Name: methodology for developing life tables for sessile insects in the field using the whitefly, bemisia tabaci, in cotton as a model system
Uploaded: 2017-11-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 23 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Methodology for Developing Life Tables for Sessile Insects in the Field Using the Whitefly, Bemisia tabaci, in Cotton As a Model System at JoVE.com

אנו מודים ד אשטון, בארקלי (פ'), ק' Beimfohr, פ Bojorquez, ג'יי קאנטרל, G. קסטרו, ר כריסטנסן, ג'יי פרן, ג חרה, ד מיד, ג'י אוונס, ל' Rodarte, ד Sieglaff, א Sonoqui, מ Stefanek, סטיוארט ב', ג'יי טרחו, סלייד א ו Yescas אי לקבלת סיוע טכני. תמיכה חלקית סופק על ידי חקלאי-USDA מחקר שירות, משרד החקלאות-המכון הלאומי מזון ותוכנית חקלאות סיומת IPM הדברה ניהול חלופות מיוחד פרויקטים, כותנה אינקורפורייטד, אריזונה התאחדות מגדלי כותנה, כותנה יסודות USDA-צוחק, NAPIAP (המערבי), פרוייקטים מיוחדים אזור הספר המערבי IPM.

המחברים אין לחשוף.

בדרך כלל, התפתחות החיים טבלאות עבור חרקים multivoltine עם באופן כללי חופפים דורות מוגבלות ל גישה אנכי שבו אוכלוסיה נדגמים שוב ושוב לאורך זמן וטכניקות גרפית ו מתמטיות שונות משמשות לאחר מכן להעריך את הגיוס כדי השלבים השונים, להסיק שיעורי התמותה מלשנות צפיפויות של שלבי החיים שונים2. הכוח של הגישה כאן היא כי מנווט מגבלה זו על-ידי בידוד קבוצת חרקים משותק שוויון בגילאי מתוך אוכלוסיה ואז בעקבות גורלם לאורך זמן. שיעורי התמותה יכול להיות מוערך ישירות, לא פחות חשוב, הסוכנים של תמותה זו ניתן לזהות, לפחות בתוך קטגוריות רחבות (למשל, יניקה טריפה, dislodgement).
אלו קטגוריות רחבות של התמותה יחסית קל להבחין בשטח עם עדשה X 15, אך הגורמים הספציפיים למוות בטוחים פחות. תיחום נוסף של מינים ספציפיים טורף יניקה או גורם ספציפי של dislodgement אפשרי. נאראנחו, אלסוורת13 שישמש לזיהוי מין טורף הקשורים נמדד שערי שלב ספציפי טריפה האגודה של לעיסה טורף מינים ומזג פרמטרים שונים (כמות המשקעים, מהירות הרוח) תעריפי רגרסיה מרובים על הבמה ספציפית dislodgement. הקטגוריה לא ידוע סביר לוכדת ממספר מקורות פוטנציאליים של התמותה. כך למשל, ידועים מינים רבים של צירעת האפידיוס aphelinid מארח-feed41,42. האכלה זו גורמת למותם של הפונדקאי אך לא יופיעו באותה צורה כמו טריפה (השווה איור 4F ל 4 G-4I). במהלך שנים רבות של ניצוח לוחות תמותה מעולם לא הבחנו נימפות זה יש כבר באופן מוחלט טרפו על ידי צירעת האפידיוס, אבל זה עשוי להיות שונה במערכות אחרות, עשוי להיות מקור נפרד של תמותה זה ניתן לכמת.
שלבים קריטיים בפרוטוקול כוללים זיהוי מדויק של ביצים הניח שזה עתה והתיישבו לאחרונה 1סנט לחלל לנימפות. אם אנשים מבוגרים מהם השלבים האלה סומנו, שיעורי התמותה וכתוצאה מכך יהיה מצונזרים, וכך, פחות מדויק. דיוק ועקביות של התצפיות חוזרות בעקבות הקמת עוקבה חשובים אף הם. לפעמים היקף המחקר דורשים משקיפים רבים יש צורך להשלים את המחקר. המחקרים של13,נאראנחו, אלסוורת14 היו ארבעה משקיפים הראשי והן היו כל אחד אחראי על בלוק שכפל אחד של הניסוי. ההבדלים בין משקיפים היה אז היוו דרך לחסום את הוריאציה ניתוחים סטטיסטיים. בצופים גם העניקו על בסיס קבוע כדי לצמצם הבדלים אינדיבידואליים פרשנות של שלב הפיתוח ואת נסיבות המוות. במחקרים אחרים, אדם יחיד עשה כל התצפיות29, ובכך להקטין את חוסר עקביות המבוסס על הצופה. חשוב גם להקים את גדודים בתוך חלון צר יחסית של זמן כך מזוהה אוכלוסיה נתונה אחריו בתאריכים הבאים תצפיות. בהתאם להיקף המחקר, שזה יהיה אפשרי מדדה עוקבה חניכה, אבל אז תכנון קפדני יהיה צורך להבטיח כי התצפיות שהתפתח עבור פיתוח התמותה להיות מתוזמן במרווחי זמן דומה, במיוחד אם הפיתוח היא מהירה, כל זה בשביל המין למד כאן.
