatie ontwikkelt zich met gelijktijdige resistente plaag populaties, secundaire uitbraken van plagen en aantasting van het milieu. Geïntegreerde plagenbestrijding maakt gebruik van kennis van plagen en natuurlijke vijandelijke relaties om tactieken te implementeren die milieuvriendelijk en duurzaam zijn. Minute piraten bugs zijn de belangrijkste wereldwijde roofdieren van Thrips. Ze kunnen onderdrukken en uiteindelijk controle Frankliniella soorten bloem Thrips. Bloem monsters genomen ten minste wekelijks zijn nodig om te begrijpen roofdier-prooi dynamiek. Hier is de bemonstering van de bloemen van de vruchtgroenten en de begeleidende planten om de dichtheid van individuele trips en Minute Pirate bug soorten te schatten. Representatieve gegevens illustreert hoe het protocol wordt gebruikt om de effectiviteit van management tactieken na verloop van tijd te bepalen en hoe de voordelen van predatie door minuten piraat bugs te evalueren. Het bemonsteringsprotocol is op dezelfde manier aanpasbaar om trips en minuten piraat bugs in andere plantensoorten hosts te bemonsteren.
Introduction
De West Flower Thrips, Frankliniella occidentalis (pergande), was een van de eerste grote plagen die wereldwijd werd verspreid als gevolg van het globalisme en de internationale handel in landbouwproducten. Economische schade leidt rechtstreeks uit voeding en ovipositie en indirect door overdracht van ziekteverwekkende virussen. Invasieve populaties waren al grotendeels resistent tegen de meeste klassen van insecticiden, en de pogingen om populaties met insecticiden te beheersen hebben alleen maar meer schade door het elimineren van belangrijke natuurlijke vijanden en concurrerende soorten. Deze controleaanpak heeft gedestabiliseerd Management Programma’s en heeft geresulteerd in resistente plagen populaties, secundaire plaag uitbraken, en aantasting van het milieu1.
Geïntegreerde bestrijdingsprogramma’s zijn ontwikkeld op grond van kennis van plagen en natuurlijke vijandelijke relaties en de effecten van management tactieken op deze relaties. De bevolkings kenmerken van snelle kolonisatie en groei zijn lang verondersteld om de capaciteiten van natuurlijke vijanden te overtreffen om de opportunistische Western Flower Thrips te reguleren; dat wil zeggen, totdat werd aangetoond dat de predatie van de natuurlijke populaties van Orius insidiosus (Say) niet alleen resulteerde in onderdrukking van westerse bloemen, maar ook van een afname van populaties in de richting van uitsterven2. Bovendien, de westerse bloem trips is meestal bloem-bewonen, waarin het concurreert voor pollen en andere bloemen bronnen met inheemse polyphagous Flower trips.
In het grootste deel van de oostelijke Verenigde Staten, de belangrijkste inheemse concurrent is Frankliniella tritici (Fitch), terwijl in Zuid-Florida de belangrijkste concurrent soort is Frankliniella bispinosa (Morgan)3. De westerse bloem trips lijdt sterke biotische weerstand in Florida van de inheemse soorten van roofdieren en concurrent Flower trips soorten; het zijn echter de dominante soorten in habitats die verstoord zijn door insecticiden en andere tactieken die concurrenten en natuurlijke vijanden uitsluiten. Daarom is een kerncomponent van succesvolle geïntegreerde bestrijdingsprogramma’s voor vruchtgroenten toegenomen predatie en competitie3,4. Deze Programma’s zijn ontwikkeld uit kennis van Predator-Prey dynamiek en de effectiviteit van verschillende tactieken om trips te beheren en biotische resistentie te verhogen. Hier wordt de methodologie getoond die wordt gebruikt om de dichtheden van individuele trips en Minute Pirate bug soorten in de bloemen van de vruchtgroenten en de begeleidende planten in Florida te schatten. De gegevens worden gebruikt om de effectiviteit van management tactieken te bepalen en de voordelen van predatie door minuten piraat bugs te evalueren.
