Summary

Dissektion und Einstufung der Ovarialentwicklung bei weiblichen Wildtyp-Insekten

Published: July 14, 2023
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Summary

Das Protokoll demonstriert eine einfache und leichte Seziermethode, die für wandernde Wildtyp-Insekten geeignet ist, die mit Suchscheinwerferfallen gefangen wurden. Diese Technik kann die gleiche Art signifikant aufklären, indem beide Fortpflanzungsgewebe verglichen werden, nämlich die Paarungssack- und Eierstockentwicklung von Wildtyp-Weibchen.

Abstract

Wandernde Schadinsekten stellen weltweit eine ernsthafte Herausforderung für die Nahrungsmittelproduktion und -sicherheit dar. Die wandernden Schädlinge können mit Suchscheinwerferfallen überwacht und eingefangen werden. Eine der wichtigsten Techniken zur Vorhersage wandernder Schädlinge ist die Identifizierung der wandernden Arten. In den meisten Fällen ist es jedoch schwierig, die Informationen nur durch das Aussehen zu erhalten. Daher kann die Nutzung von Wissen, das durch systematische Analyse des weiblichen Fortpflanzungssystems gewonnen wurde, dazu beitragen, die kombinierte anatomische Morphologie des Eierstock-Paarungssacks und die Abstufung der Eierstockentwicklung von Wildtyp-Wanderinsekten zu verstehen, die mit Suchscheinwerferfallen gefangen wurden. Um die Anwendbarkeit dieser Methode zu demonstrieren, wurden der Entwicklungsstatus der Eierstöcke und die Entwicklungsstadien der Eikörner in Helicoverpa armigera, Mythimna separata, Spodoptera litura und Spodoptera exigua direkt für die Anatomie der Eierstöcke untersucht, und die Paarungssäcke der Eierstöcke wurden in Agrotis ipsilon, Spaelotis valida, Helicoverpa armigera, Athetis lepigone, Mythimna separata, Spodoptera litura, Mamestra brassicae und Spodoptera exigua untersucht, um ihre Beziehungen zu erforschen. Diese Arbeit zeigt die spezifische Dissektionsmethode zur Vorhersage von Wildtyp-Wanderinsekten und vergleicht das einzigartige Fortpflanzungssystem verschiedener wandernder Insekten. Dann wurden beide Gewebe, nämlich der Eierstock und die Paarungssäcke, weiter untersucht. Diese Methode hilft dabei, die Dynamik und die strukturelle Entwicklung von Fortpflanzungssystemen bei Wildtyp-Wanderinsekten vorherzusagen.

Introduction

Die Migration von Insekten spielt eine wichtige Rolle in der Populationsdynamik der globalen Verbreitung von Insekten wie Helicoverpa armigera – dem Baumwollkapselwurm, Mythimna separate – dem orientalischen Heerwurm, Spodoptera litura – der Taro-Raupe, Spodoptera exigua – dem Rüben-Heerwurm, die in China als ernsthafte Schädlinge gemeldet wurden 1,2,3,4. Die langen Reisedistanzen, die saisonalen Bewegungen, die hohe Fruchtbarkeit der wandernden Schädlinge und die ökologischen Faktoren haben große Schwierigkeiten bei der Vorhersage, Vorhersage und Bekämpfung dieser Schädlinge mit sich gebracht5. Die Überwachung der Schädlingswanderung ist erforderlich, um die Anpassungsfähigkeit und Verhaltensänderungen aufzudecken, die wandernde Schädlinge entsprechend den Klimaveränderungen oder -zyklen begünstigen6. Um ihr Wachstum, ihre Fortpflanzung und ihr Überleben aufrechtzuerhalten, haben Insekten im Laufe der Evolution eine sequentielle Anpassungsfähigkeit erworben. Diese Reihe adaptiven Lebens hat viele Veränderungen im Fortpflanzungssystem hervorgerufen, wie z.B. die Migrationsstrategie, die zur Kontrolle der Entwicklung der Eierstöcke während des langen Migrationsprozesses führt.

Die Entwicklung der Eierstöcke ist bei wandernden Schädlingen weit verbreitet, was sich auf das Wachstum ihrer Population auswirkt7. Daher ist die Entwicklung der Eierstöcke seit langem ein heißes Thema der wandernden Schädlingsforschung. Eine Reihe von Studien hat zu mehreren Indikatoren für die Entwicklung der Eierstöcke und Klassifikationsstrategien geführt. Bisher wurden verschiedene Methoden zur Analyse der Eierstockentwicklung verwendet, z.B. Loxostege sticticalis – die Wiesenmotte – die Eierstockentwicklung, die das anfängliche Befiederstadium, die frühe Laichperiode, die Laichzeit und das Ende der Eiablageumfasst 8. Einige Forscher unterteilen die Eierstockkonzentration auf der Grundlage der Farbentwicklung des Dotters bei wandernden Lepidoptera-Schädlingen, wie z. B. S. exigua – dem Rüben-Heerwurm, Pseudaletia unipuncta – dem echten Heerwurm und Cnaphalocrocis medinalis – dem Reisblattfalter usw.9,10,11,12. In früheren Studien wurden die Entwicklungsstufen der Eierstöcke für Schädlinge wie Baumwollkapselwurm und Reisblattroller in fünf Stadien unterteilt: Dotterablagerungsstadium, Eikornreifestadium, Reife Wartezeit auf die Geburt, Spitzenphase der Ovogenese und Endlaichstadium13,14. Die Entwicklung der Eierstöcke des Maiszünslers wurde in sechs Entwicklungsstadien unterteilt: Dotterablagestadium, Eireifung, Disposition vor den Eiern, Hauptlaichstadium und Endlaichstadium15.