מגבלה הברורה של השיטה היא כי זה אינו כולל רבייה ותמותה של השלב למבוגרים ניידים. מספר טורפים יכול לטרף פוטנציאלי למבוגרים עש ב43,44,45 עשוי להיות מקור חשוב של תמותה לא נתפס על ידי שיטה זו. רבייה, חשוב גם להבין את הדינמיקה באוכלוסייה הכללית של זן. ניתן לשלב את המידע מעבדה שנוצר על רבייה למבוגרים תלוית טמפרטורה והישרדות עם חיים המבוסס על שדה נתוני טבלה מ13שלבים ילדותי, אבל זה לא ברור עד כמה כאלה נתוני מעבדה לייצג תהליך הרבייה תחת סביבות שדה משתנה. עם מדידת וההצעות של הדינמיקה באוכלוסייה של כנימות עש יחד עם מודלים, את התוצאות בטבלה החיים הללו יכול לשמש כדי לצייר מסקנות על הגירה13העליות למבוגרים. מגבלה נוספת היא כי התמותה במהלך השלב הסורק של החרק שאינו נמדד. תמיכה במחקר עולה כי השלב סורק היא קצרה מאוד ב משך46,47 , כי שיעורי התמותה הם זניחים30. מגבלה שלישית היא כי החרקים במדגם נמצאים כולם בסמוך לחלקו העליון של הצמח. גורמים לתמותה מסוימים (טריפה, הטפילות, dislodgement) עשויות להשתנות בהתאם למיקום עם החופה. לדוגמה, טורפים או פרזיטואידים מסוימים ייתכן העדפות מיקרו-אקלים מסוים dislodgement כוחות כמו הרוח, הגשם עשוי להיות התחתון פחות חמורה של החופה. מגבלה זו ניתן להתגבר בקלות על ידי פשוט משנה את ההתפלגות של החרקים מסומנים בבירור במדגם. מגבלות אחרות מגיע עוד מחקר ופיתוח לעבר שולחן חיים מלאה יותר. מגבלות דומות נוטים להשפיע על מיני חרקים אחרים עם סגנונות חיים, התנהגויות דומות.
מגבלות נוספות כוללות חלק שיטות אנליטיות המתוארים כאן. בזמן הניתוח גורם מפתח כבר בשימוש נרחב החיים שולחן ניתוחים12, ספג ביקורת זה כמו שיטת לא מתאימות להגדרת המנגנונים מזדמנים הזה נסיעה דינמיקה של האוכלוסייה48. עם זאת, בשיתוף עם ניתוחים אחרים זה יכול לשפוך אור על שלבי החיים חשוב וכוחות התמותה אוכלוסיות החרקים והשפעתן13. צפיפות תלוית ניתוח גם נחקר על בסיס מתודולוגי והן אקולוגית, תוך תלות ישירה צפיפות משויך לפעמים האוכלוסייה רגולציה, נמשך הויכוח על הדרך הטובה ביותר למדוד ומדגימים את האפקט4 ,31,49,50,51. לבסוף ניתוחים התמותה תחליף הוא מבנה מתמטי, קשה לדעת בדיוק כמה וההצעות התמותה כוחות אינטראקציה, לפצות על כל גורם שעשוי להיות בוטלו2,11. השיטה המוצגת כאן ההנחה היא כי לא קיימת צפיפות-תלות בתמותה.
הפרוטוקולים שדה גמישים, ניתן ליישם מספר נסיבות, מספר גידולים שונים מעבר כותנה כל השלבים חרקים מעניינים הם sessile26. זה יכול להיות מיושם פשוט לתאר את מקורות ואת שיעורי התמותה עבור אוכלוסיה חרקים או יכול לשמש בהקשר ניסיוני כדי להעריך את ההשפעה של מספר רחב של גורמים על דינמיקת התמותה אוכלוסיות31,36 . לתאר שיטות אנליטיות כלליות כאן יש יישום רחב, למרות המגבלות של גורם מפתח, צפיפות-התלות וניתוחים התמותה תחליף כבר ציינו. ההכללה של רבייה למבוגרים והישרדות פתח את השדרות נוספים של ניתוחים, הבנת דרך היישום של מטריקס מודלים, הסוויטה עשיר של כלים המפרש להם היתר. לדוגמה, טבלה לחיים שלמים תאפשר היישום של גמישות ניתוח, שיטה חזקה לזיהוי איזה חיים שלבים ביותר לתרום האוכלוסייה צמיחה36,52. זה יכול לאפשר הבסיסית יותר להבין הדינמיקה באוכלוסייה של זן ו מקלה גם על זיהוי החיים אילו שלבים אולי הכי רווחי יותקף על ידי אמצעי בקרה כגון הדברה ביולוגית37. יישום של ניתוחים כאלה על עש נולד ב- could לתרום יותר חזקים אסטרטגיות ניהול במערכות המושפעות החיתוך.

