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Eine vertikale, T-Labyrinth Olfaktometer wird zur Bestimmung des Verhaltens Reaktion der Arthropoden beschrieben. Das Olfaktometer ermöglicht der Experimentator, Entscheidungen von Versuchspersonen durchgeführt messen, wenn zwei potenzielle Geruch Feldern ausgesetzt. Beide Attraktion und Abstoßung von Geruchsstoffen kann mit diesem Gerät gemessen werden.
Angesichts der wirtschaftlichen Bedeutung der Insekten und Spinnentiere als Schädlinge von Nutzpflanzen, städtischen Umgebungen oder als Träger von Anlagen und menschliche Krankheiten werden verschiedene Technologien als Kontrollinstrumente entwickelt. Eine Teilmenge dieser Tools konzentriert sich auf Änderung des Verhaltens von Arthropoden durch Anziehung oder Abstoßung. Daher sind Arthropoden oft im Mittelpunkt von Verhaltens Untersuchungen. Diverse Tools wurden entwickelt, um Arthropoden Verhalten, einschließlich Windkanäle, Flug Mühlen, servospheres, und verschiedene Arten von Olfaktometer messen. Der Zweck dieser Werkzeuge ist zu Insekt oder arachnid Reaktion auf visuelle oder öfter Geruchssinn zu messen. Die vertikale T-Labyrinth oflactometer hier beschriebenen Maßnahmen Entscheidungen von Insekten in Reaktion auf Lockmittel oder Repellents durchgeführt. Es ist ein High Throughput-Assay-Gerät, das den Vorteil hat der positive Phototaxis (Anziehung zu hell) und negativen Geotaxis (Neigung zu laufen oder fliegen nach oben) von vielen Arthropoden ausgestellt. Die olfactometer besteht aus einer 30 cm Glasröhre, in der Hälfte mit einem Teflonband bilden ein T-Labyrinth wird geteilt. Jede Hälfte dient als Arm des Olfaktometer ermöglicht die Probanden die Wahl zwischen zwei möglichen Geruch Felder in Assays, die Lockstoffe machen. In Assays, die Abwehrmittel können Fehlen normaler Reaktion auf bekannte Lockstoffe auch als dritte Variable gemessen werden.
Arthropoden (einschließlich Insekten und Spinnentiere) werden oft als Schädlinge definiert, weil sie mit den menschlichen Verzehr entweder konkurrieren in landwirtschaftlichen oder städtischen Einstellungen oder übertragen kausalen Erreger der Krankheit ein. Eine große Menge an Investitionen in die Entwicklung von Instrumenten zur solche Schädlinge gemacht. Diese Tools können stark variieren und bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung biorational Werkzeugen, die entweder zu ändern oder zu nutzen das natürliche Verhalten von Schädlingen mit dem Einsatz von Behavioral Lockmittel oder Repellents 2,3 gemacht.
Arthropodenschädlinge verlassen sich oft auf olfaktorische Signale oder Hinweise für die Partnerwahl und / oder Host-Standort 4. Deshalb Entdeckung wirksamer Lockmittel oder Repellents für Schädlinge oft zu Entwicklung von Steuerungs-Tools führen. Dieser Prozess der Entdeckung erfolgt in mehreren Schritten. Erstens muss das natürliche Verhalten des Probanden zu verstehen. Beispielsweise muss man feststellen, ob ein Geschlecht einer bestimmten Art die entgegengesetzte anziehtSex für Mate Lage. Wenn ja, muss festgestellt werden, ob diese durch eine chemische Anziehungskraft vermittelt wird und wo diese chemische hergestellt wird. Weitere Schritte umfassen die Bestimmung, wenn die chemische produziert wird und ihre letztendliche Identifizierung. In diesem Verfahren muss der Versuchsperson (Insekten oder Milben) Verhaltensreaktion auf Geruchsstoffe getestet werden. Anfänglich wird das Verhalten des Probanden zu dem natürlichen Material getestet werden. Zum Beispiel kann eine männliche Motten Antwort auf die der Extrakt seiner weiblichen Artgenossen die Pheromon Verschraubung überprüft werden. Alternativ kann ein Pflanzenfresser Antwort auf den natürlichen Gerüche von der Wirtspflanze getestet werden. Während diese Untersuchungen oft eine praktische Schwerpunkt auf der Entwicklung von Management-Tools 5,6 haben, können sie auch für die Forschung, die mehr grundlegende Fragen, wie Artbildung 7 Adressen angewendet werden. Nachfolgende Schritte beinhalten die Prüfung der Arthropoden Antwort auf synthetische Versionen von identifizierten natürlichen Produkten.
