フィールド実験におけるラクリネリア種花のスクリップとオリウス種捕食者の推定サンプリング
Summary
ここでは、フィールド実験で複数の日付にわたって作物のスリップと分の海賊のバグ捕食者の数を決定するためのプロトコルです。また、スリップに対する管理戦術の有効性を判断し、微細な海賊のバグによって捕食の利点を評価する方法についても示しています。
Abstract
西洋の花のスリッピング、フランクリンエラオクシデンタリス(ペルガンデ)は、世界中に広がっているポリファゴス害虫です。その集団を制御する試みで殺虫剤を広範囲に使用することは、自然の敵と競合する花のスリッピング種を排除し、それによってその人口を増加させます。持続不可能な状況は、付き合う耐性害虫集団、二次害虫の発生、および環境の悪化に伴って発生します。統合された害虫管理は、害虫と自然敵の関係の知識を利用して、環境にやさしく持続可能な戦術を実施します。分の海賊のバグは、スリップの最も重要な世界的な捕食者です。彼らは抑制し、最終的にフラリニアの種の花のスリップを制御することができます。捕食者の獲物のダイナミクスを理解するために、少なくとも毎週採取された花のサンプルが必要です。ここに示されているのは、個々のスリッピングと微細な海賊のバグ種の密度を推定するために、果物野菜やコンパニオン植物の花のサンプリングです。代表的なデータは、プロトコルを使用して時間の経過に伴う管理戦術の有効性を判断する方法と、微細な海賊版バグによる捕食の利点を評価する方法を示しています。サンプリングプロトコルは、他の植物種ホストのサンプリングスリッピングや微細な海賊バグにも同様に適応可能です。
Introduction
西洋の花のスリッピング、フランクリンエラオクシデンタリス(ペルガンデ)は、グローバリズムと農産物の国際貿易の結果として世界中に広がった最初の偉大な害虫の一つでした。経済的損傷は、植物病原性ウイルスの伝染を通じて、直接摂食および卵巣から、間接的に生じます。侵略的な集団は、すでにほとんどのクラスの殺虫剤に対して耐性があり、殺虫剤で集団を制御しようとする試みは、重要な天敵や競合種を排除することによって被害を増加させただけです。この制御アプローチは、管理プログラムを不安定化させ、耐性害虫集団、二次害虫の発生、および環境劣化1をもたらした。
統合された害虫管理プログラムは、害虫と自然敵の関係の知識と、これらの関係に対する管理戦術の影響から開発されました。急速な植民地化と成長の人口特性は、長い間、日和見的な西洋の花のスリッピングを規制するために、自然敵の能力を上回ると考えられてきた。すなわち、オリウス・インシディオス(Say)の自然集団からの捕食が西洋の花のスリッピング集団の抑制をもたらすだけでなく、絶滅に向かう人口の減少をもたらすことが示されるまで2。さらに、西洋の花のスリッピングは、主に花が生息し、花粉やその他の花資源とネイティブのポリファゴスの花のスリップを競います。
米国東部の大部分では、主なネイティブの競争相手はフランクリンニエラトリチチ(フィッチ)であり、南フロリダでは主な競争種はフランクリンニエラビスピノサ(モーガン)3です。西部の花のスリップは、捕食者や競合花のスリップ種の在来種からフロリダで強い生物学的抵抗に苦しんでいます。しかし、それは殺虫剤や競合他社のスリップや自然の敵を除外する他の戦術によって妨げられる生息地の支配的な種です。したがって、野菜を生産するための統合害虫管理プログラムの成功のコアコンポーネントは、捕食と競争3、4を増加させる。これらのプログラムは、捕食者の獲物のダイナミクスとスリップを管理し、生物学的抵抗を高めるために様々な戦術の有効性の知識から開発されています。ここでは、フロリダ州の果物野菜や仲間の植物の花の個々のスリップと微細な海賊のバグ種の密度を推定するために使用される方法論を示しています。データは、管理戦術の有効性を決定し、微細な海賊のバグによって捕食の利点を評価するために使用されます。
花のサンプリングプロトコルの設計:背景情報