החיים טבלאות הן כלי משותף עם היסטוריה ארוכה בתחום אקולוגיה1,2. טבלאות החיים הם שבעצם לוח זמנים לידות ופטירות בקרב אוכלוסיה לאורך זמן נתונים מסוג זה יכול לשמש כדי לכמת את מספר פרמטרים חשובים להבנת, חיזוי המלאכותיות. לוחות תמותה עשוי גם לספק מידע על נסיבות המוות, חשובים להבנת אינטראקציות עם מחלות וכן בפיתוח אסטרטגיות בקרה לניהול מזיקים במערכות חקלאיות וטבעי. לוחות תמותה המבוסס על שדה רבים נבנו עבור חרקים3,4,5, ניתוחים סיפקו תובנות חשובות דינמיקה, רגולציה, חיזוי של אוכלוסיות חרקים רבים מנוהל, מערכות טבעיות6,7,8,9,10,11,12,13,14. הטבלה החיים המונח משמש גם לעתים קרובות לתיאור במחקרי מעבדה מבוסס במידה רבה לבחון לוחות זמנים של לידות ופטירות אבל בתנאים מלאכותיים אינם חושפים את החרק התמותה הטבעית כוחות ולא מציאותי משתנים סביבתיים. באופן כללי, המטרה במחקרי מעבדה היא להעריך את הפוטנציאל biotic השוואתית של זן. המוקד של השיטות המתוארות כאן הוא עבור שדה המבוסס על חקירות המגדירים הבין את הפוטנציאל ביחס לסביבה.
לוחות תמותה שניתן לאפיין אופקי, שבו עמית אמיתי של אנשים בגילאי שווים עוקבים מתחילת חייהם עד מוות, או אנכי, איפה נלקחים דגימות בתדירות גבוהה לאורך זמן של אוכלוסיה עם מבנה גיל יציב בדוי אז המחירים חיוני הן להסיק מן גדודים מתמטית שלא נבנה2,15. הסוג של הטבלה החיים ניתן לפרוס תלוי באופי של החרק. לעיתים קרובות ניתן לפתח לוחות תמותה אופקי עבור חרקים univoltine (דור אחד בשנה), ואילו גישה כזו יכולה להיות מאוד מאתגרת עבור חרק multivoltine מרובה, נרחב חופפים דורות בכל שנה. שורה של שיטות אנליטיות יש כבר הציע, השתמשו לפתח לוחות תמותה אנכי עבור אוכלוסיות חרקים (ראה Southwood2 דוגמאות). המתודולוגיה המודגמות כאן מאפשרת התפתחות החיים עוקבה מבוסס, אופקי טבלאות בשדה עבור חרקים multivoltine עם מאפיינים ספציפיים על החיים, בעיקר, הנוכחות של החיים sessile בשלבים. השיטה הוא הפגין עבור נודניק מפתח כותנה כמערכת מודל.
כנימת עש הטבק, כנימת עש הטבק biotype B (= כנימת argentifolii, 1 קטין במזרח התיכון-אסיה16) הוא נודניק הכללית של החקלאות משפיעה באופן שלילי תפוקה ואיכות אגרונומית, הגננות גידולים חקלאיים רבים, כולל מוגן ומערכות חקלאיות באזורים ממוזגים17. השפעות להתרחש עקב שיפה האכלה זה משבש את זרימת החומרים המזינים, הפרעות של אטיולוגיה לא ידועה הנגרמת על ידי האכלה נטפלים, שידור של רבים צמח ווירוסים יבול באיכות אפקטים עקב בתצהיר של טל18,19 . החרק המארחת רחב טווח, הוא multivoltine, שיש רבים כמו 12-13 דורות בשנה בהתאם לאזור משאבי מזון זמין20. באתגרי ניהול גם הם בעיקר בשל הפוטנציאל הרבייה גבוהה, יכולתה לפזר ולהעביר בתוך ובין מערכות חקלאיות, חוסר של שלב השבתה הדרגתית (תרדמה ואסטרטגיה או estivation) והמחיקה שלו לפתח במהירות עמידות הדברה המשמש לדיכוי21,22.
התקדמות ניכרת נעשתה בפיתוח אסטרטגיות ניהול (IPM) הדברה משולבת לנהל בצורה יעילה וכלכלית אוכלוסיות של המזיק הזה מושפעת יבולים23,24,25. מערכות ניהול אלו שהתבססו על הבנה בסיסי צליל של הדינמיקה באוכלוסייה של עש דרב , לוחות תמותה היה טכניקה מפתח שאפשרו הבנה זו. באריזונה, טבלאות החיים אפשרו את הערכה וזיהוי של כוחות התמותה חשוב עבור עש ב 13,מערכות חיתוך מספר26, אפשרו מידת התמותה dynamics שיחסית אליה אסטרטגיות ניהול כולל-יעד השפעת קוטלי חרקים14, סיפק אמצעי להערכת ההשפעות האפשריות-יעד פונקציונלי של כותנה מהונדסת עם ייצור חלבונים חרקים27, תומך קפדני ההערכה הדברה ביולוגית קלאסית תוכנית28 (נאראנחו, נתונים שלא פורסמו) עזר כדי לחקור את ההשפעות השוואתית של ההשפעות מלמעלה, מלמטה למעלה על המזיק dynamics29. כל היישומים הללו יש לפרוס את המתודולוגיה המתוארת כאן. הגישה עשוי להיות יעיל עבור המחקר של אוכלוסיית החרקים אקולוגיה במספר מערכות טבעיות מנוהלים.

