Una técnica a la pantalla haya americana para la resistencia al insecto Haya Scale (<em&gt; Fagisuga Cryptococcus</em&gt; Lind.)

Resumen

Enfermedad de la corteza de la haya es iniciada por la alimentación de las actividades de la cochinilla de haya que crear puntos de entrada de hongos en la corteza. Los árboles que son resistentes a la cochinilla son también resistentes a las enfermedades. Aquí presentamos el protocolo que hemos desarrollado para detectar árboles individuales de haya para la resistencia a escala de haya.

Resumen

Enfermedad de la corteza de la haya (BBD) se traduce en altos niveles de mortalidad inicial, dejando detrás de los árboles sobrevivientes que se debilitan en gran medida y deformadas. La enfermedad se inicia por la alimentación de las actividades de la insecto de la escala de haya invasiva, Cryptococcus fagisuga, que crea puntos de entrada para la infección por una de las especies Neonectria de hongo. Sin infestación de escala, hay pocas oportunidades para la infección por hongos. El uso de huevos de escala para infestar artificialmente árboles sanos en rodales muy BBD impactadas demostró que estos árboles fueron resistentes a la porción de insectos escala del complejo de la enfermedad ^1. Aquí se presenta un protocolo que hemos desarrollado, basado en la técnica de la infestación artificial por Houston ^2, que se puede utilizar para la detección de árboles escala resistentes en el campo y en las plantas de semillero y los injertos en macetas pequeñas. La identificación de los árboles escala resistente es un componente importante de la gestión de BBD través del árbolprogramas de mejora y manipulación silvicultural.

Introducción

Enfermedad de la corteza de la haya (BBD) ha tenido un impacto negativo en haya americana en América del Norte desde la introducción de la cochinilla de haya invasivo, Cryptococcus fagisuga, en la provincia canadiense de Nueva Escocia a finales del decenio de 1890 ^3. Este complejo de insectos de la enfermedad se inicia cuando el insecto de la escala de haya inserta su estilete de alimentación en la corteza de la creación de pequeñas fisuras que proporcionan entrada para la infección por una de las especies Neonectria de hongo (ditissima Neonectria o Neonectria faginata). A medida que crecen los micelios de hongos, grandes áreas de tejido puede morir, con el tiempo que rodea completamente el árbol. El daño causado por la enfermedad debilita el árbol, por lo que es propenso a romperse con vientos fuertes ^4. Los niveles de mortalidad en la primera ola de la enfermedad se han notificado a ser tan alta como 50% ^5. Los árboles supervivientes a menudo son severamente deformados como chancros forman la reducción de valor del árbol como un producto de madera.0; Estos árboles tienen una propensión a la raíz-brote que conduce a la formación de "matorrales de haya" que impiden a otras especies más deseables desde el establecimiento, lo que reduce el valor económico y ecológico de la posición ^6. Aunque la enfermedad de la corteza del haya, no es probable que conduzca a la extinción de la haya americana, que altera la composición de pie y la salud que lleva a una disminución de alimento y hábitat para la vida silvestre ^7,8.

En las masas afectadas por BBD en muchos años, se ha informado de árboles que permanecen libres de cualquier síntoma de la enfermedad. Ensayos de inoculación artificial han demostrado que estos árboles son resistentes al insecto escala ^2. Sin infestación de escala, hay pocas oportunidades para la infección Neonectria, minimizando el impacto del hongo. La mortalidad a gran escala en madera de haya americana debido a la infección Neonectria en ausencia de infestación escala antes nunca tieneha informado, por lo que la resistencia a los resultados de insectos escala de haya en la resistencia a la BBD.

Las investigaciones recientes sobre la gestión de BBD se ha centrado en la identificación, la propagación, la cría y la conservación de los árboles de haya americana con resistencia al insecto escala de haya. Los estudios genéticos han demostrado que la resistencia al insecto escala es heredable y cuidadosa selección y mejora genética de los árboles resistentes puede resultar en una mejora significativa en una sola generación ^9. Este hallazgo ha impulsado los esfuerzos de los administradores estatales y nacionales forestales en los Estados Unidos para establecer huertos semilleros regionales de haya americana resistente para proporcionar una fuente de semilla BBD resistentes genéticamente diversas para las plantaciones de restauración ^10,11. La investigación también ha indicado que la manipulación genética silvícola de soporte por la remoción de los árboles susceptibles y retención de árboles resistentes puede resultar en soporte ^9,12 mejorar.