1980年代5年に西洋の花のスリッピングが主な害虫として出現したとき、フィールドスタディにおける個々のスリップ種の数を正確に、効率的に、正確に決定するための手順を開発する必要がありました。ここで説明する手順は、花のスリップの生物学と管理を理解するために行われた多数の研究で得られた知識から開発されています。これらの研究の例としては、Funderburk et al.2, Hansen et al.6, Salguero Navas et al.7, サザーランドら8,タイラー・ジュリアンら9.花の中のクロリネラ種と微細な海賊のバグの濃度は、行動に基づいており、殺虫剤のアプリケーションやサンプリング6のアーティファクトではありません。他の植物の部分に対する花の個体数の推定は、通常、捕食者と植物宿主の捕食者と獲物の局所的ダイナミクスを理解し、捕食者と獲物の比率に基づいて生物学的制御プログラムの利点を評価するのに十分です。しかし、花のために開発された方法論は、他の植物部品のサンプリングに適応することができる。通常のサンプル単位は1つ以上の花である。精度の所望のレベルを達成するために必要なサンプルの数は、サンプル単位内の母密度と花の数の関数です。
フランクリンエラの種は、花の凝集分布である傾向があり、集団は通常、上部植物の天蓋7の花に集中しています。ほとんどの研究では、花は植物の上半分からランダムに選択されます。液体洗浄、機械的な脱落、または乾燥を含む花からスリップを除去する相対的な技術は、不正確で不正確な8.このため、直接カウント、絶対推定手法が用いられる。スリップは、イエンスで約2mmの小さな生物であり、通常、種を正確に決定するために顕微鏡検査が必要です。サンプル単位を構成する花は、70%アルコールのバイアルに配置されます。サンプルが収集されると、各プロットからのバイアルは、スリッピングと微細な海賊のバグの抽出と、それぞれの性別、種、および段階の正確な決定のために実験室に戻されます。実験は、スリッピングを抑制する治療の有効性と微細な海賊バグによる捕食の利点を評価するために使用される複製されたフィールドプロットで構成されています。花のサンプルは、植物宿主の開花期間中に少なくとも毎週採取される。ランダム化された完全なブロック実験計画は、ブロック間のスリップと分の海賊のバグ密度の実験的な誤差の違いを取り除くのに役立ちます。サブプロット処理の配置は、スリップ運動9に影響を与える管理戦術のプロット間効果を低減するのに有用である。
花のサンプル処理と分析:背景情報
1990年代以前は、分類の専門家が使用するためにスリップの種のキーが開発され、いくつかの取り付け媒体の1つを使用して顕微鏡スライドに識別用のスリップを配置しました。スリップ生物学と管理を研究する研究者は分類学の専門家ではなく、分類学の専門家の関与はなかった。通常、これらの研究からのサンプル中のスリッピングは、分類の属、ファミリー、サブオーダー、または順序レベルにまとめられました。西洋の花のスリッピングの普及後、1)スリップ生物と管理に関する研究の急速な普及と2)研究者によるスリップ種の同定とサンプル処理のための効率的なシステムの開発の必要性に関する認識がありました。
1990年代半ばのスリッピング集団生物学を含む研究では、サンプルからの成体のスリッピングを顕微鏡スライド上に置き、分類学の専門家R.J.ベッシャー(例えば、サルゲロ・ナバスら7)によって種に同定された。幼虫は、その時点で利用可能な幼虫識別キーの欠如のために属にのみ識別されました。スライドの取り付けはコストがかかり、手間がかかり、より効率的なシステムが開発されました2.その後の研究では、サンプル中のスリッピングを70%のアルコールを含むペトリ皿の花から抽出し、ペトリ皿のオスとメスを立体視下の種に同定した。私たちの研究のほとんどは、フランクリンの種を含みます。これらの種の成人は、前駆体、頭部、およびアンテナ10、11、12の後頭部上の彼らのチェトタキシーの違いを用いて、ステレオスコープの下の種に分離された。
スリップ分類に関する追加の専門知識は、サンプル中の他のスリップ属と種を認識し、同定するために取得されました。世界中に数多くのオリウス種があり、スリップの重要な捕食者です。2つの種、O.インシディオスとO.プミリオ(チャンピオン)は、フロリダ13の大部分を通して対称です。これらの種の成人は、基底アンテナセグメント、後脚のフェモラ、および翼上のクヌースの色特性によって分離されます。種と性別は生物学と行動が異なる。したがって、各データは通常別々に分析されます。花のスリッピング集団は分布の集約パターンを持っているので、データは治療間の分散を安定させるために変換を必要とします。治療手段は、実験計画に適した分散の分析を用いて比較され、データは個々の日付または日付2、9の上にプールされたデータごとに分析される。個々の日付に対する影響の分析は、治療の違いが日付の経過と異なる場合に重要です。1分間の海賊バグ(成人と幼虫)の合計スリップ(大人と幼虫)の比率は、フロリダのフィールドスタディにおける微細な海賊バグを用いた生物学的制御の有効性を評価するために使用され、約1捕食者の割合でスリップ集団を抑制する。180 スリッピング2,9.