Het ontwerpen van de bloem trips sampling Protocol: achtergrondinformatie
Toen de westerse bloem trips in de jaren tachtig als een belangrijkeplaag ontstond, was het noodzakelijk om procedures te ontwikkelen om nauwkeurig, efficiënt en nauwkeurig het aantal individuele trips-soorten in veldstudies te bepalen. De hier beschreven procedures zijn ontwikkeld uit kennis opgedaan in tal van studies uitgevoerd om te begrijpen van de biologie en het beheer van Flower Thrips. Voorbeelden van deze studies zijn werk van Funderburk et al.2, Hansen et al.6, Salguero Navas et al.7, Sutherland et al.8, en Tyler-Julian et al.9. De concentraties van Frankliniella soorten en minuten piraat bugs in bloemen zijn behavioraal gebaseerd en niet een artefact van insecticide toepassingen of bemonstering6. Schattingen van populaties in bloemen boven andere plantendelen zijn meestal voldoende om de lokale dynamiek van roofdieren en prooien op een plantenhost te begrijpen en de voordelen van biologische controleprogramma’s te evalueren op basis van de predator-prooi verhoudingen. De voor bloemen ontwikkelde methodologie kan echter worden aangepast aan de bemonstering van andere plantendelen. De gebruikelijke monster eenheid is een of meer bloemen. Het aantal monsters dat nodig is om het gewenste precisieniveau te bereiken, is een functie van de bevolkingsdichtheid en het aantal bloemen in de monster eenheid.
Soorten van Frankliniella zijn meestal een geaggregeerde verdeling in bloemen, en populaties zijn gewoonlijk geconcentreerd in de bloemen van de bovenste plant luifel7. Voor de meeste studies worden bloemen willekeurig gekozen uit de bovenste helft van de plant. Relatieve technieken om trips te verwijderen uit bloemen, waaronder vloeibaar wassen, mechanische dislodgement of uitdroging, zijn onnauwkeurig en onduidelijk8. Om deze reden wordt een directe telling, absolute ramings techniek gebruikt. Thrips zijn kleine organismen ongeveer 2 mm in Iength, en microscopie is meestal nodig om nauwkeurig te bepalen van de soort. De bloemen die een monster-eenheid vormen, worden in een flesje van 70% alcohol geplaatst. Zodra de monsters zijn verzameld, worden de flesjes van elk perceel teruggestuurd naar het laboratorium voor de extractie van de TRIPS en minuten piraat bugs en nauwkeurige bepaling van het geslacht, de soort en het stadium van elk. Experimenten bestaan uit gerepliceerde veld plots die worden gebruikt voor het evalueren van de werkzaamheid van behandelingen om te onderdrukken trips en de voordelen van predatie door minuut piraat bugs. Bloem monsters worden ten minste wekelijks genomen tijdens de bloeiperiode van de planten gastheer. Gerandomiseerde volledige blok experimentele ontwerpen zijn nuttig in het verwijderen van de experimentele fout verschillen in trips en minuut piraat bug dichtheden tussen blokken. Subplot behandelings arrangementen zijn nuttig om Inter-plot effecten van management tactieken die invloed hebben op trips Movement9te verminderen.
Bloem monsterverwerking en-analyse: achtergrondinformatie
Vóór de jaren negentig werden de sleutels tot soorten trips ontwikkeld voor gebruik door taxonomische specialisten, die met behulp van een van de verschillende bevestigings media trips plaatsten voor de identificatie op de Microscoop-dia’s. Onderzoekers studeren trips biologie en management waren niet taxonomische specialisten, en er was geen betrokkenheid van taxonomische specialisten in de studies. Typisch, de trips in monsters uit deze studies werden gekloned in het geslacht, familie, suborder, of orde niveaus van classificatie. Na de verspreiding van de Western Flower trips, er was 1) snelle proliferatie van onderzoek met betrekking tot de biologie en het beheer van de TRIPS en 2) erkenning door onderzoekers voor de noodzaak om te identificeren trips soorten en ontwikkelen van een efficiënt systeem voor het verwerken van monsters.