Understanding wie Arthropoden Chemikalien reagieren erfordert die Entwicklung geeigneter Werkzeuge, um ihr Verhalten zu messen. Die Daten von diesen Tools generiert wird davon abhängen, wie gut die Forscher in der Lage, natürliche Verhaltensweisen in einer kontrollierten Umgebung zu messen. Mehr als sechs Jahrzehnte her, da waren anhaltenden Flug Olfaktometer und Tunnel entwickelt, um Insekten Reaktion auf Duftstoffe 8,9 messen. Olfaktometer erheblich variieren in Design und sind oft auf die spezifische Insekten oder Problem untersucht zugeschnitten. Das Ziel dieses Artikels ist es, das Design und die Verwendung von einem vertikal ausgerichteten, T-Labyrinth Olfaktometer zur Messung Insekten Reaktion auf Duftstoffe (Abbildung 1) zu beschreiben. Die Olfaktometer die vertikale Ausrichtung nutzt die negativen Geotaxis (Tendenz nach oben) von vielen Insekten ausgestellt. Eine Lichtquelle direkt oberhalb der Olfaktometer positioniert nutzt die positive Phototaxis (Neigung zur Lichtquelle hin bewegt) durch viele Insekten ausgestellt. Die olfactometer ist besonders nützlich für hemipteran Insekten, die nicht auf eine Bewegung ohne weiteres zeigen in horizontal orientierten Olfaktometer und die stark von Lichtintensität bezüglich Ausrichtung beeinflusst neigen. Jedoch kann diese Vorrichtung für eine Vielzahl von fliegenden und kriechenden Insekten, Spinnentieren sowie verwendet werden. Das Olfaktometer eingesetzt werden, um beide Lockmittel und Repellentien zu bewerten. Im Fall von Lockstoffen, wird der gegabelte Geruch Feld (Abbildung 1) mit dem putativen Lockstoff auf einer Seite gegenüber reiner Luft auf der gegenüberliegenden Seite freigesetzt sind etabliert. Eine Auswahl wird aufgezeichnet, wenn das Insekt an der Basis des Olfaktometers freigesetzt wählt eines der beiden Felder Geruch. Im Falle von Wirkstoffen, eine dritte Verhalten möglich. Neben Aufwärtsbewegung in einem der beiden Felder Geruch, mangelnde Aufwärtsbewegung aufgezeichnet, die eine nicht antwortende Stimulus oder abstoßenden Reiz entweder von Geruch Felder werden.
Attraktion des Asian Citrus psyllid (Diaphorina citri) Erwachsene zu den Gerüchen ihrer Geburt Wirtspflanze flüchtigen (Zitrusfrüchte) ist in 2A dargestellt. Signifikant (α <0,05) mehr Erwachsene wählte den Arm des T-maze Olfaktometer empfangen Gerüche aus lebenden Zitruspflanzen wie mit einem leeren (saubere Luft) Kontrolle verglichen.
Ein Beispiel für Abstoßung in 2B gezeigt. In diesem Fall wurden die Insekten an einem Arm des T-Labyrinths Empfangen Zitrus flüchtigen ausgesetzt, während der zweite Arm aus einem empfangenen flüchtigen Zitrus Pflanze, die mit dem bekannten Repellent, Dimethyldisulfid 11 behandelt wurde. In diesem Fall wurden drei Arten von Verhaltensweisen beobachtet. Die Anzahl der Psylliden am Lösearm verhaftet und reagiert nicht statistisch nicht unterschiedlich von der Anzahl der Eingabe des Arms Empfangen der Gerüche von Zitruspflanzen allein (2B). Allerdings haben keine Blattflöhe den Arm mit ter Wirtspflanze flüchtigen, wenn sie mit der abweisenden (2B) co-präsentiert.
