Выборка для оценки Франклиниелла видов цветок трипсы и Ориус видов хищников в полевых экспериментах
Summary
Представлен протокол для определения количества трипсов и минутных пиратских хищников ошибка в сельскохозяйственных культурах в течение нескольких дат в полевых экспериментах. Также проиллюстрировано, как определить эффективность тактики управления против трипса и оценить преимущества хистивания по минутным пиратским ошибкам.
Abstract
Западный цветочный трипс, Frankliniella occidentalis (Pergande), является полифаговым вредителем, который был распространен по всему миру. Широкое использование инсектицидов в попытках контролировать свои популяции устраняет естественных врагов и конкурентов видов цветочных трипсов, тем самым увеличивая его популяции. Неустойчивая ситуация складывается с сопутствующими устойчивыми популяциями вредителей, вторичными вспышками вредителей и ухудшением состояния окружающей среды. Комплексная борьба с вредителями использует знания о вредителей и природных отношений противника для реализации тактики, которые являются экологически чистыми и устойчивыми. Минута пиратские ошибки являются наиболее важными во всем мире хищников трипса. Они могут подавлять и в конечном итоге контролировать Франклиниелла видов цветочный трипс. Для понимания динамики хищника-добычи необходимы образцы цветов, взятые по крайней мере еженедельно. Здесь показана выборка цветов плодоовощных овощей и растений-компаньонов для оценки плотности отдельных видов трипсов и мельчайших видов пиратских жуков. Репрезентативные данные иллюстрируют, как протокол используется для определения эффективности тактики управления с течением времени и как оценить преимущества хиститы с помощью мельчайших пиратских ошибок. Протокол отбора проб также адаптируется к пробным трипсам и мельчайшим пиратским ошибкам в других видах растений.
Introduction
Западный цветочный трипс, Frankliniella occidentalis (Pergande), был одним из первых больших вредителей, которые были распространены во всем мире в результате глобализма и международной торговли сельскохозяйственной продукцией. Экономический ущерб напрямую обусловлен кормлением и яичным и косвенным путем передачи растительных патогенных вирусов. Инвазивные популяции уже в значительной степени устойчивы к большинству классов инсектицидов, и попытки контролировать популяции инсектицидами лишь увеличивают ущерб, устраняя важных естественных врагов и видов конкурентов. Такой подход к контролю дестабилизировал программы управления и привел к устойчивым популяциям вредителей, вторичным вспышкам вредителей и деградации окружающей среды1.
Комплексные программы борьбы с вредителями были разработаны на знание вредителей и природных отношений противника и влияние тактики управления на эти отношения. Долгое время считалось, что демографические характеристики быстрой колонизации и роста опережают возможности естественных врагов по регулированию оппортунистического западного цветочного трипса; то есть, пока не было показано, что хищние от естественных популяций Orius insidiosus (Say) не только привело к подавлению западных популяций цветочного трипса, но и снижение популяций к вымиранию2. Кроме того, западный цветочный трипс в основном цветок-обитающих, в котором он конкурирует за пыльцу и другие цветочные ресурсы с родным полифаговых цветочных трипсов.
В большинстве восточных Соединенных Штатов, основным местным конкурентом является Frankliniella tritici (Fitch), в то время как в южной Флориде основным видом конкурентов является Frankliniella bispinosa (Морган)3. Западный цветочный трипс страдает сильной биотической устойчивостью во Флориде от местных видов хищников и конкурентов видов цветочных трипсов; однако, это доминирующий вид в местах обитания, нарушенных инсектицидами и другими тактиками, которые исключают конкурента трипса и естественных врагов. Таким образом, основным компонентом успешных комплексных программ борьбы свредителями для плодоовощной овощей является увеличение хираляции и конкуренции 3,4. Эти программы были разработаны на основе знаний о динамике хищника-добычи и эффективности различных тактик для управления трипсом и повышения биотической устойчивости. Здесь показана методология, используемая для оценки плотности отдельных видов трипсов и мельчайших пиратских жуков в цветах плодоовощных овощей и растений-компаньонов во Флориде. Данные используются для определения эффективности тактики управления и оценки преимуществ хистивания с помощью мельчайших пиратских ошибок.