<table><tbody><tr><td>Flagging tape</td><td>Gempler, Janesville, Wisconsin USA</td><td>52273</td><td>Five colors</td></tr><tr><td>Manila merchandise tags</td><td>American Tag Company, Pico Rivera, California USA</td><td>12-104</td><td></td></tr><tr><td>Ultra fine point marker</td><td>Sanford, Bellwood, Illinois, USA</td><td>451898</td><td>Available at Office Max, Amazon</td></tr><tr><td>Peak Loupe 8X</td><td>Adorama, New York, NY USA</td><td>2018</td><td></td></tr><tr><td>Peak Loupe 15X</td><td>Adorama, New York, NY USA</td><td>19621</td><td></td></tr></tbody></table>

methodology for developing life tables for sessile insects in the field using the whitefly, bemisia tabaci, in cotton as a model system

לוחות תמותה מספקים לכמת את לוחות הזמנים של לידה ומוות של אוכלוסיות לאורך זמן. הם גם יכול לשמש כדי לכמת את מקורות ואת שיעורי התמותה בקרב אוכלוסיות, ובו מגוון של יישומים באקולוגיה, כולל מערכות אקולוגיות חקלאיים. חיים אופקי, או עוקבה מבוסס, טבלאות מספקות עבור שיטת הכי ישירה ומדויקת לכמת אוכלוסייה חיוני המחירים בגלל שהם פועלים קבוצה של יחידים באוכלוסייה מלידה למוות. . הנה, פרוטוקולים מוצגים ניצוח וניתוח טבלאות עוקבה מבוסס החיים בשטח כי מנצל הטבע sessile על שלבי החיים ילדותי נודניק חרקים גלובלית, כנימת עש הטבק. חרקים בודדים נמצאים בצד התחתון של העלים כותנה, מסומנים על ידי ציור מעגל קטן סביב החרק עם עט רעיל. החרק ואז ניתן לראות שוב ושוב לאורך זמן בעזרת היד עדשות למדוד פיתוח משלב אחד למשנהו, וכן לזיהוי שלב ספציפי גורם המוות הקשורים עם כוחות טבעיים והציג התמותה. ניתוחים מסבירים איך מודדים כראוי התמותה מספר כוחות המעשה הזה contemporaneously בתוך כל שלב וכיצד להשתמש נתונים כאלה כדי לספק מדדים דינמי אוכלוסייה משמעותי. השיטה לא ישירות בחשבון הישרדות למבוגרים, רבייה, אשר מגביל את היסק כדי הדינמיקה של שלבים לא בוגר. לדוגמה מוצג המתמקדים מדידת השפעת מלמטה למעלה (איכות הצמח) ואפקטים מלמעלה-למטה (אויבים טבעיים) על הדינמיקה התמותה של עש נולד ב- במערכת כותנה.

Watch this Scientific Journal Video about Methodology for Developing Life Tables for Sessile Insects in the Field Using the Whitefly, Bemisia tabaci, in Cotton As a Model System at JoVE.com

Methodology for Developing Life Tables for Sessile Insects in the Field Using the Whitefly, Bemisia tabaci, in Cotton As a Model System

לוחות תמותה לאפשר כימות של מקורות ושיעורי התמותה בקרב אוכלוסיות החרקים ולתרום להבנת, חיזוי, מניפולציה הדינמיקה באוכלוסייה של agroecosystems. שיטות ביצוע וניתוח טבלאות עוקבה מבוסס החיים בשדה של חרק עם חיים לא בוגר sessile שלבים מוצגים.

מתודולוגיית פיתוח טבלאות החיים עבור חרקים Sessile בשימוש השדה כנימת עש הטבק, כנימת עש הטבק, כותנה כמו מערכת מודל

Life tables provide a means of measuring the schedules of birth and death from populations over time. They also can be used to quantify the sources and ...

methodology-for-developing-life-tables-for-sessile-insects-field

Nanyang Technological University

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Statistics

Environment

Unit 1

Methodology for Developing Life Tables for Sessile Insects in the Field Using the Whitefly, Bemisia tabaci, in Cotton As a Model System

Survival Analysis

SCIENTISTS IN ACTION

11.8K Views.  USDA-ARS, Arid-Land Agricultural Research Center. לוחות תמותה לאפשר כימות של מקורות ושיעורי התמותה בקרב אוכלוסיות החרקים ולתרום להבנת, חיזוי, מניפולציה הדינמיקה באוכלוסייה של agroecosystems. שיטות ביצוע וניתוח טבלאות עוקבה מבוסס החיים בשדה של חרק עם חיים לא בוגר sessile שלבים מוצגים.