Abbildung 1. Schematische Darstellung der vertikal ausgerichteten T-Labyrinth Olfaktometer verbunden Luftzufuhrsystem und Geruch Behandlung Auslösevorrichtungen. Das Diagramm ist eine Adaption von Abbildung 1 in Mann et al. 10. Ein Prüfling wird einzeln in die Lösekammer des 2-Port geteilt T-Olfaktometer platziert. Es bewegt sich in Richtung der Gerüche durch ein Absperrventil, das bekämpft Aufwärtsbewegung gestattet in die Olfaktometer und verhindert das Insekt aus kriecht zurück in den Abwurfpunkt Bereich. Das Rohr gabelt 10 cm nach dem Tor Wert. Eine positive Reaktion auf einen Geruch wird erfasst, wenn das Insekt bewegt 0,5 cm in einer bestimmten Seite der Division. Büroschneidemaschine flüchtigen Sammelkammer kann anstelle eines Festkörper-PHAs eingesetzt werdene micro-Extraktion Holding / Geruchsquelle Kammer (SPMEC) als Geruchsquelle.
Abbildung 2. Response of Asian Citrus psyllid (Diaphorina citri) Erwachsene flüchtigen aus Zitrusfrüchten Wirtspflanzen gegenüber Clean Air Control (A) oder Zitrus flüchtigen gegenüber Zitrusfrüchten flüchtigen mit einer Repellent (Dimethyldisulfid) co-released (B) in einer vertikal ausgerichteten T -maze Olfaktometer 2A:. Ein-Wege-Analyse der Varianz (ANOVA) gefolgt von HSD-Test Tukey (α <0,05) gefolgt wurde durchgeführt, um die Anzahl der psyllid eine Wahl zwischen jedem Arm (2 Behandlungen, n = 120) zu vergleichen. Spalten durch verschiedene Buchstaben gekennzeichnet sind signifikant verschieden voneinander (α <0,05) 2B:. Einfach analysist der Varianz (ANOVA) gefolgt von HSD-Test Tukey (α <0,05) gefolgt wurde durchgeführt, um die Anzahl der psyllid eine Wahl zwischen entweder verbleibenden Arm oder im Freigabepunkt (3 Behandlungen, n = 120) zu vergleichen. Spalten durch verschiedene Buchstaben gekennzeichnet sind signifikant verschieden voneinander (α <0,05).
Geruchsstoffe an Hierin werden eine Testvorrichtung und Protokoll zum Messen der Antwort von kleinen Arthropoden (: Hemiptera Psyllidae Insecta) beschrieben. Das Verfahren beinhaltet eine Auswahl-Test, so dass das Insekt, eine Wahl zwischen zwei Feldern Odorans im Falle von Assays Auswerten eines putativen Lockstoff machen. Ferner kann die Testperson drei Arten von Verhaltensweisen, die von dem Verlassen des Lösearm und Eingeben entweder eines von zwei möglichen Geruchs Felder, oder Verbleiben in dem Lösearm, im Falle von Assays Abweisungsvermögen anzuzeigen. Das Olfaktometer ermöglicht hohen Durchsatz Datenerhebung, weil sie ausnutzt der negativen geotactic (Tendenz nach oben zu bewegen) und positive phototaktischen (Tendenz in Richtung Licht bewegen) natürliche Verhaltensreaktion vieler Arthropoden. Obwohl die vorliegende Demo verwendet ein psyllid Insekten-Test kann beispielsweise der Test leicht auf Arthropoden breit, angepasst sowohl diejenigen, die Flucht zu nutzen oder zu Fuß als vorherrschende Verkehrsträger.