Gestión de BBD a través de actividades de mejoramiento de árboles o por medio de la realización de prescripciones silvícolas requiere la capacidad de seleccionar y distinguir entre árboles de hayas escala resistentes y susceptibles. Los métodos que aquí se presentan han sido adaptados de un método introducido por primera vez por Dave Houston para inocular artificialmente plántulas con huevos escala de haya ^1. El método se puede utilizar como una herramienta de detección para identificar los loci de rasgos cuantitativos (QTL) asociados con la resistencia o para distinguir entre las plantas de semillero en macetas resistentes y susceptibles o rametos injertados en los estudios genéticos. Alternativamente, puede ser utilizado para el cribado de árboles maduros en el campo para identificar árboles resistentes para el desarrollo huerto de semillas, o la retención en el campo. Árboles susceptibles pueden ser identificados y eliminados para minimizar el impacto de la enfermedad.

Protocolo

1 Planta Material:. Campo árboles maduros, en maceta plántulas o maceta Injertos

1. Para las pruebas de campo, seleccione hayas maduros sanos estadounidenses que no muestran signos de infestación escala o enfermedad para la prueba de resistencia posible. Visiblemente también tendrán que ser identificados para ser utilizado como un control (Figura 1) árboles susceptibles.
2. Para la prueba de plántulas en maceta o injertos, recoger y germinar hayucos como se describe en Koch y Carey, 2004 o descendiente del injerto como se describe en Carey et al, 2013.
3. Crezca las plantas de semillero o injertos en macetas mezcla suelo enmendado con 47 g de micronutrientes, 477 g fertilizante de liberación lenta 15N-3.9P-9.9K, 700 g de perlita gruesa y 75 g de sulfato de aluminio por 2.8 cu. bolsa de pies. Si es necesario más adelante en la temporada de cultivo, fertilizar las plantas semanalmente con solubles 17N-1.3P-14.1K en 200 ppm de nitrógeno.
4. Durante la temporada de crecimiento, mantener las plantas en una casa de sombra. Permita que las plantas en estado latente fuera en el otoño antes de que se muevana una instalación de almacenamiento de temperatura controlada (~ 4 ° C), de noviembre a abril.

2. Colección de Beech Escala Huevos

1. En un stand infestado de BBD, inspeccione los árboles muy infestados (fácilmente identificados por su "blanqueado" la apariencia, la Figura 1A) con una lupa de mano para confirmar la presencia de huevos, normalmente abundantes desde mediados de julio hasta mediados de agosto.
2. Utilice una brocha para cepillar suavemente los grumos de cera blanca de cochinillas adultas, huevos y otros restos, en una bolsa sellable colección un galón de plástico (fig. 1B). Reunir a partir de un mínimo de tres árboles diferentes, al menos, 12 m de distancia.
3. Si es necesario, guarde los huevos en la bolsa de recolección sellado por hasta dos semanas a 4 ° C. Pegue un pedazo pequeño (2,5 cm cuadrados) de espuma de polietileno húmedo en el interior de la bolsa para evitar que los huevos se sequen.
4. Para separar los huevos de escala (0,15 x 0,25 mm) de los adultos (0,60 mm) y debris, la construcción de un tamiz utilizando una pieza corta de 2 "cañería de PVC y un acoplamiento para soportar una pieza cuadrada de 250 micras de malla de nylon (Figura 2).
5. Vaciar la mezcla de los adultos, cera, huevos, y los residuos de la bolsa de recogida en el tamiz y utilizar un pequeño pincel para fomentar suavemente los huevos para pasar a través de la malla en una placa de Petri de vidrio a continuación. Platos de plástico Petri deben evitarse porque tienen más electricidad estática, por lo que es difícil de mover los huevos. Los huevos antes y después de tamizado se muestran en la Figura 3.
6. Huevos purificadas se pueden almacenar en la placa de Petri a 4 ° C durante al menos una semana. Para evitar que los huevos se seque, pegue un pedazo húmedo de espuma para la tapa y el sello con Parafilm.

3. Huevo de viabilidad Ensayos

1. Para evaluar la viabilidad del huevo, usar una jeringa de 10 cc a aplicar un delgado anillo de vaselina alrededor de la circunferencia de la parte inferior de una placa de Petri de 60 mm de vidrio (Figura 4A ).
2. Transferir unos 100 huevos al centro del ring, coloque la tapa en la caja de Petri y selle con Parafilm. Dejar que la cápsula Petri sellada a permanecer en reposo a temperatura ambiente durante 2 semanas, 3 semanas o si los huevos se almacenaron a 4 ° C antes de comenzar el ensayo.
3. Ninfas eclosionadas se atascarse en la vaselina y pueden ser contados fácilmente, y los huevos vacíos se distinguen fácilmente de los huevos sin eclosionar por su color y brillo (Figura 4B). Calcular la viabilidad dividiendo el número de ninfas por la suma de los huevos vacíos más los huevos completos restantes. Buena viabilidad debe estar en el rango de los huevos 75% a 90% eclosionado.