Video: Methodology for Developing Life Tables for Sessile Insects in the Field Using the Whitefly, Bemisia tabaci, in Cotton As a Model System

A Method for Evaluating Insecticide Efficacy against Bed Bug, Cimex lectularius, Eggs and First Instars

Standard toxicity evaluations of insecticides against insect pests are primarily conducted on adult insects. Evaluations are based on a dose-response or concentration-response curve, where mortality increases as the dose or concentration of an insecticide is increased. Standard lethal concentration (LC50) and lethal dose (LD50) tests that result in 50% mortality of a test population can be challenging for evaluating toxicity of insecticides against non-adult insect life stages, such as eggs and early instar or nymphal stages. However, this information is essential for understanding insecticide efficacy in all bed bug life stages, which affects control and treatment efforts. This protocol uses a standard dipping bioassay modified for bed bug eggs and a contact insecticidal assay for treating nymphal first instars. These assays produce a concentration-response curve to further quantify LC50 values for insecticide evaluations.

A Method for Evaluating Insecticide Efficacy against Bed Bug,  Cimex lectularius, Eggs and First Instars

Insecticide evaluations are often targeted against adult insects, rather than immature stages. Here, we present a protocol for evaluating insecticides against bed bug eggs with a comparison to the first nymphal bed bug stage. These protocols could be adjusted for other insects to evaluate insecticide efficacy in non-adult life stages.

שיטה להערכת יעילות הדברה נגד פשפש מיטה,<em&gt; Cimex lectularius</em&gt;, ביצים ראשית Instars

Standard toxicity evaluations of insecticides against insect pests are primarily conducted on adult insects. Evaluations are based on a dose-response or ...

Determining the Egg Fertilization Rate of Bemisia tabaci Using a Cytogenetic Technique

A few species of sap-sucking whiteflies are some of the most damaging terrestrial pests worldwide because of the crop damage they inflict and plant viruses they vector. Despite numerous studies of the biology of these species in different environments, a key life history parameter, offspring sex ratios, has received little attention, yet is important for predicting population dynamics. The primary sex ratio (sex ratio at oviposition) of Bemisia tabaci has never been reported but can be found by determining the egg fertilization rate of this haplodiploid insect. The technique involves the dechorionation of eggs with bleach, a series of fixation steps, and the application of the general DNA fluorescent stain, DAPI (4&#8242;,6-diamidino-2-phenylindole, a DNA-binding fluorescent dye), to bind to female and male pronuclei. Here, we present the technique, and an example of its application, to test whether an endosymbiotic bacterium, Rickettsia sp. nr. bellii, influenced the primary sex ratio of B. tabaci. This method may assist in population studies of whiteflies, or in determining if sex allocation exists with certain environmental stimuli.

Determining the Egg Fertilization Rate of Bemisia tabaci Using a Cytogenetic Technique

We present a simple cytogenetic technique using 4&#8242;,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) to determine the fertilization rate and primary sex ratio of the haplodiploid invasive pest Bemisia tabaci.

קביעת שיעור הפריה הביצית של כנימת עש הטבק בטכניקה Cytogenetic

A few species of sap-sucking whiteflies are some of the most damaging terrestrial pests worldwide because of the crop damage they inflict and plant ...

Genetics

A Loop-mediated Isothermal Amplification (LAMP) Assay for Rapid Identification of Bemisia tabaci

The whitefly Bemisia tabaci (Gennadius) is an invasive pest of considerable importance, affecting the production of vegetable and ornamental crops in many countries around the world. Severe yield losses are caused by direct feeding, and even more importantly, also by the transmission of more than 100 harmful plant pathogenic viruses. As for other invasive pests, increased international trade facilitates the dispersal of B. tabaci to areas beyond its native range. Inspections of plant import products at points of entry such as seaports and airports are, therefore, seen as an important prevention measure. However, this last line of defense against pest invasions is only effective if rapid identification methods for suspicious insect specimens are readily available. Because the morphological differentiation between the regulated B. tabaci and close relatives without quarantine status is difficult for non-taxonomists, a rapid molecular identification assay based on the loop-mediated isothermal amplification (LAMP) technology has been developed. This publication reports the detailed protocol of the novel assay describing rapid DNA extraction, set-up of the LAMP reaction, as well as interpretation of its read-out, which allows identifying B. tabaci specimens within one hour. Compared to existing protocols for the detection of specific B. tabaci biotypes, the developed method targets the whole B. tabaci species complex in one assay. Moreover the assay is designed to be applied on-site by plant health inspectors with minimal laboratory training directly at points of entry. Thorough validation performed under laboratory and on-site conditions demonstrates that the reported LAMP assay is a rapid and reliable identification tool, improving the management of B. tabaci.

