Eine Technik, um Amerikanische Buche für Widerstand gegen die Buche Schildlaus (Bildschirm<em&gt; Cryptococcus fagisuga</em&gt; Lind.)

Zusammenfassung

Buchenrinde Krankheit wird durch die Fütterung Aktivitäten der Buche Schildlaus, die Pilz-Einstiegspunkte in der Rinde zu erstellen eingeleitet. Bäume, die resistent gegen die Schildlaus sind, sind auch resistent gegen Krankheiten. Hier präsentieren wir das Protokoll die wir entwickelt haben, um einzelne Buche für Buche Skala Widerstand Bildschirm.

Zusammenfassung

Buchenrinde Krankheit (BBD) Ergebnisse in hohe Anfangssterblichkeit, hinterlässt Überlebende, die Bäume sind stark geschwächt und deformiert. Die Krankheit wird durch die Fütterung Aktivitäten der invasiven Buche Schildlaus, Cryptococcus fagisuga, die Ansatzpunkte für die Infektion von einem der Neonectria Pilzarten schafft eingeleitet. Ohne Skala Befall, gibt es wenig Gelegenheit für Pilzinfektion. Mit Skala Eier künstlich befallen gesunde Bäume in stark beeinflusst BBD Ständen gezeigt, dass diese Bäume waren resistent gegen die Schildlaus Teil der Krankheitskomplex ^ein. Hier stellen wir ein Protokoll, das wir entwickelt haben, auf der Grundlage der Technik, die von künstlichen Befall Houston ^2, die verwendet werden können, um für zunderbeständig Bäume auf dem Feld und in kleineren Topfsetzlinge und Transplantaten zu screenen. Die Identifizierung der Skala feste Bäume ist ein wichtiger Bestandteil der Verwaltung von BBD durch BaumVerbesserungsprogramme und forst Manipulation.

Einleitung

Buchenrinde Krankheit (BBD) hat einen nachteiligen Einfluss auf die amerikanische Buche in Nordamerika seit der Einführung der invasiven Buche Schildlaus, Cryptococcus fagisuga, in der kanadischen Provinz Nova Scotia in den späten 1890er Jahren ³ hatte. Dieses Insekt-Krankheitskomplex wird eingeleitet, wenn die Buche Schildlaus fügt seine Fütterung Stilett in die Rinde der Erstellung kleine Risse, die für eine Infektion Eingangsbereich bieten von einem der Neonectria Pilzarten (Neonectria ditissima oder Neonectria faginata). Da die Pilzmyzelien wachsen können große Bereiche des Gewebes sterben, schließlich vollständig girdling den Baum. Der Schaden an der Krankheit schwächt den Baum, so dass es anfällig für starke Winde Einrasten ^4. Mortalitätsraten in der ersten Welle der Krankheit berichtet worden so hoch wie 50% ⁵ sein. Surviving Bäume werden häufig stark verformt, wie Krebse bilden Reduzierung Wert der Baum als Holzprodukt.0; Solche Bäume haben eine Neigung für root-Keimen, die zur Bildung von "Buchendickicht", die andere wünschenswerter Arten zu verhindern, Gründung, die Verringerung der wirtschaftlichen und ökologischen Wert der Stand ⁶ führt. Obwohl Buchenrinde Krankheit ist nicht wahrscheinlich zum Aussterben der amerikanischen Buche führen, verändert sie stehen Zusammensetzung und Gesundheit, die zu einem Rückgang der Nahrung und Lebensraum für die Tierwelt ^7,8.

In Ständen von BBD seit vielen Jahren betroffen, Bäume, die frei von Symptomen der Krankheit bleiben berichtet worden. Künstliche Inokulation Studien haben gezeigt, dass diese Bäume sind resistent gegen die Schildlaus ^2. Ohne Skala Befall, gibt es wenig Gelegenheit für Neonectria Infektion, die Minimierung der Auswirkungen des Pilzes. Groß angelegte Sterblichkeit in der amerikanischen Buche aufgrund Neonectria Infektion in Abwesenheit der Skala vor Befall hat nieberichtet worden, so dass Widerstand gegen die Buche Schildlaus Ergebnisse im Widerstand gegen BBD.