Olfaktometer zum Messen der Reaktion der Insekten entwickelt wurden zunächst vor Jahrzehnten entwickelt und haben eine wichtige Rolle gespielt bei der Aufklärung Insekten Lockmittel und Repellentien 12. Die spezifischen Konstruktionen solcher Olfaktometer stark variieren, jedoch beschriebenen Variationen auf das allgemeine Thema des zweiteiligen Wahl Assay hier, wie auch, ähnlich Y-Schlauch Assays wurden oft verwendet, um ansprechend auf Arthropoden Chemikalien zu messen. Größere Flug Tunneln, die anhaltenden Flug der Insekten 9 verursachen auch in der Sammlung von wegweisenden Daten der Aufklärung der grundlegenden Mechanismen von Insekten Flug und Orientierung Semiochemikalien sowie Daten informieren praktischen Einsatz der Schädlingsbekämpfung Werkzeugen geführt.
Es ist oft notwendig, um maßgeschneiderte Design ein Olfaktometer und zugehörigen Geräten für die Biologie des spezifischen Arthropoden Testperson. Jene, die unter Olfaktometer einer allgemeinen Gruppe von Insekten verwendet werden können, sind nützlicher als diejenigen specific auf eine kleine Gruppe, aber manchmal ist die wirtschaftliche Bedeutung einer kleinen Gruppe von Insekten diktiert die Notwendigkeit der Entwicklung einer ganz bestimmten Olfaktometer und Assay-Technik. Die aktuell beschriebenen Design baut auf bisher bekannten Arthropoden Techniken. Es ermöglicht eine Standard-Zwei-Wahl Assay als Y-Rohr Bioassays, in denen die experimentelle Arena oder Choice-Test nimmt die Form eines Y-förmigen Glas 7 auf. Typischerweise wird ein Arm eines derartigen Y-Rohr erhalten eine Behandlung Odorans, während die andere leer gelassen werden 13. Variationen solcher Olfaktometer kann Zugabe von mehreren Strahler-Arme 14 und sogar Zugabe eines Bodens Medium zur Untersuchung auf das Verhalten der Organismen Bewegen durch den Boden 15. Bei der Entwicklung solcher Olfaktometer und zugehörige Tests ist es wichtig zu prüfen, wie eng natürlichen Bedingungen repliziert werden und somit die wahre Bedeutung der untersuchten Verhaltensreaktionen in Bezug auf die Probanden Biologie. Zu einem large Grad, werden die erhobenen Daten nur so nützlich wie die Relevanz des Verhaltens Bioassay mit Bezug auf des Organismus Verhaltensökologie 16.
Die aktuell beschriebenen Olfaktometer und Verhaltensstörungen Bioassay ist speziell für eine hemipteran Insekt, das die Flucht so kurz "springt" 16 zu initiieren tendiert konzipiert. Die vertikale Ausrichtung des Olfaktometer und die Lichtquelle Anordnung erleichtert die Einleitung Insekt Bewegung und damit eine nachfolgende chemisch-vermittelte Orientierungsverhalten kann getestet effizient und mit hoher Durchsatzleistung werden. Dieses Verhalten Assay Anordnung kann wahrscheinlich für eine breite Palette von Fliegen oder zu Fuß Arthropoden Taxa oder könnte auch leicht modifiziert werden, um die Notwendigkeit von Nicht-Arthropoden Organismen passen verwendet werden.
Der Autor wurde mit Mitteln, die von der Citrus Forschung und Entwicklung Foundation bereitgestellt.
Die Citrus Forschung und Entwicklung Foundation für die Finanzierung anerkannt. Dank Engel Hoyte und Michael Flores für die Durchführung von Bioassays.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Name der Einrichtung | Firma | Katalognummer | Kommentare |
Zwei-Port unterteilt T-Olfaktometer | Analytical Research Systems (ARS), Inc. Gainesville, FL | None (Custom made) | Falls diese nicht über ARS, Southern Scientific (Gainesville, FL) derzeit auch baut und vertreibt diese Geräte. |
Solid-phase micro-Extraktion Holding / Geruchsquelle Kammer mit Teflon;-Glasrohr-Anschlüsse. | Analytical Research Systems (ARS), Inc. Gainesville, FL | RV-R3 | Siehe oben Kommentar |
Luftzufuhrsystem | Analytical Research Systems (ARS), Inc. Gainesville, FL | HADS-2AFM2C.4 | Siehe oben Kommentar |
Guillotine Kammer | Analytische Research Systems (ARS), Inc. Gainesville, FL | L3GP3 | Siehe oben Kommentar |
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