Protocol
Representative Results
Discussion
花のスリッピングの人口密度を推定するために、所望のレベルの精度を持つサンプリングプロトコルは、フィールドリサーチの30年以上にわたってフロリダの作物のために開発されました。研究は、人口推定に影響を与える花のスリッピング生物学の重要な側面を理解するために行われました。例えば、サンプリング16、フィールド16内のサンプル位置、個々の植物6、16、凝集パターンのサンプリング時の推定値に対する影響を理解するための研究が行われました。花7で、花の色17.これらの要因は、人口の推定値に影響を与えることがわかった。したがって、将来の研究でサンプリング プロトコルを設計する際に、どこで、いつ、どのように重要であるかの決定が重要になります。
分の海賊のバグの大人とニンフは非常にアントフィルスであり、捕食者は、同じ花を好む密度依存的な方法で獲物と集合体17によっても好ましい。彼らはまた、獲物やスリップを見つけるに獲物によって損傷を受けた植物からの手がかりを利用します。大人は花の間を急速に移動し、空間と時間18で獲物をスリッピングの地元の集団を追跡する能力を高める行動。したがって、スリッピングの集団を推定するために開発されたサンプリングプロトコルは、微小な海賊のバグの集団を推定する際に、将来の研究で使用されるべきである。分の海賊のバグは、大人の効率的な捕食者であり、異なるフランクリン菌種の花の花のスリッピング19.総スリップ獲物の数に対する捕食者の数は、花のスリップの混合集団を抑制し、制御する微小海賊のバグの能力の最良の推定値を提供します。これは、将来の研究でデータを分析する際に考慮する必要があります。
フラクレンディニエラ種の成人は、開花が始まると宿主作物を急速に植民地化し、急速な人口増加は、自然の敵2、18、19からの死亡率の不在に続く。ヒマワリなどの捕食者とスリッピングの両方の良い植物の宿主では、スリッピングの数は花の開始直後に最も大きく、その後、微小な海賊のバグが増加するにつれて人口が減少します(図9)。スリッピングはほぼ絶滅しているにもかかわらず、微細な海賊のバグの集団が残っています。完全にこの捕食者と獲物の動的関係を理解するためには、作物の開花期間を通じて頻繁にサンプリングする必要があります。他のタイプの戦術の有効性を調査する場合も同様です。開花の全期間にわたって週に1~2回サンプリングを行い、タイラー・ジュリアンら9,14で調査中のプッシュプルシステムにおける複数の戦術の効果を評価するために用いられた。
フランクリンは、家族の中で2番目に大きい属であるスリピダイ、および成人の人生の段階20を記述する大量の文献があります。種の複合体は、異なる植物の宿主種や地理的な場所に固有の花に生息しています。したがって、初期サンプリングのサブセットからスライド調製された標本の専門家の同定が重要です。その後、任意の植物の宿主と地理的な場所で、種の成人に固有の分類文字を選択することができ、種は、顕微鏡上に配置する手間とコストのかかる手順に行くことなく、将来の研究で決定することができます複合顕微鏡下で見るためのスライド。それらは単にステレオスコープの下で表示され、識別することができる。(いくつかの異常な状況では、2つの種を分離する形態学的文字は、ステレオスコープの下で分離することができないほど類似しています。フロリダ州のほとんどの作物で一般的な花のスリッピング種のためにここに説明された方法は、管理戦術の有効性を決定するためにフィールドスタディで必要な多数のサンプルを処理する際に、他の地理的な場所で適応し、使用されるべきです。微細な海賊のバグによって捕食の利点を評価します。
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
サポートは、フロリダ州農業・消費者サービス番号01856と024049からの特別作物ブロック助成金によって提供されました。追加のサポートは、USDA-ARSとフロリダ大学番号58-6618-2-096と58-6618-4-035との間の協力協定から来ました。私たちは、花のスリップの人口動態に影響を与える要因を理解するために、私たちの研究に非常に多くの方法で貢献してきた前の学生、ポスドク、および協力者に感謝します。
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
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