Neuere Forschungen über die Verwaltung des BBD hat sich auf die Identifizierung, Vermehrung, Zucht und Aufbewahrung der amerikanischen Buche mit einer Resistenz gegen den Buchen Schildlaus konzentriert. Genetische Studien haben gezeigt, dass Widerstand gegen die Schildlaus vererbbar ist und die sorgfältige Auswahl und Züchtung resistenter Bäume können zu einer signifikanten Verbesserung in einer einzigen Generation ⁹ führen. Diese Feststellung hat die Bemühungen von staatlichen und nationalen Forstverwalter in den Vereinigten Staaten, regionale Samenplantagen von resistenten amerikanischen Buche zu etablieren, um eine Quelle von genetisch unterschiedlichen BBD-resistente Saatgut für die Wiederherstellung Anpflanzungen ^10,11 liefern heizt. Die Forschung hat auch gezeigt, dass waldbauliche Manipulation der Stand der Genetik durch die Entfernung der Bäume anfällig und Retention von resistenten Bäume können im Stand ^9,12 Verbesserung führen.

Verwaltung von BBD durch Baumverbesserungsmaßnahmen oder durch die Durchführung waldbaulicher Vorschriften erfordert die Fähigkeit, für die Auswahl und zwischen Buche Scale-resistenten und anfälligen Bäumen. Die hier vorgestellten Methoden wurden von einer Methode zuerst von Dave Houston eingeführt, um künstlich zu impfen Sämlinge mit Buchen Eier Maßstab ¹ angepasst. Das Verfahren kann als Screening-Instrument, um quantitative trait loci (QTL) mit Resistenz oder, um zwischen resistenten und anfälligen Topf Sämlinge oder gepfropfte Rameten in genetischen Studien unterscheiden zu identifizieren verwendet werden. Alternativ kann sie für das Screening von altem Baumbestand im Bereich resistente Bäume für Samenplan Entwicklung oder die Retention auf dem Gebiet zu identifizieren. Anfällige Bäume identifiziert und entfernt, um Krankheitsauswirkungen zu minimieren.

Protokoll

1 Anlagen Material:. Ältere Bäume Feld, Topf Sämlinge oder Topf Grafts

1. Für Feldprüfungen, wählen reifen gesunden amerikanischen Buche, die keine Anzeichen von Größenbefall oder Krankheit für die Prüfung auf möglichen Widerstand zu zeigen. Sichtlich anfällig Bäume müssen auch identifiziert werden, um als Kontrolle (Abbildung 1) verwendet werden.
2. Für die Prüfung vergossen Sämlinge oder Transplantate, sammeln und Bucheckern keimen wie in Koch & Carey, 2004 oder Transplantat Spross wie in Carey et al, 2013 beschrieben wird.
3. Sämlinge wachsen oder Transplantate in Blumenerde Mischung geändert mit 47 g Mikronährstoffe, 477 g Langzeitdünger 15N-3.9P-9,9 K, 700 g grob Perlit und 75 g Aluminiumsulfat pro 2.8 cu. ft. Tasche. Wenn später in der Vegetationsperiode benötigt, befruchten Pflanzen wöchentlich mit löslichen 17N-1.3P-14.1K bei 200 ppm Stickstoff.
4. Während der Vegetationsperiode, die Pflanzen im Schatten Haus. Lassen Sie Pflanzen nach draußen vor dem Bewegen sie schlafend gehen im Herbstauf eine kontrollierte Temperatur Lagers (~ 4 ° C) von November bis April.

