מחקר זה נתמך על ידי 109-2313-B-005 -048 -MY3 ממשרד המדע והטכנולוגיה (MOST).

Optimized Bioassay for Entomopathogenic Fungi Against Mustard Aphid

<ol>
	<li>Ghosh, S., Roy, A., Chatterjee, A., Sikdar, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+regional+wind+circulation+and+meteorological+factors+on+long-range+migration+of+mustard+aphids+over+indo-gangetic+plain.">Effect of regional wind circulation and meteorological factors on long-range migration of mustard aphids over indo-gangetic plain.</a> Scientific Reports. 9, 5626 (2019).</li><li>Dhillon, M. K., Singh, N., Yadava, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preventable+yield+losses+and+management+of+mustard+aphid,+Lipaphis+erysimi+(Kaltenbach)+in+different+cultivars+of+Brassica+juncea(L.)+Czern+&amp;+Coss.">Preventable yield losses and management of mustard aphid, Lipaphis erysimi (Kaltenbach) in different cultivars of Brassica juncea(L.) Czern &amp; Coss.</a> Crop Protection. 161, 106070 (2022).</li><li>Huang, F., Hao, Z., Yan, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+oilseed+rape+seed+treatment+with+imidacloprid+on+survival,+feeding+behavior,+and+detoxifying+enzymes+of+mustard+aphid,+lipaphis+erysimi.">Influence of oilseed rape seed treatment with imidacloprid on survival, feeding behavior, and detoxifying enzymes of mustard aphid, lipaphis erysimi.</a> Insects. 10 (5), 144 (2019).</li><li>Mannino, M. C., Huarte-Bonnet, C., Davyt-Colo, B., Pedrini, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+the+insect+cuticle+the+only+entry+gate+for+fungal+infection?+insights+into+alternative+modes+of+action+of+entomopathogenic+fungi.">Is the insect cuticle the only entry gate for fungal infection? insights into alternative modes of action of entomopathogenic fungi.</a> Journal of Fungi. 5 (2), 33 (2019).</li><li>Bamisile, B. S., Akutse, K. S., Siddiqui, J. A., Xu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Model+application+of+entomopathogenic+fungi+as+alternatives+to+chemical+pesticides:+prospects,+challenges,+and+insights+for+next-generation+sustainable+agriculture.">Model application of entomopathogenic fungi as alternatives to chemical pesticides: prospects, challenges, and insights for next-generation sustainable agriculture.</a> Frontiers in Plant Science. 12, 741804 (2021).</li><li>Scorsetti, A. C., Humber, R. A., Garcia, J. J., Lopez Lastra, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+occurrence+of+entomopathogenic+fungi+(Zygomycetes:+Entomophthorales)+of+aphid+(Hemiptera:+Aphididae)+pests+of+horticultural+crops+in+Argentina.">Natural occurrence of entomopathogenic fungi (Zygomycetes: Entomophthorales) of aphid (Hemiptera: Aphididae) pests of horticultural crops in Argentina.</a> Biocontrol. 52, 641-655 (2007).</li><li>Liu, Y. C., Ni, N. T., Chang, J. C., Li, Y. H., Lee, M. R., Kim, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+and+selection+of+entomopathogenic+fungi+from+soil+samples+and+evaluation+of+fungal+virulence+against+insect+pests.">Isolation and selection of entomopathogenic fungi from soil samples and evaluation of fungal virulence against insect pests.</a> Journal of Visualized Experiments. 175, e62882 (2021).</li><li>Francis, F., Fingu-Mabola, J. C., Fekih, I. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+and+endophytic+effects+of+fungal+entomopathogens+for+sustainable+aphid+control:+a+review.">Direct and endophytic effects of fungal entomopathogens for sustainable aphid control: a review.</a> Agriculture. 12 (12), 2081 (2022).</li><li>Simon, J., Peccoud, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+evolution+of+aphid+pests+in+agricultural+environments.">Rapid evolution of aphid pests in agricultural environments.</a> Current Opinion in Insect Science. 26, 17-24 (2018).