Darüber hinaus haben Insekten derselben Gattung unterschiedliche Entwicklungsstadien, wie z. B. das Entwicklungsniveau der Eierstöcke von Spodoptera frugiperda – dem Herbst-Heerwurm – fällt in vier Stufen: Dotterablagerungsstadium, reifes Warten auf die Lieferung, maximale Ei-Positivität und Endlaichstadium16. Auf der anderen Seite hat die Entwicklung der Eierstöcke bei Spodoptera exigua – dem Rübenwickler – fünf Ebenen: transparent, Vitelogenese, Reifung der Eier, Eifreisetzung und späte Eiablage17.

Frühere Studien können die Entwicklung von einzelnen bis zu mehreren Entwicklungsstufen der Eierstöcke nur anhand der Farbreife des Dotters, der Eiablage und der Eizellentwicklung klassifizieren, aber die Klassifizierung kann nicht auf der Grundlage der Anatomie des Fortpflanzungssystems erfolgen. Die Entwicklung eines Eierstocks auf der Grundlage der Morphogenese-Anatomie ist ein weniger untersuchtes Gebiet. Hier wurde die Dissektionsmethode entwickelt, um wandernde Weibchen in der Population anhand von zwei ovariellen Gewebetypen vorherzusagen, ihre Fortpflanzungsdynamik basierend auf der anatomischen Morphogenese des ovariellen Entwicklungsstadiums und des Paarungssacks zu untersuchen und einen direkten Beweis für die Unterscheidung wandernder Wildtyp-Weibchen zu liefern.

Einige Studien haben ergeben, dass wandernde Noctuidae-Insektenarten häufig von Suchscheinwerfern erfasst wurden18. Der Eierstock der meisten wandernden Noctuidae-Insektenarten befindet sich in der Anfangsphase der Migration in einem frühen Entwicklungsstadium und das Niveau der Eierstöcke steigt mit dem Migrationsfortschritt. In dieser Studie wird die Seziermethode für die Entwicklung der Eierstöcke beschrieben, um die beiden Fortpflanzungsgewebe verschiedener weiblicher Populationsschädlinge zu untersuchen, die mit einem Suchscheinwerfer erfasst wurden. Diese Methode bringt nicht nur die Forschung voran, um die Migrationsdynamik zu verstehen, sondern erleichtert auch die Klassifizierung von Insekten, die Untersuchung der Physiologie von Insekten, die Vorhersage von Schädlingen und die Vorhersage weiblicher Schädlingsarten.

Protocol

HINWEIS: Achten Sie auf Sicherheitsmaßnahmen, bevor Sie wandernde Wildinsekten fangen, es wird empfohlen, Sicherheitsausrüstung (Handschuhe, langärmelige Hemden und Schutzbrillen) zu tragen. Schalten Sie den Siphon auch aus, wenn er nicht verwendet wird, um andere Sicherheitsrisiken und eine Überhitzung des Lichts zu vermeiden. Es ist wichtig, vor der Sektion Sicherheitsprotokolle zu befolgen, wie z. B. das Tragen von Handschuhen, Schutzbrillen und Laborkitteln, um eine Exposition gegenüber Körperflüssigkeiten und…

Representative Results

Entwicklung der EizellenDas obige Protokoll wurde angewendet, um die Entwicklung von Eizellen im Eierstock zu analysieren. Zu diesem Zweck wurden die Eier zunächst allgemein in vier Stadien eingeteilt, um das frühe und das reife Stadium der Eientwicklung bei allen Arten zu unterscheiden, z. B. Kapselwurm, Heerwurm, Taroraupe und Rübenmotte. Hier wurde das frühe Stadium der Befiederung (milchig-weißes, transparentes Stadium) beobachtet. Abbildung 2A zeigt, dass sich …

Discussion

Ovarielle Analysemethoden werden routinemäßig im Pflanzenschutz eingesetzt, um die Bewegung des Insektenflugs und der Population für die Vorhersage von 19,20,21 aufzuklären und die physiologischen Variationen bei Insekten zu untersuchen. Es wurde festgestellt, dass die einzigartige Migration und die schnelle Ausbreitungsfähigkeit gängiger landwirtschaftlicher Schädlinge wie Kapselwurm, Heerwurm, Taroraupe und Rübenmotte …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Studie wurde durch das große wissenschaftliche und technologische Innovationsprojekt (2020CXGC010802) unterstützt.

Materials

Digital camera Canon ( China ) co., LTD EOS 800D
Dropper Qingdao jindian biochemical equipment co., LTD
Ethanol absolute (99.7%) Shanghai Hushi Laboratory Equipmentco., LTD
Forceps  Vetus Tools co., LTD ST-14
GT75 type halogen headlamp (1000 W) Shanghai Yadeng Industry co., LTD
Helicoverpa armigera, Mythimna separate, Spodoptera litura, Spodoptera exigua Jiyang district, Jinan city, Shandong province, China
Measuring cylinder, beaker, flask Qingdao jindian biochemical equipment co., LTD
Net bag  Qingdao jindian biochemical equipment co., LTD 0.5 m 
Net cages  Qingdao jindian biochemical equipment co., LTD 30 cm x 30 cm
Petri dishes Qingdao jindian biochemical equipment co., LTD  60 mm diameter

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Sindhu, L., Guo, S., Song, Y., Li, L., Cui, H., Guo, W., Lv, S., Yu, Y., Men, X. Dissection and Grading of Ovarian Development in Wild-Type Female Insects. J. Vis. Exp. (197), e65644, doi:10.3791/65644 (2023).

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