2. Sammlung von Buche Skala Eier

1. In einem BBD-verseuchten Stand, inspizieren stark befallenen Bäume (leicht durch ihre "weißen" Aussehen, 1A gekennzeichnet) mit einer Hand Lupe, um das Vorhandensein von Eiern, in der Regel reichlich von Mitte Juli bis Mitte August zu bestätigen.
2. Verwenden Sie einen Pinsel, um Pinsel vorsichtig die weiße, wachsartige Klumpen von Erwachsenen Skala Insekten, Eier und andere Ablagerungen, in eine Plastik verschließbaren 1 Gallone Sammelbeutel (Abbildung 1B). Sammeln von mindestens drei verschiedenen Bäumen mindestens 12 m auseinander.
3. Falls erforderlich, zu speichern Eier im abgedichteten Sammelbeutel für bis zu zwei Wochen bei 4 ° C. Band ein kleines Stück (2,5 cm ²) des gedämpften Polyethylenschaum auf der Innenseite des Beutels, um die Eier vor dem Austrocknen zu verhindern.
4. Um die Skala Eier (0,15 x 0,25 mm) von den Erwachsenen (0,60 mm) und Fremdkörpergefühl zu trennens, konstruieren ein Sieb mit einem kurzen Stück 2 "PVC-Rohr und eine Kupplung, ein quadratisches Stück von 250 Mikron Nylon-Mesh (Abbildung 2) zu unterstützen.
5. Leeren Sie die Mischung aus Erwachsenen-, Wachs-, Eier und Schmutz aus dem Auffangbeutel auf das Sieb und mit einem kleinen Pinsel sanft fördern die Eier durch das Gitter in eine Glaspetrischale unten weiterzugeben. Kunststoff-Petrischalen sollten vermieden werden, weil sie halten mehr statische Elektrizität, so dass es schwierig ist, die Eier zu bewegen. Eier vor und nach dem Sieben werden in Fig. 3 gezeigt.
6. Gereinigt Eier in Petrischalen bei 4 º C für mindestens eine Woche gelagert werden. Um die Eier vor dem Austrocknen zu verhindern, kleben Sie ein feuchtes Stück Schaumstoff auf den Deckel und Dichtung mit Parafilm.

3. Egg Lebensfähigkeit Assays

1. Um Ei Lebensfähigkeit zu prüfen, verwenden Sie eine 10-ml-Spritze, um einen dünnen Ring aus Vaseline um den Umfang der den Boden einer 60 mm Glaspetrischale (4A gelten ).
2. Übertragen Sie etwa 100 Eier in die Mitte des Rings, legen Sie den Deckel auf die Petrischale und Dichtung mit Parafilm. Den verschlossenen Petrischale ungestört bei Raumtemperatur für 2 Wochen oder 3 Wochen bleibt, wenn Eier wurden bei 4 ° C vor dem Test aufbewahrt.
3. Geschlüpften Larven werden stecken in der Vaseline und können leicht gezählt werden, und leere Eier werden einfach von unhatched Eier durch ihre Farbe und Glanz (4B) aus. Berechnen Rentabilität, indem die Zahl der Nymphen durch die Summe der leeren Eier sowie die übrigen voll Eier. Gute Lebensfähigkeit sollte in der 75% bis 90% Eier geschlüpft Bereich liegen.

4. Maßstab Widerstand Screening großer Reife Buche Bäume im Feld

1. Für eine quantitative Test, zählen Sie 500 Eier mit einem Binokular und mit einem kleinen Spatel sanft streuen sie über die Mitte eines predampened, Open-Zelle 10 x 15 x 1,3 cm Rechteck aus Polyethylenschaum. Zudämpfen, Schaum, nass ist es dann Squeeze-out so viel Wasser wie möglich. Für eine qualitative Test kann 500 Eier ausgezählt und in einem kleinen Glasfläschchen und ein "fill" Linie gezeichnet, die verwendet werden können, um zusätzliche Chargen von etwa 500 Eiern messen platziert werden.
2. Legen Sie die Schaumstoffunterlage auf den Test Baum mit Blick gegen die Rinde des Eies Seite. Halten Sie das Pad in Position mit Seil, Schnur, Schnur, oder Kunststoff beschichtete Hardware Draht. Kunststoff-oder Metallbasis Material sollte eher als Naturfaserstoffe, die leichter von Wildtieren aufgeräumt sind, verwendet werden.
3. Linie die Oberseite und die Seiten eines vorgeschnittenen 23 x 30 cm Stück dampfdurchlässig wasserdicht Haus-Wrap mit Acetat-Silikon-Klebstoff und legen Sie es über den Schaum Testfeld. Drücken Sie die Kanten des Hauses, um den Baum wickeln, um eine wasserdichte Abdichtung zu schaffen. Zeigen Nylon Schnur oder Kunststoff beschichtet Hardware Draht um den Baum und Haus wickeln, um es in Position zu halten, während die Klebesätze (Abbildung 5).
4. Setzen Sie ein Minimum von zweiTestflächen auf jedem Testbaum, vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten des Baumstamm. An jedem Standort platzieren Testflächen auf mindestens 2 anfällig Bäume (mit offensichtlichen natürlichen Maßstab Befall) als Kontrolle. Bevor die Testfelder auf der Steuer Bäume, entfernen Sie alle natürlich vorkommenden Schildläuse oder Eier mit fester Bürste.
   Hinweis: Schaumstoff-Pads mit Eiern können auch auf Bäume zum Zwecke der Aufzucht Skala Eier, die in Bereichen, in denen der Befall Stand niedrig ist besonders hilfreich sein können gestellt werden.