</li><li>Ujjan, A. A., Shahzad, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+Entomopathogenic+Fungi+for+the+Control+of+Mustard+Aphid+(Lipaphis+erysimi)+on+canola+(Brassica+napus+L).">Use of Entomopathogenic Fungi for the Control of Mustard Aphid (Lipaphis erysimi) on canola (Brassica napus L).</a> Pakistan Journal of Botany. 44 (6), 2081-2086 (2012).</li><li>Sajid, M., Bashir, N. H., Batool, Q., Munir, I., Bilal, M., Jamal, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-vitro+evaluation+of+biopesticides+(Beauveria+bassiana,+Metarhizium+anisopliae,+Bacillus+thuringiensis)+against+mustard+aphid+Lipaphis+erysimi+kalt.+(Hemiptera:+Aphididae).">In-vitro evaluation of biopesticides (Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, Bacillus thuringiensis) against mustard aphid Lipaphis erysimi kalt. (Hemiptera: Aphididae).</a> Journal of Entomology and Zoology Studies. 5 (6), 331-335 (2017).</li><li>Paschapur, A. U., Subbanna, A. R. N. S., Singh, A. K., Jeevan, B., Stanley, J., Rajashekara, H., Mishra, K. K., Koti, P. S., Kant, L., Pattanayak, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alternaria+alternata+strain+VLH1:+a+potential+entomopathogenic+fungus+native+to+North+Western+Indian+Himalayas.">Alternaria alternata strain VLH1: a potential entomopathogenic fungus native to North Western Indian Himalayas.</a> Egyptian Journal of Biological Pest Control. 32, 138 (2022).</li><li>Miohammed, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lecanicillium+muscarium+and+Adalia+bipunctata+combination+for+the+control+of+black+bean+aphid,+Aphis+fabae.">Lecanicillium muscarium and Adalia bipunctata combination for the control of black bean aphid, Aphis fabae.</a> Biocontrol. 63, 277-287 (2018).</li><li>Thaochan, N., Ngampongsai, A., Prabhakar, C. S., Hu, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beauveria+bassiana+PSUB01+simultaneously+displays+biocontrol+activity+against+Lipaphis+erysimi+(Kalt.)+(Hemiptera:+Aphididae)+and+promotes+plant+growth+in+Chinese+kale+under+hydroponic+growing+conditions.">Beauveria bassiana PSUB01 simultaneously displays biocontrol activity against Lipaphis erysimi (Kalt.) (Hemiptera: Aphididae) and promotes plant growth in Chinese kale under hydroponic growing conditions.</a> Biocontrol Science and Technology. 31 (10), 997-1015 (2021).</li><li>Mseddi, J., Farhat-Touzri, D. B., Azzouz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selection+and+characterization+of+thermotolerant+Beauveria+bassiana+isolates+and+with+insecticidal+activity+against+the+cotton-melon+aphid+Aphis+gossypii+(Glover)+(Hemiptera:+Aphididae).">Selection and characterization of thermotolerant Beauveria bassiana isolates and with insecticidal activity against the cotton-melon aphid Aphis gossypii (Glover) (Hemiptera: Aphididae).</a> Pest Management Science. 78 (6), 2183-2195 (2022).</li><li>Butt, T. M., Ibrahim, L., Clark, S. J., Beckett, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+germination+behaviour+of+Metarhizium+anisopliae+on+the+surface+of+aphid+and+flea+beetle+cuticles.">The germination behaviour of Metarhizium anisopliae on the surface of aphid and flea beetle cuticles.</a> Mycological Research. 99 (8), 945-950 (1995).</li><li>Ullah, S., Raza, A. B. M., Alkafafy, M., Sayed, S., Hamid, M. I., Majeed, M. Z., Riaz, M. A., Gaber, N. M., Asim, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation,+identification+and+virulence+of+indigenous+entomopathogenic+fungal+strains+against+the+peach-potato+aphid,+Myzus+persicae+Sulzer+(Hemiptera:+Aphididae),+and+the+fall+armyworm,+Spodoptera+frugiperda+(J.E.+Smith)+(Lepidoptera:+Noctuidae).">Isolation, identification and virulence of indigenous entomopathogenic fungal strains against the peach-potato aphid, Myzus persicae Sulzer (Hemiptera: Aphididae), and the fall armyworm, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae).</a> Egyptian Journal of Biological Pest Control. 