Проектирование протокола отбора проб тромба: справочная информация
Когда западный цветочный трипс стал основным вредителем в 1980-х годах5, необходимо было разработать процедуры, чтобы точно, эффективно и точно определить количество отдельных видов трипсов в полевых исследованиях. Процедуры, описанные здесь, были разработаны на основании знаний, полученных в многочисленных исследованиях, проведенных для понимания биологии и управления цветочным трипсом. Примеры этих исследований включают работу Funderburk и др.2, Хансен и др.6, Сальгеро Навас и др.7, Сазерленд и др.8, и Тайлер-Джулиан и др.9. Концентрации видов Frankliniella и мельчайшие пиратские ошибки в цветах поведенчески основаны, а не артефакт применения инсектицидов или выборки6. Оценки популяций в цветах по сравнению с другими частями растений обычно достаточны для понимания местной динамики хищника и добычи на хозяине растения и оценки преимуществ программ биологического контроля на основе соотношений хищника к добыче. Однако разработанная для цветов методология может быть адаптирована к выборке других частей растений. Обычный образец единицы один или несколько цветов. Количество образцов, необходимых для достижения желаемого уровня точности, зависит от плотности населения и количества цветов в единице выборки.
Виды Frankliniella, как правило, агрегированное распределение в цветах, и популяции, как правило, сосредоточены в цветах верхнего растительного навеса7. Для большинства исследований, цветы случайным образом выбираются из верхней половины растения. Относительные методы удаления трипса из цветов, в ключая жидкая стирка, механическое выбивание или высыхание, являются неточными и неточными8. По этой причине используется метод прямого подсчета, абсолютная оценка. Трипсы являются небольшими организмами около 2 мм в Iength, и микроскопия обычно необходима для точного определения вида. Цветы, составляющие образец единицы помещаются во флакон 70% алкоголя. После того, как образцы собраны, флаконы с каждого участка возвращаются в лабораторию для извлечения трипса и мельчайших пиратских жуков и точного определения пола, вида и стадии каждого из них. Эксперименты состоят из реплицированных полевых участков, которые используются для оценки эффективности лечения для подавления трипса и преимущества хистивания минутными пиратскими ошибками. Образцы цветов берутся не реже недели в период цветения хозяина растения. Рандомизированные полные экспериментальные проекты блока полезны для удаления из экспериментальных различий в ошибках в трипсе и мельчайших плотности пиратских ошибок между блоками. Суб-сюжет лечения договоренностей полезны для уменьшения межсюжетных эффектов тактики управления, которые влияют на движение трипса9.
Обработка и анализ образцов цветов: справочная информация
До 1990-х годов ключи от видов трипса были разработаны для использования таксономическими специалистами, которые поместили трипс для идентификации на слайды микроскопа с помощью одного из нескольких монтажных носителей. Исследователи, изучающие биологию и управление трипсомамией, не были таксономическими специалистами, и не было никакого участия таксономических специалистов в исследованиях. Как правило, трипс в образцах из этих исследований были объединены в род, семьи, подпорядка, или порядка уровнях классификации. После распространения западного цветочного трипса произошло 1) быстрое распространение исследований, касающихся биологии и управления трипсом, и 2) признание исследователями необходимости выявления видов трипсов и разработки эффективной системы обработки образцов.
В исследованиях, проведенных в середине 1990-х годов с участием биологии популяции трипсов, взрослые трипсы из образцов были помещены на слайды микроскопа и идентифицированы к видам таксономическим специалистом Р. Дж. Беширом (например, Salguero Navas et al.7). Личинки были идентифицированы только к роду из-за отсутствия личинок идентификационных ключей, доступных в то время. Слайд монтаж был дорогостоящим и трудоемким, и более эффективная система была разработана2. В последующих исследованиях, трипс в образцах были извлечены из цветов в чашке Петри, содержащей 70% алкоголя, и мужчины и женщины в чашке Петри были определены к видам под стереоскопией. Большинство наших исследований включает в себя виды Frankliniella. Взрослые этих видов были разделены на виды под стереоскопом, используя различия в их chaetotaxy на андреевской поверхности пронотума, головы и антенн10,11,12.
Для выявления и идентификации других родов и видов трипса в образцах был приобретен дополнительный опыт в области таксономии трипса. Есть множество видов Ориус во всем мире, которые являются важными хищниками трипса. Два вида, O. insidiosus и O. pumilio (Чемпион), являются симпатическими на протяжении большей части Флориды13. Взрослые этих видов разделены цветовыми характеристиками базального антенного сегмента, феморы задней ноги и куней на крыле. Трипсы видов и полов отличаются по своей биологии и поведению; поэтому данные по каждому из них, как правило, анализируются отдельно. Поскольку популяции трипсов в цветах имеют агрегированную схему распределения, данные нуждаются в преобразовании для стабилизации дисперсий между методами лечения. Средства лечения сравниваются с использованием анализа дисперсии в соответствии с экспериментальным дизайном, и данные анализируются для каждой отдельной даты и /или для данных, объединенных на дату2,9. Анализ воздействия на отдельные даты имеет важное значение, когда различия в лечении варьируются по сравнению с датой. Соотношение общего трипса (взрослые и личинки) в минуту пиратский ошибка (взрослые и нимфы) используется для оценки эффективности биологического контроля с минутой пиратских ошибок во Флориде полевых исследований подавления трипса населения в соотношении около одного хищника для каждые 180трипсов 2,9.