4. Resistencia Escala Proyección de grande maduro Hayas en el campo

1. Para una prueba cuantitativa, contar en 500 huevos utilizando un microscopio de disección y el uso de una pequeña espátula espolvorear suavemente a través del centro de un predampened, de celda abierta de 10 x 15 x 1,3 cm rectángulo de espuma de polietileno. Aamortiguar espuma, mojarlo y luego exprima el agua tanto como sea posible. Para una prueba cualitativa, 500 huevos se pueden contar y se coloca en un pequeño frasco de vidrio y una línea de "relleno" dibujado que se puede utilizar para medir los lotes adicionales de aproximadamente 500 huevos.
2. Coloque la almohadilla de espuma en el árbol de prueba con el lado del huevo frente contra la corteza. Sostenga la almohadilla en su lugar con una cuerda, cuerda, bramante o plástico recubierto de alambre del hardware. Plástico o material metálico a base deben utilizarse en lugar de los materiales de fibra naturales que son más fácilmente barridos por la fauna silvestre.
3. Línea de la parte superior y los lados de un cm pedazo de vapor permeable casa de abrigo impermeable con acetato adhesivo a base de silicona precortadas 23 x 30 y colocarlo sobre la almohadilla de espuma del ensayo. Presione los bordes de la envoltura de la casa en el árbol para crear un sello impermeable. Coloque la guita de nylon o alambre recubierto de plástico de hardware alrededor del árbol y la casa de abrigo, para mantenerlo en su lugar mientras que el adhesivo fragüe (Figura 5).
4. Coloque un mínimo de dosalmohadillas de análisis de cada árbol de prueba, preferiblemente en lados opuestos de la fuste. En cada sitio, coloque almohadillas de prueba en al menos 2 árboles susceptibles (con obvia infestación escala natural), como control. Antes de colocar los bloques de ensayo en los árboles de control, retire los insectos o huevos de escala que tienen lugar de forma natural con un cepillo de cerdas firmes.
   Nota: Las almohadillas de espuma con los huevos también se pueden colocar en los árboles con el propósito de huevos escala de cría, que puede ser especialmente útil en áreas donde el nivel de infestación es baja.

5. Resistencia escala de cribado de plántulas en maceta o injertos

1. Para las pruebas, seleccionar árboles en macetas con un diámetro mínimo de 1 cm (pinza 5 cm por encima de la línea del suelo) que son lo suficientemente alto como para tener por lo menos 2 almohadillas de análisis separadas puestas en ellos. Pode las ramas pequeñas laterales cuando sea necesario para dar cabida a las almohadillas de análisis.
2. Utilice un microscopio de disección para contar 150 huevos y derrama sobre un precorte y humedecido 2,5 x 7,6 x 1,3 cm bolsas d de células abiertasalmohadilla de espuma lene.
3. Coloque la almohadilla de espuma de plántulas con el lado del huevo contra la corteza, con alambre recubierto de plástico. Envuelva un pequeño cuadrado de envoltura de la casa alrededor de la plántula justo por encima de la espuma y sellarla con silicona a base de acetato (ver Figura 6 A).
4. Incluir conocido familias plántulas susceptibles o injertos como controles.

6. Recogida de datos

Nota: Aproximadamente 52 a 57 semanas después de la colocación de las almohadillas de espuma y huevos en los árboles de las pruebas, los datos pueden ser recolectados. Es importante que esto no se realiza hasta después de adultos han empezado a poner huevos, para que su capacidad de reproducción se puede determinar. En algunos árboles resistentes, no es raro ver a un pequeño número de adultos a establecer, pero sin la reproducción se produzca.

1. Retire con cuidado la almohadilla de espuma y contar el número de cochinillas adultas establecidos en la corteza usando una lupa o lente de aumento (10X).
2. Cuando se retira la almohadilla de espuma, no es uncommon para algunos adultos y la mayoría de las masas de huevos para ser tirados fuera del árbol con la espuma (ver Figura 7). Usando un microscopio de disección, contar los grupos de huevo y adultos que han permanecido unido a la almohadilla de espuma.

Resultados

La figura 6 muestra una planta de semillero resistentes (C) y dos plantas de semillero susceptibles (D, E) que exhibe diferentes grados de susceptibilidad. Un ejemplo de lo que un árbol maduro susceptible parece a 57 semanas después de la prueba de infestación artificial fue creado se muestra en la Figura 5B. Cuando la espuma se desprendió del árbol, no es raro que las cochinillas y sus racimos de huevos para permanecer pegado a la espuma como se m...

Discusión

Los pasos críticos necesarios para el éxito de este ensayo incluyen la realización de una prueba de viabilidad sobre los huevos y el uso de los controles susceptibles en cada sitio de prueba, y con materiales de macetas. También es importante la utilización de más de una almohadilla de análisis por árbol o planta de semillero. Hemos encontrado que, tanto en el campo como en las pruebas más controladas en macetas con plantas, una fuente frecuente de error puede ser el fracaso de la almohadilla. Por ejemplo, en e...

Materiales

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.
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