A Loop-mediated Isothermal Amplification LAMP Assay for Rapid Identification of Bemisia tabaci

This paper reports the protocol for a rapid identification assay for Bemisia tabaci based on loop-mediated isothermal amplification (LAMP) technology. The protocol requires minimal laboratory training and can, therefore, be implemented on-site at points of entry for plant imports such as seaports and airports.

בתיווך לולאה Assay איזותרמי הגברה (מנורה), עבור זיהוי מהיר של כנימת עש הטבק

The whitefly Bemisia tabaci (Gennadius) is an invasive pest of considerable importance, affecting the production of vegetable and ornamental crops in many ...

Bioassays for Monitoring Insecticide Resistance

Pest resistance to pesticides is an increasing problem because pesticides are an integral part of high-yielding production agriculture. When few products are labeled for an individual pest within a particular crop system, chemical control options are limited. Therefore, the same product(s) are used repeatedly and continual selection pressure is placed on the target pest. There are both financial and environmental costs associated with the development of resistant populations. The cost of pesticide resistance has been estimated at approximately $ 1.5 billion annually in the United States. This paper will describe protocols, currently used to monitor arthropod (specifically insects) populations for the development of resistance. The adult vial test is used to measure the toxicity to contact insecticides and a modification of this test is used for plant-systemic insecticides. In these bioassays, insects are exposed to technical grade insecticide and responses (mortality) recorded at a specific post-exposure interval. The mortality data are subjected to Log Dose probit analysis to generate estimates of a lethal concentration that provides mortality to 50% (LC50) of the target populations and a series of confidence limits (CL's) as estimates of data variability. When these data are collected for a range of insecticide-susceptible populations, the LC50 can be used as baseline data for future monitoring purposes. After populations have been exposed to products, the results can be compared to a previously determined LC50 using the same methodology.

This manuscript demonstrates and discusses techniques used to survey pesticide susceptibility and detect resistance to contact and systemic pesticides in arthropod pests.

Bioassays עבור ההתנגדות הדברה ניטור

Pest resistance to pesticides is an increasing problem because pesticides are an integral part of high-yielding production agriculture. When few products ...

Biology

Protocols for Investigating the Host-tissue Distribution, Transmission-mode, and Effect on the Host Fitness of a Densovirus in the Cotton Bollworm

Many novel viruses have been discovered in animal hosts using next-generation sequencing technologies. Previously, we reported a mutualistic virus, Helicoverpa armigera densovirus (HaDV2), in a lepidopteran species, the cotton bollworm, Helicoverpa armigera (Hubner). Here, we describe the protocols that are currently used to study the effect of HaDV2 on its host. First, we establish a HaDV2-free cotton bollworm colony from a single breeding pair. Then, we orally inoculate some neonate larval offspring with HaDV2-containing filtered liquid to produce two colonies with the same genetic background: one HaDV2-infected, the other uninfected. A protocol to compare life table parameters (e.g., larval, pupal, and adult periods and fecundity) between the HaDV2-infected and -uninfected individuals is also presented, as are the protocols for determining the host-tissue distribution and transmission efficiency of HaDV2. These protocols would also be suitable for investigating the effects of other orally transmitted viruses on their insect hosts, lepidopteran hosts in particular.

Here, we present a protocol to investigate the host-tissue distribution, transmission mode, and effect on the host fitness of a densovirus within a lepidopteran species, the cotton bollworm. This protocol can also be used for studying the interaction between other orally-transmitted viruses and their insect hosts.

פרוטוקולים לחקירת הפצת Host-הרקמה, הילוכים-mode, ואת ההשפעה על כושר Host של Densovirus ב bollworm הכותנה

Many novel viruses have been discovered in animal hosts using next-generation sequencing technologies. Previously, we reported a mutualistic virus, ...