32, 2 (2022).</li><li>Yokomi, R. K., Gottwald, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Virulence+of+Verticillium+lecanii+Isolates+in+Aphids+Determined+by+Detached-leaf+Bioassay.">Virulence of Verticillium lecanii Isolates in Aphids Determined by Detached-leaf Bioassay.</a> Journal of Inbertebrate Pathology. 51, 250-258 (1988).</li><li>Vu, V. H., Hong, S. I., Kim, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selection+of+entomopathogenic+fungi+for+aphid+control.">Selection of entomopathogenic fungi for aphid control.</a> Journal of Bioscience and Bioengineering. 104 (6), 498-505 (2007).</li><li>Vandenberg, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardized+bioassay+and+screening+of+beauveria+bassiana+and+paecilomyces+fumosoroseus+against+the+russian+wheat+aphid+(homoptera:+aphididae).">Standardized bioassay and screening of beauveria bassiana and paecilomyces fumosoroseus against the russian wheat aphid (homoptera: aphididae).</a> Journal of Economic Entomology. 89 (6), 1418-1423 (1996).</li><li>Lu, W. N., Wu, Y. T., Kuo, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+species-specific+primers+for+the+identification+of+aphids+in+Taiwan.">Development of species-specific primers for the identification of aphids in Taiwan.</a> Applied Entomology and Zoology. 43 (1), 91-96 (2008).</li><li>Liu, Y. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+and+selection+of+entomopathogenic+fungi+from+soil+samples+and+evaluation+of+fungal+virulence+against+insect+pests.">Isolation and selection of entomopathogenic fungi from soil samples and evaluation of fungal virulence against insect pests.</a> Journal of Visualized Experiments. 175, e62882 (2021).</li><li>Menger, J., Beauzay, P., Chirumamilla, A., Dierks, C., Gavloski, J., Glogoza, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implementation+of+a+diagnostic-concentration+bioassay+for+detection+of+susceptibility+to+pyrethroids+in+soybean+aphid+(hemiptera:+aphididae).">Implementation of a diagnostic-concentration bioassay for detection of susceptibility to pyrethroids in soybean aphid (hemiptera: aphididae).</a> Journal of Economic Entomology. 113 (2), 932-939 (2020).</li><li>Zhang, R., Chen, J., Jiang, L., Qiao, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+genes+expression+difference+between+winged+and+wingless+bird+cherry-oat+aphid+Rhopalosiphum+padi+based+on+transcriptomic+data.">The genes expression difference between winged and wingless bird cherry-oat aphid Rhopalosiphum padi based on transcriptomic data.</a> Scientific Reports. 9, 4754 (2019).</li><li>Abbott, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+of+computing+the+effectiveness+of+an+insecticide.">A method of computing the effectiveness of an insecticide.</a> Journal of Economic Entomology. 18, 265-267 (1925).</li><li>Liu, T. X., Sparks, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Aphids on Cruciferous Crops: Identification and Management. , 9-11 (2001).</li><li>Kuo, M., Chianglin, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+dependent+life+table+of+brevicoryne+brassicae+(l.)(hemiptera:+aphididae)+on+radish.">Temperature dependent life table of brevicoryne brassicae (l.)(hemiptera: aphididae) on radish.</a> Formosan Entomologist. 27, 293-302 (2007).</li><li>Im, Y., Park, S., Lee, S. Y., Kim, J., Kim, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early-Stage+defense+mechanism+of+the+cotton+aphid+aphis+gossypii+against+infection+with+the+insect-killing+fungus+beauveria+bassiana+JEF-544.">Early-Stage defense mechanism of the cotton aphid aphis gossypii against infection with the insect-killing fungus beauveria bassiana JEF-544.</a> Frontiers in Immunology. 13, 907088 (2022).