In studies in het midden van de jaren negentig met trips bevolkings biologie, werden volwassen trips van de monsters op Microscoop dia’s geplaatst en geïdentificeerd aan soorten door taxonomische specialist R. J. beshear (bijvoorbeeld Salguero Navas et al.7). De larven werden alleen geïdentificeerd als genus als gevolg van een gebrek aan larvale identificatiesleutels die op dat moment beschikbaar waren. De Slide montage was duur en bewerkelijk, en een efficiënter systeem werd ontwikkeld2. In latere studies werden de trips in de monsters geëxtraheerd uit de bloemen in een petrischaaltje met 70% alcohol, en de mannetjes en vrouwtjes in de Petri schaal werden geïdentificeerd aan soorten onder stereoscopie. Het grootste deel van ons onderzoek omvat soorten Frankliniella. De volwassenen van deze soorten werden gescheiden van de soorten onder de stereoscoop met behulp van verschillen in hun chaetotaxy op het rugoppervlak van het Pronotum, hoofd en antennes10,11,12.
Aanvullende expertise in de taxonomie van trips is verworven om andere soorten in de monsters te herkennen en te identificeren. Er zijn tal van Orius -soorten wereldwijd die belangrijke roofdieren van Thrips zijn. Twee soorten, o. insidiosus en o. pumilio Mountain (kampioen), zijn sympatrische in veel van Florida13. De volwassenen van deze soorten worden gescheiden door kleur karakteristieken van het basale antennal segment, dijbenen van het achterbeen en cuneus op de vleugel. Thrips soorten en geslachten verschillen in hun biologie en gedrag; Daarom worden gegevens voor elk afzonderlijk geanalyseerd. Omdat de TRIPS populaties in bloemen een geaggregeerd distributie patroon hebben, moeten de gegevens worden omvorming om de varianties tussen behandelingen te stabiliseren. De behandelings middelen worden vergeleken met een analyse van de variantie die geschikt is voor het experimentele ontwerp en de gegevens worden geanalyseerd voor elke afzonderlijke datum en/of voor gegevens die zijn gegroepeerd op datum2,9. De analyse van de effecten op individuele data is belangrijk wanneer de behandelings verschillen in de datum verschillen. De verhouding van de totale trips (volwassenen en larven) per minuut piraat bug (volwassenen en nimfen) wordt gebruikt om de effectiviteit van biologische controle te evalueren met minuut piraat bugs in Florida veldstudies onderdrukken trips populaties in een verhouding van ongeveer één Predator voor elke 180 trips2,9.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bemonsterings protocollen met gewenste nauwkeurigheidsniveaus om de bevolkingsdichtheid van Flower trips te schatten, werden ontwikkeld voor Florida crops over meer dan drie decennia van veldonderzoek. Studies werden uitgevoerd om te begrijpen belangrijke aspecten van Flower trips biologie die invloed hebben op bevolkings schattingen. Bijvoorbeeld, studies werden uitgevoerd om te begrijpen van de effecten op schattingen van de tijd van de dag bij het bemonsteren16, sample locatie in het veld16, sample locatie op individuele planten6,16, aggregatie patronen in bloemen7, en bloem kleur17. Deze factoren bleken de bevolkings schattingen te beïnvloeden; Dus, de beslissingen van waar, wanneer en hoe zijn van cruciaal belang bij het ontwerpen van het bemonsteringsprotocol in toekomstige onderzoeken.