Immunology and Infection

Transmitting Plant Viruses Using Whiteflies

Whiteflies, Hemiptera: Aleyrodidae, Bemisia tabaci, a complex of morphologically indistinquishable species5, are vectors of many plant viruses. Several genera of these whitefly-transmitted plant viruses (Begomovirus, Carlavirus, Crinivirus, Ipomovirus, Torradovirus) include several hundred species of emerging and economically significant pathogens of important food and fiber crops (reviewed by9,10,16). These viruses do not replicate in their vector but nevertheless are moved readily from plant to plant by the adult whitefly by various means (reviewed by2,6,7,9,10,11,17). For most of these viruses whitefly feeding is required for acquisition and inoculation, while for others only probing is required. Many of these viruses are unable or cannot be easily transmitted by other means. Therefore maintenance of virus cultures, biological and molecular characterization (identification of host range and symptoms)3,13, ecology2,12, require that the viruses be transmitted to experimental hosts using the whitefly vector. In addition the development of new approaches to management, such as evaluation of new chemicals14 or compounds15, new cultural approaches1,4,19, or the selection and development of resistant cultivars7,8,18, requires the use of whiteflies for virus transmission. The use of whitefly transmission of plant viruses for the selection and development of resistant cultivars in breeding programs is particularly challenging7. Effective selection and screening for resistance employs large numbers of plants and there is a need for 100% of the plants to be inoculated in order to find the few genotypes which possess resistance genes. These studies use very large numbers of viruliferous whiteflies, often several times per year.
Whitefly maintenance described here can generate hundreds or thousands of adult whiteflies on plants each week, year round, without the contamination of other plant viruses. Plants free of both whiteflies and virus must be produced to introduce into the whitefly colony each week. Whitefly cultures must be kept free of whitefly pathogens, parasites, and parasitoids that can reduce whitefly populations and/or reduce the transmission efficiency of the virus. Colonies produced in the manner described can be quickly scaled to increase or decrease population numbers as needed, and can be adjusted to accommodate the feeding preferences of the whitefly based on the plant host of the virus.
There are two basic types of whitefly colonies that can be maintained: a nonviruliferous and a viruliferous whitefly colony. The nonviruliferous colony is composed of whiteflies reared on virus-free plants and allows the weekly availability of whiteflies which can be used to transmit viruses from different cultures. The viruliferous whitefly colony, composed of whiteflies reared on virus-infected plants, allows weekly availability of whiteflies which have acquired the virus thus omitting one step in the virus transmission process.

Improving our understanding of and our ability to manage many of the insect-transmitted plant viruses requires the use of the vector. Insect transmission of plant viruses is a tritrophic interaction, and as such requires the manipulation of insects, virus, and plant. Vectors must be reared in large numbers and manipulated in such a way as to insure high rates of transmission to test plants. The basics of rearing and manipulating the whitefly, Bemisa tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae), a vector of plant viruses belonging to several emerging plant virus genera, representing a large number of economically significant viruses is presented.

וירוסי צמח באמצעות העברת Whiteflies

Whiteflies, Hemiptera: Aleyrodidae, Bemisia tabaci, a complex of morphologically indistinquishable species5, are vectors of many plant viruses. Several ...

Localization and Quantification of Begomoviruses in Whitefly Tissues by Immunofluorescence and Quantitative PCR

Begomoviruses (genus Begomovirus, family Geminiviridae) are transmitted by whiteflies of the Bemisia tabaci complex in a persistent, circulative manner. Considering the extensive damage caused by begomoviruses to crop production worldwide, it is imperative to understand the interaction between begomoviruses and their whitefly vector. To do so, localization and quantification of the virus in the vector tissues is crucial. Here, using tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) as an example, we describe a detailed protocol to localize begomoviruses in whitefly midguts, primary salivary glands, and ovaries by immunofluorescence. The method is based on the use of specific antibodies against a virus coat protein, dye-labeled secondary antibodies, and a confocal microscope. The protocol can also be used to colocalize begomoviral and whitefly proteins. We further describe a protocol for the quantification of TYLCV in whitefly midguts, primary salivary glands, hemolymph, and ovaries by quantitative PCR (qPCR). Using primers specifically designed for TYLCV, the protocols for quantification allow the comparison of the amount of TYLCV in different tissues of the whitefly. The described protocol is potentially useful for the quantification of begomoviruses in the body of a whitefly and a virus-infected plant. These protocols can be used to analyze the circulation pathway of begomoviruses in the whitefly or as a complement to other methods to study whitefly-begomovirus interactions.

We describe an immunofluorescence and quantitative PCR method for the localization and quantification of begomoviruses in insect tissues. The immunofluorescence protocol can be used to colocalize viral and vector proteins. The quantitative PCR protocol can be extended to quantify viruses in whole whitefly bodies and virus-infected plants.

לוקליזציה וקוונפיקציה של וירוסים באגאוטיות ברקמות Whitefly על ידי Immunofluorescence ו-PCR כמותי

Begomoviruses (genus Begomovirus, family Geminiviridae) are transmitted by whiteflies of the Bemisia tabaci complex in a persistent, circulative manner. ...

Methods for the Extraction of Endosymbionts from the Whitefly Bemisia tabaci

Bacterial symbionts form an intimate relationship with their hosts and confer advantages to the hosts in most cases. Genomic information is critical to study the functions and evolution of bacterial symbionts in their host. As most symbionts cannot be cultured in vitro, methods to isolate an adequate quantity of bacteria for genome sequencing are very important. In the whitefly Bemisia tabaci, a number of endosymbionts have been identified and are predicted to be of importance in the development and reproduction of the pests through multiple approaches. However, the mechanism underpinning the associations remains largely unknown. The obstacle partially comes from the fact that the endosymbionts in whitefly, mostly restrained in bacteriocytes, are hard to separate from the host cells. Here we report a step-by-step protocol for the identification, extraction and purification of endosymbionts from the whitefly B. tabaci mainly by dissection and filtration. Endosymbiont samples prepared by this method, although still a mixture of different endosymbiont species, are suitable for subsequent genome sequencing and analysis of the possible roles of endosymbionts in B. tabaci. This method may also be used to isolate endosymbionts from other insects.