5. Maßstab Widerstand Screening von Topf Sämlinge oder Transplantate

1. Für die Prüfung, wählen Topfpflanzen mit einem Mindestdurchmesser von 1 cm (Sattel 5 cm über Boden-Linie), die groß genug ist, um mindestens 2 separate Test-Pads an sie gestellt haben. Prune kleine Seitenäste, wenn notwendig, um Platz für die Testfelder zu machen.
2. Verwenden Sie ein Binokular zu zählen 150 Eier und streue sie über eine vorgeschnitten und gedämpft 2,5 x 7,6 x 1,3 cm mit offenen Zellen Polyethylene Schaumpolster.
3. Befestigen Sie das Schaumstoffpolster, um mit dem Ei Seite gegen die Rinde Sämling, mit Kunststoff-Draht. Wickeln Sie ein kleines Quadrat des Hauses Wrap-around der Sämling gerade über dem Schaum und verschließen Sie diese mit Acetat-Silikon-Basis (siehe Abbildung 6A).
4. Beinhalten bekannte anfällig Sämling Familien oder Transplantate als Kontrollen.

6. Data Collection

Anmerkung: Etwa 52 bis 57 Wochen nach der Platzierung der Schaumstoff-Pads und Eier auf den Test Bäume können Daten gesammelt werden. Es ist wichtig, dass diese erst nach Erwachsenen haben begonnen, Eier zu legen, so dass ihre Fähigkeit zur Reproduktion bestimmt werden geführt. Auf einigen Bäumen resistent ist es nicht ungewöhnlich, dass eine kleine Anzahl von Erwachsenen zu schaffen, aber mit keine Reproduktion auftreten.

1. Entfernen Sie vorsichtig die Schaumstoffunterlage und zählen Sie die Anzahl der erwachsenen Schildläuse auf der Rinde fest mit einer Lupe oder Lupe (10x).
2. Wenn das Schaumkissen entfernt wird, ist es nicht uncommon für einige Erwachsene und die meisten Eier Cluster off des Baumes mit dem Schaum gezogen werden (siehe Abbildung 7). Mit einem Binokular, zählen die Eigelege und Erwachsene, die auf die Schaumstoffunterlage befestigt geblieben.

Ergebnisse

Fig. 6 zeigt eine Widerstands Sämling (C) und zwei anfällig Sämlinge (D, E), die unterschiedliche Empfindlichkeitsgrade. Ein Beispiel, was ein Baum anfällig reifen sieht aus wie 57 Wochen nach der künstlichen Befall Test wurde eingerichtet, ist in 5B gezeigt. Wenn der Schaum vom Baum abgezogen, ist es nicht ungewöhnlich, Schildläuse und deren Eigelege zu bleiben, um den Schaum geklebt, wie in Fig. 7 gezeigt ist, weshalb es unerl?...

Diskussion

Die entscheidenden Schritte für den Erfolg dieses Tests erforderlich sind, umfassen Durchführung einer Rentabilitätsprüfung auf die Eier und die Verwendung von empfindlichen Kontrollen an jedem Standort geprüft und mit Topf Materialien. Es ist auch wichtig, um mehr als ein Testfeld pro Baum oder Sämling zu verwenden. Wir haben festgestellt, dass sowohl auf dem Feld und in kontrollierter Tests an Topfpflanzen, eine häufige Fehlerquelle Pad Versagen. Zum Beispiel im Bereich, auch bei unserer Modifikation für den T...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Nylon Mesh Sheet, 250 micron	Small Parts	CMN-0250-D	Mesh opening size: 250 microns square, % of open area: 34, thread diameter: 180 micron, width: 24”, Length: 12”, Package quantity: 1
Tyvek Home Wrap	DuPont	D1349991	9 ft x 150 ft roll, can ask for it to be cut in half.
Polyethylene foam, ½” thick	Columbus Foam Products		2 ft x 50 ft roll
MetroMix 510	Sun Gro Horticulture		2.8 cu. ft. bark, peat moss, vermiculite, bark ash, starter nutrient charge (with Gypsum), slow release nitrogen and dolomitic limestone.
Osmocote Plus 15-9-12	Everris	E903206	Standard 3-4 month release
Sight Savers 10X	Bausch & Lomb	813434	10X magnification illuminated coddington
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