</li><li>Kim, J. J., Roberts, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relationship+between+conidial+dose,+moulting+and+insect+developmental+stage+on+the+susceptibility+of+cotton+aphid,+Aphis+gossypii,+to+conidia+of+Lecanicillium+attenuatum,+an+entomopathogenic+fungus.">The relationship between conidial dose, moulting and insect developmental stage on the susceptibility of cotton aphid, Aphis gossypii, to conidia of Lecanicillium attenuatum, an entomopathogenic fungus.</a> Biocontrol Science and Technology. 22 (3), 319-331 (2012).</li><li>Reingold, V., Kottakota, C., Birnbaum, N., Goldenberg, M., Lebedev, G., Ghanim, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intraspecies+variation+ofMetarhiziumbrunneumagainst+the+green+peach+aphid,Myzus+persicae,+provides+insight+into+thecomplexity+of+disease+progression.">Intraspecies variation ofMetarhiziumbrunneumagainst the green peach aphid,Myzus persicae, provides insight into thecomplexity of disease progression.</a> Pest Management Science. 77, 2557-2567 (2021).</li><li>Ortiz-Urquiza, A., Keyhani, N. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Action+on+the+Surface:+entomopathogenic+fungi+versus+the+insect+cuticle.">Action on the Surface: entomopathogenic fungi versus the insect cuticle.</a> Insects. 4, 357-374 (2013).</li><li>Knodel, J. J., Beauzay, P., Boetel, M., Prochaska, T., Chirumamilla, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 2022 North Dakota Field Crop Insect Management Guide. , (2021).</li><li>Yeo, H., Pell, J. K., Alderson, P. G., Clark, S. J., Pye, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laboratory+evaluation+of+temperature+effects+on+the+germination+and+growth+of+entomopathogenic+fungi+and+on+their+pathogenicity+to+two+aphid+species.">Laboratory evaluation of temperature effects on the germination and growth of entomopathogenic fungi and on their pathogenicity to two aphid species.</a> Pest Management Science. 59 (2), 156-165 (2003).</li><li>Erdos, Z., Chandler, D., Bass, C., Raymond, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+insecticide+resistant+clones+of+the+aphid,+Myzus+persicae,+using+the+entomopathogenic+fungus+Akanthomyces+muscarius:+fitness+cost+of+resistance+under+pathogen+challenge.">Controlling insecticide resistant clones of the aphid, Myzus persicae, using the entomopathogenic fungus Akanthomyces muscarius: fitness cost of resistance under pathogen challenge.</a> Pest Management Science. 77 (11), 5286-5293 (2021).</li></ol>

המחברים מצהירים כי אין ניגוד עניינים בעבודה זו.

המצליבים, קבוצה של ירקות, שורצים לעתים קרובות על ידי מינים רבים של כנימות, כולל כנימת חרדל (L. erysimi) וכנימת כרוב (Brevicoryne brassicae)26. שני המינים דווחו בטייוואן27, וייתכן שהם יתקיימו יחד באתר האיסוף. כדי להבחין בין מיני כנימות קרובים, מחקר זה השתמש בטכניקת זיהוי מו?...

כנימת החרדל (L. erysimi) היא מזיק ידוע לשמצה השורץ מגוון גידולים מצליביםוגורם להפסדים כלכליים משמעותיים 1. בעוד שהומלץ על מספר קוטלי חרקים שיטתיים כדי להילחם בנגיעות כנימות, השימוש התכוף בקוטלי חרקים אלה מעלה חששות לגבי עמידות לחומרי הדברה 2,3. לכן, במונחים של הדברה ידידותית לסביבה, פטריות אנטומופתוגניות (EPF) יכולות לשמש כאסטרטגיית הדברה חלופית מתאימה. EPF הוא פתוגן חרקים בעל יכולת להדביק פונדקאים על ידי חדירה לציפורניים שלהם, מה שהופך אותו לסוכן רב עוצמה להדברת כנימות וחרקים מוצצי צמחים אחרים4. יתר על כן, EPF הוכיחה את עצמה כטכניקת הדברה ישימה ובת קיימא, המציעה יתרונות כגון אנטגוניזם לפתוגנים צמחיים וקידום צמיחת צמחים5.
EPF ניתן להשיג באמצעות פיתיון קרקע חרקים או מבודד מגופות חרקים בשדה 6,7. עם זאת, לפני שימוש נוסף של מבודדים פטרייתיים, בדיקת פתוגניות יש צורך. נערכו מספר מחקרים על יעילות EPF נגד כנימות, שהן מזיקות יבול משמעותיות שעלולות לגרום לנזק חמור 8,9. כנימות חרדל, בין מינים שונים של כנימות, נבדקו לרגישות למספר זנים של Beauveria spp., Metarhizium spp., Lecanicillium spp., Paecilomyces spp., ואפילו Alternaria, הידועה בעיקר כפטרייה פתוגנית ספרופיטית וצמחית, אך הראתה כמה השפעות קטלניות נגד כנימות חרדל10,11,12.