Protocol
Representative Results
Discussion
Протоколы выборки с желаемым уровнем точности для оценки плотности популяции цветочного трипса были разработаны для сельскохозяйственных культур Флориды в течение более чем трех десятилетий полевых исследований. Были проведены исследования для понимания важных аспектов биологии цветочных трипсов, которые влияют на оценки населения. Например, были проведены исследования, чтобы понять влияние на оценки времени суток при выборке16, место выборки в поле16, расположение выборки на отдельных растениях6,16, модели агрегации вцветах 7, и цветок цвет17. Было установлено, что эти факторы влияют на демографические оценки; так, решения о том, где, когда и как имеют решающее значение при разработке протокола выборки в будущих исследованиях.
Минута пиратский ошибка взрослых и нимф ы весьма anthophilous, и хищник агрегатов со своей добычей в плотности зависимой образом, предпочитая те же цветы также предпочитают трипс17. Они также эксплуатируют сигналы от добычи или от растений, поврежденных добычей в поиске трипса. Взрослые быстро перемещаться между цветами, поведение, которое повышает их способность отслеживать местные популяции трипса добычу в пространстве и времени18. Поэтому протоколы выборки, разработанные для оценки популяций трипсов, должны использоваться в будущих исследованиях при оценке популяций мельчайших пиратских ошибок. Минута пиратские ошибки являются эффективными хищниками взрослых и личинок различных видов Франклиниелла цветок трипс19. Количество хищника относительно количества общей добычи трипса обеспечивает наилучшую оценку способности минутных пиратских жуков подавлять и контролировать смешанные популяции трипсов в цветах. Это следует учитывать при анализе данных в будущих исследованиях.
Виды Frankliniella взрослые быстро колонизируют хост культур после начала цветения, и быстрый рост населения следует в отсутствие смертности от естественных врагов2,18,19. На хорошем хозяине завода для хищника и трипса добычу, такие как подсолнечник, количество трипсов являются наибольшими вскоре после начала цветок, а затем снижение популяций, как минута пиратские ошибки увеличение(Рисунок 9). Популяции мельчайших пиратских жуков остаются, несмотря на то, что трипс почти вымер. Чтобы в полной мере понять эту хищную добычу динамические отношения, необходимо попробовать часто в течение всего периода цветения урожая. То же самое верно при исследовании эффективности других видов тактики, так как они могут быть эффективными в некоторые даты, а не другие. Один или два раза в неделю выборка в течение всего периода цветения была использована для оценки последствий нескольких тактик в push-pull системы под следствием в Тайлер-Джулиан и др.9,14.
Frankliniella является вторым по величине родом в семье Thripidae, и есть большое количество литературы, описывающей взрослых этапов жизни20. Комплекс видов обитает цветы, которые характерны для различных видов растений хозяина и географических местоположений. Поэтому экспертная идентификация слайд-подготовленных образцов из подмножества первоначальных выборок имеет решающее значение. Затем, в любом конкретном хозяине растения и географическом местоположении, таксономические символы, уникальные для взрослых каждого вида, могут быть выбраны таким образом, чтобы этот вид мог быть определен в будущих исследованиях, не перейдя к трудоемкой и дорогостоящей процедуре размещения каждого на микроскоп слайды для просмотра под сложным микроскопом. Их просто можно увидеть и идентифицировать под стереоскопом. (В некоторых необычных ситуациях морфологические символы, разделяющие два вида, настолько похожи, что их нельзя отделить под стереоскопом.) Методы, описанные здесь для видов цветочных трипсов, распространенных в большинстве культур во Флориде, должны быть адаптированы и использованы в других географических точках при обработке большого количества образцов, необходимых в полевых исследованиях, чтобы определить эффективность тактики управления и оценить преимущества хиститы по минутным пиратским ошибкам.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Поддержка была оказана специальности урожай блок гранты от Флориды Департамент сельского хозяйства и потребительских услуг номера 01856 и 024049. Дополнительная поддержка была получена в результате соглашений о сотрудничестве между Министерством сельского хозяйства США и Флоридским университетом номер 58-6618-2-096 и 58-6618-4-035. Мы благодарим предыдущих студентов, postdocs, и сотрудников, которые внесли свой вклад во многих отношениях к нашим исследованиям, чтобы понять факторы, влияющие на динамику населения цветочный трипс.
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).