Minute Pirate bug volwassenen en nimfen zijn zeer anthophilous, en de Predator aggregaten met zijn prooi in een dichtheids afhankelijke manier door de voorkeur aan dezelfde bloemen ook de voorkeur van de TRIPS17. Ze exploiteren ook signalen van prooi of van planten beschadigd door prooi bij het lokaliseren van Thrips. De volwassenen bewegen zich snel tussen bloemen, een gedrag dat hun vermogen om lokale populaties van trips prey in de ruimte en tijd18te volgen verbetert. Daarom moeten bemonsterings protocollen die zijn ontwikkeld voor het inschatten van populaties van trips, worden gebruikt in toekomstige studies bij het inschatten van populaties van minuten piraat bugs. Minuut piraat bugs zijn efficiënte roofdieren van de volwassenen en larven van verschillende Frankliniella soorten bloem trips19. Het nummer van de Predator ten opzichte van het totale aantal trips-prooien biedt de beste schatting van het vermogen van de minuten piraat bugs om gemengde populaties van trips in de bloemen te onderdrukken en te beheersen. Dit moet worden overwogen bij het analyseren van de gegevens in toekomstige studies.
De Frankliniella soorten volwassenen snel koloniseren gastheer gewassen zodra de bloei begint, en snelle bevolkingsgroei volgt in de afwezigheid van de sterfte van natuurlijke vijanden2,18,19. Op een goede plant host voor zowel roofdier en trips Prey zoals zonnebloem, aantallen trips zijn het grootst snel na de bloem initiatie, gevolgd door dalingen in de populaties als minuut piraat bugs toenemen (Figuur 9). Populaties van minuten piraat bugs blijven, hoewel trips bijna uitgestorven zijn. Om deze Predator-Prey dynamische relatie volledig te begrijpen, is het noodzakelijk om regelmatig monsters te nemen gedurende de bloeiperiode van het gewas. Hetzelfde geldt bij het onderzoeken van de werkzaamheid van andere soorten tactieken, omdat ze op sommige data effectief kunnen zijn en niet op anderen. Een of twee keer per week bemonstering gedurende de gehele periode van de bloei werd gebruikt om de effecten van meerdere tactieken te evalueren in het push-pull-systeem onder onderzoek in Tyler-Julian et al.9,14.
Frankliniella is het grootste geslacht van de familie thripidae, en er is een grote hoeveelheid literatuur die de volwassen levensstadia20beschrijft. Een complex van soorten bewonen bloemen die specifiek zijn voor verschillende planten gastheer soorten en geografische locaties. Daarom is de deskundige identificatie van van dia bereide specimens van een subset van de initiële monsters van cruciaal belang. Vervolgens kunnen in een bepaalde plantenhost en geografische locatie taxonomische tekens die uniek zijn voor de volwassenen van elke soort worden gekozen, zodat de soort in toekomstige studies kan worden bepaald zonder te gaan naar de moeizame en dure procedure van het plaatsen van elk op de Microscoop dia’s voor weergave onder een samengestelde microscoop. Ze kunnen eenvoudig worden bekeken en geïdentificeerd onder een stereoscoop. (In sommige ongewone situaties zijn de morfologische karakters die twee soorten scheiden zo gelijkaardig dat ze niet kunnen worden gescheiden onder de stereoscoop.) Hier beschreven methoden voor de Flower trips soorten die vaak voorkomen in de meeste gewassen in Florida moeten worden aangepast en gebruikt op andere geografische locaties bij het verwerken van de grote aantallen monsters die nodig zijn in veldstudies om de werkzaamheid van management tactieken te bepalen en om Evalueer de voordelen van predatie door minuut piraten bugs.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Steun werd verleend door speciale gewas blok subsidies van het departement van de landbouw van Florida en consumenten diensten nummers 01856 en 024049. Aanvullende steun kwam uit samenwerkingsverbanden tussen de USDA-ARS en de University of Florida Numbers 58-6618-2-096 en 58-6618-4-035. We danken de vorige studenten, postdocs en medewerkers die op zoveel manieren hebben bijgedragen aan ons onderzoek om de factoren te begrijpen die de bevolkings dynamiek van Flower Thrips beïnvloeden.
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).