כדי להעריך את היעילות של EPF נגד כנימות בתנאי מעבדה, bioassays ניתן לחלק לשני חלקים עיקריים: תא החיסון חיסון חיסון פטרייתי. הפרוטוקול הנוכחי מתאר בניית תא חיסון, שבו ניתן לתחזק כנימות בשיטות שונות כגון עלה נכרת עם פטוטרת עטופה בכותנה לחה, דיסק עלה נכרת עם צלחת פטרי מרופדת בנייר פילטר לח, תחזוקה ישירה על עציצים, או דיסק עלה נכרת המוטבע באגר מים בתוך צלחת פטרי או מיכל10, 11,13. שיטות נפוצות לחיסון פטרייתי כוללות ריסוס קונידיה, טבילת כנימות בתרחיף קונידיה, טבילת עלים בתרחיף קונידיה וחיסון אנדופיטיםצמחיים 11,14,15,16. בעוד שקיימות שיטות חיסון שונות, הבדיקות הביולוגיות אמורות לדמות תנאי יישום בשטח. לדוגמה, במקרה של שיטת טבילת עלים12,17, ניתן להעריך את יעילות EPF, אך מכיוון שהכנימות שורצות את העלים עמוסי הפטרייה, הצד הגבי של הכנימה, שהוא אתר חדירה מועדף, אינו נחשף בדרך כלל לפטרייה.
כדי להעריך את ההשפעה של EPF בתנאי מעבדה, פרוטוקול זה מציע להשתמש בשיטת העלה המנותק שתוארה על ידי יוקומי וגוטוולד18 עם כמה שינויים, ואחריה חיסון קונידיה באמצעות מיקרו-מרסס. שיטה זו שומרת על לחות של כ-100% בתא הבדיקה הביולוגית למשך שבעה ימים לפחות ללא צורך בחידוש נוסף של מים18,19. בנוסף, כליאת הכנימות למשטח אחד מבטיחה את חשיפתן לריסוס קונידיה ומקלה על תצפיות20. עם זאת, כנימות עלולות להיתקע במשטח האגר החשוף תוך כדי תנועה בתוך תא החיסון. יתר על כן, רישום נתונים בניסוי צלחת פטרי עם כנימות חרדל, שהן חרקים פרתנוגנטיים, יכול להיות מאתגר בשל התפתחותן והתרבותן המהירה. קשה להבחין בין מבוגרים מחוסנים לצאצאיהם ללא הסרה. הפרטים כיצד להמשיך עם צעד זה מוזכרים לעתים רחוקות, וכמה גורמים לא עקביים, כגון שטח צריכת עלים, צריך להיות אופטימלי.
פרוטוקול זה מדגים מערכת יציבה לסינון האלימות של מבודדי EPF נגד כנימות חרדל, המאפשרת בחירה של מבודדים פוטנציאליים נגד מיני כנימות שונים מתוך ספריית EPF נרחבת. ניתן לזהות כנימות שנאספו בשטח, וניתן להקים אוכלוסיית מעבדה מספקת של כנימות חרדל כדי להעריך את ההשפעה של מבודדי פטריות שונים באמצעות מתודולוגיה קלה וישימה עם תוצאות עקביות. כנימות פיתחו מנגנונים אבולוציוניים מרובים בתגובה ללחצים אנתרופוגניים אינטנסיביים וחוזרים ונשנים במערכות אקולוגיות חקלאיות, מה שמציב אתגרים לביטחון המזון9. לכן, ניתן להרחיב שיטה מתוארת זו כדי להעריך מבודדי EPF פוטנציאליים כנגד מיני כנימות שונים.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>10 &#956;L Inoculating Loop</td>
			<td>NEST Scientific</td>
			<td>718201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100 bp DNA Ladder III</td>
			<td>Geneaid</td>
			<td>DL007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2x SuperRed PCR Master Mix</td>
			<td>Biotools</td>
			<td>TE-SR01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL centrifuge tube</td>
			<td>Bioman Scientific</td>
			<td>ET5050-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6 cm Petri dish</td>
			<td>Alpha Plus Scientific</td>
			<td>16021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6 mm insect aspirator</td>
			<td>MegaView Science</td>
			<td>BA6001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70 mm filter paper NO.1</td>
			<td>Toyo Roshi Kaisha</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70% ethanol</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>9 cm Petri dish</td>
			<td>Alpha Plus Scientific</td>
			<td>16001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agar</td>
			<td>Bioman Scientific</td>
			<td>AGR001.1</td>
			<td>Microbiology grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Bioman Scientific</td>
			<td>PB1200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BioGreen Safe DNA Gel Buffer</td>
			<td>Bioman Scientific</td>
			<td>SDB001T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromas</td>
			<td>Technelysium</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GeneDoc</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GenepHlow Gel/PCR Kit</td>