Methods for the Extraction of Endosymbionts from the Whitefly Bemisia tabaci

Here, we present a protocol to isolate endosymbionts from the whitefly Bemisia tabaci through dissection and filtration. After amplification, the DNA samples are suitable for subsequent sequencing and study of the mutualism between endosymbionts and whitefly.

שיטות להפקת endosymbionts מן Whitefly<em&gt; Bemisia Tabaci</em

Bacterial symbionts form an intimate relationship with their hosts and confer advantages to the hosts in most cases. Genomic information is critical to ...

Topical Application Bioassay to Quantify Insecticide Toxicity for Mosquitoes and Fruit Flies

The continued use of insecticides for public health and agriculture has led to widespread insecticide resistance and hampering of control methods. Insecticide resistance surveillance of mosquito populations is typically done through Centers for Disease Control and Prevention (CDC) bottle bioassays or World Health Organization (WHO) tube tests. However, these methods can result in a high degree of variability in mortality data due to variable insecticide contact with&#160;the insect, the relatively small numbers of organisms tested, extensive variation in mass between populations, and constantly changing environmental conditions, leading to variable outcomes. This paper presents the topical application bioassay, adapted as a high-throughput phenotypic bioassay for both mosquitoes and fruit flies, to test large numbers of insects along&#160;a range of insecticide concentrations.
This assay 1) ensures consistent treatment and insecticide contact with every organism, 2) produces highly specific dose-response curves that account for differences in average mass between strains and sexes (which is particularly important for field-collected organisms), and 3) allows for the calculation of statistically rigorous median lethal doses (LD50), which are necessary for resistance ratio comparisons-an alternative surveillance approach from diagnostic dose mortality, which is also used for larvicide resistance surveillance. This assay will be a complementary tool for accurately phenotyping mosquito populations and, as illustrated using fruit flies, is easily adaptable for use with other insects. We argue that this assay will help fill the gap between genotypic and phenotypic insecticide resistance in multiple insect species.

We describe the methodology and importance of the topical application bioassay to measure insecticide susceptibility in mosquitoes and fruit flies. The presented assay is high-throughput, utilizes insect mass-thus allowing for calculating a mass-relativized lethal dose instead of concentration-and likely has lower variability than other similar methods.

יישום אקטואלי Bioassay כדי לכמת רעילות קוטל חרקים עבור יתושים וזבובי פירות

The continued use of insecticides for public health and agriculture has led to widespread insecticide resistance and hampering of control methods. ...

הערכת השפעות פיטוכימיות על Helicoverpa armigera באמצעות בדיקת האכלה

Developing a Feeding Assay System for Evaluating the Insecticidal Effect of Phytochemicals on Helicoverpa armigera

Helicoverpa armigera, a lepidopteran insect, is a polyphagous pest with a worldwide distribution. This herbivorous insect is a threat to plants and agricultural productivity. In response, plants produce several phytochemicals that negatively impact the insect's growth and survival. This protocol demonstrates an obligate feeding assay method to evaluate the effect of a phytochemical (quercetin) on insect growth, development, and survival. Under controlled conditions, the neonates were maintained until the second instar on a pre-defined artificial diet. These second-instar larvae were allowed to feed on a control and quercetin-containing artificial diet for 10 days. The insects' body weight, developmental stage, frass weight, and mortality were recorded on alternate days. The change in body weight, the difference in feeding pattern, and developmental phenotypes were evaluated throughout the assay time. The described obligatory feeding assay simulates a natural mode of ingestion and can be scaled up to a large number of insects. It permits one to analyze phytochemicals' effect on the growth dynamics, developmental transition, and overall fitness of H. armigera. Furthermore, this setup can also be utilized to evaluate alterations in nutritional parameters and digestive physiology processes. This article provides a detailed methodology for feeding assay systems, which may have applications in toxicological studies, insecticidal molecule screening, and understanding chemical effects in plant-insect interactions.

מחבר זרקור: התפתחות ואתגרים של בדיקות האכלה להדברת חרקים 

This protocol describes the obligate feeding assay to evaluate the potentially toxic effect of a phytochemical on the lepidopteran insect larvae. This is a highly scalable insect bioassay, easy to optimize the sublethal and lethal dose, deterrent activity, and physiological effect. This could be used for screening eco-friendly insecticides.

פיתוח מערכת בדיקת האכלה להערכת ההשפעה קוטלת החרקים של פיטוכימיקלים על Helicoverpa armigera

Helicoverpa armigera, a lepidopteran insect, is a polyphagous pest with a worldwide distribution. This herbivorous insect is a threat to plants and ...

מתודולוגיית פיתוח טבלאות החיים עבור חרקים Sessile בשימוש השדה כנימת עש הטבק, כנימת עש הטבק, כותנה כמו מערכת מודל

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

שיטה להערכת יעילות הדברה נגד פשפש מיטה,