			<td>Geneaid</td>
			<td>DFH300</td>
			<td>https://www.geneaid.com/data/files/1605861013102532959.pdf</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gene-Spin Genomic DNA Isolation Kit</td>
			<td>Protech Technology</td>
			<td>PT-GD112-V3</td>
			<td>http://www.protech-bio.com/UserFiles/file/Gene-Spin%20Genomic%20DNA%20Kit.pdf</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemocytometer</td>
			<td>Paul Marienfeld</td>
			<td>640030</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Komatsuna leaves (Brassica rapa var. perviridis)</td>
			<td>Tai Cheng Farm</td>
			<td>1-010-300410</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microsprayer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MiniAmp Thermal Cycler</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A37834</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mustard aphid (Lipaphis erysimi)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Painting brush</td>
			<td>Tian Cheng brush company</td>
			<td>4716608400352</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm M</td>
			<td>Bemis</td>
			<td>PM-996</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pellet pestle</td>
			<td>Bioman Scientific</td>
			<td>GT100R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sabouraud Dextrose Broth</td>
			<td>HiMedia</td>
			<td>MH033-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPSS Statistics</td>
			<td>IBM</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TAE buffer 50x</td>
			<td>Bioman Scientific</td>
			<td>TAE501000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tween 80</td>
			<td>PanReac AppliChem</td>
			<td>142050.1661</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessment of aphidicidal effect of entomopathogenic fungi against parthenogenetic insect, mustard aphid, lipaphis erysimi (kalt.)

כנימת החרדל (L. erysimi) היא מזיק השורץ גידולים מצליבים שונים ומעביר וירוסים צמחיים. כדי להשיג הדברה ידידותית לסביבה, פטריות אנטומופתוגניות (EPF) הן חומרי הדברה מיקרוביאליים פוטנציאליים להדברת מזיק זה. לכן, יש צורך בבדיקת אלימות של מבודדי EPF בתנאי צלחת פטרי לפני היישום בשטח. עם זאת, כנימת החרדל היא חרק פרתנוגנטי, מה שמקשה על רישום נתונים במהלך ניסויים בצלוחית פטרי. מערכת שונה לבדיקות ביולוגיות של עלים מנותקים פותחה כדי לטפל בבעיה זו, באמצעות מיקרו-מרסס כדי לחסן קונידיה על כנימות ולמנוע טביעה על ידי הקלה על ייבוש באוויר לאחר תרחיף נבגים. המערכת שמרה על לחות יחסית גבוהה לאורך כל תקופת התצפית, ודיסקית העלה נשארה טרייה במשך יותר מעשרה ימים, מה שאפשר רבייה פרתנוגנטית של הכנימות. כדי למנוע הצטברות צאצאים, בוצע תהליך של הסרה יומיומית באמצעות מברשת צביעה. פרוטוקול זה מדגים מערכת יציבה להערכת האלימות של מבודדי EPF נגד כנימות חרדל או כנימות אחרות, ומאפשר בחירה של מבודדים פוטנציאליים להדברת כנימות.

The mustard aphid (L. erysimi) is a notorious pest that infests a variety of cruciferous crops, causing significant economic losses1. While several systematic insecticides have been recommended to combat aphid infestations, the frequent use of these insecticides raises concerns about pesticide resistance2,3. Therefore, in terms of eco-friendly pest management, entomopathogenic fungi (EPF) could serve as a suitable alternative control strategy. EPF is an insect pathogen with the ability to infect hosts by penetrating their cuticles, making it a potent agent for controlling aphids and other plant-sucking insects4. Furthermore, EPF has proven to be a feasible and sustainable pest management technique, offering benefits such as plant pathogen antagonism and plant growth promotion5.
EPF can be obtained through insect-soil baiting or isolated from insect cadavers in the field6,7. However, before further use of fungal isolates, pathogenicity screening is necessary. Several studies have been conducted on the effectiveness of EPF against aphids, which are significant crop pests that can cause severe damage8,9. Mustard aphids, among various species of aphids, have been tested for susceptibility to several strains of Beauveria spp., Metarhizium spp., Lecanicillium spp., Paecilomyces spp., and even Alternaria, which is primarily known as a saprophytic and plant pathogenic fungus but has shown some lethal effects against mustard aphids10,11,12.
To evaluate the effectiveness of EPF against aphids under laboratory conditions, bioassays can be divided into two main parts: the inoculation chamber and fungal inoculation. The current protocol describes the construction of an inoculation chamber, where aphids can be maintained using various methods such as an excised leaf with a petiole wrapped in moist cotton, an excised leaf disc with a Petri dish lined with damped filter paper, direct maintenance on pot plants, or an excised leaf disc embedded in water agar within a Petri dish or container10,11,13. Common methods for fungal inoculation include conidia spraying, aphid immersion into a conidia suspension, leaf dipping into a conidia suspension, and plant endophyte inoculation11,14,15,16. While various inoculation methods exist, the bioassays should simulate field application conditions. For example, in the case of the leaf dipped method12,17, the efficiency of EPF can be evaluated, but since the aphids infest the fungus-loaded leaves, the dorsal side of the aphid, which is a preferential penetration site, does not usually get exposed to the fungus.
To evaluate the aphidicidal effect of EPF under laboratory conditions, this protocol suggests using the detached-leaf method described by Yokomi and Gottwald18 with some modifications, followed by conidia inoculation using a micro-sprayer. This method maintains approximately 100% humidity in the bioassay chamber for at least seven days without requiring additional replenishment of water18,19. Additionally, confining aphids to one surface ensures their exposure to conidia spraying and facilitates observations20. However, aphids may become stuck in the exposed agar surface while moving within the inoculation chamber. Furthermore, recording data in the Petri dish experiment with mustard aphids, which are parthenogenetic insects, can be challenging due to their rapid development and reproduction. It is difficult to distinguish between inoculated adults and their progeny without removal. The details of how to proceed with this step are seldom mentioned, and some inconsistent factors, such as leaf consumption area, need to be optimized.
This protocol demonstrates a stable system for screening the virulence of EPF isolates against mustard aphids, enabling the selection of potential isolates against various aphid species from an extensive EPF library. Field-collected aphids can be identified, and a sufficient laboratory population of mustard aphids can be established to evaluate the aphidicidal effect of various fungal isolates using an easy and feasible methodology with consistent outcomes. Aphids have developed multiple evolutionary mechanisms in response to intense and repeated anthropogenic pressures in agroecosystems, posing challenges to food security9. Therefore, this described method could be extended to evaluate potential EPF isolates against various aphid species.

Author Spotlight: Eco-Friendly Pest Management Using Entomopathogenic Fungi Against Mustard Aphids 

הערכת ההשפעה של פטריות אנטומופתוגניות נגד חרק פרתנוגנטי, כנימת חרדל, Lipaphis erysimi (Kalt.)

תרשים הזרימה המוצג ממחיש את מצבן היציב של כנימות החרדל מאיסוף השטח ועד לסינון האלימות. תחזוקת הכנימות מאיסוף השדה הבטיחה גידול יציב במושבות הכנימות עם אספקת מזון נאותה. הכנימות שנאספו בשדה אושרו ככנימות חרדל באמצעות שימוש בסמנים מולקולריים, כולל גודל אמפליקון PCR וריצוף LeCO1. בדיקת האלימות,...

Watch this Scientific Journal Video about Eco-Friendly Pest Management Using Entomopathogenic Fungi Against Mustard Aphids at JoVE.com

פרוטוקול זה מציג מערכת ביו-אסאי אופטימלית של עלים מנותקים להערכת היעילות של פטריות אנטומופתוגניות (EPF) נגד כנימת החרדל (Lipaphis erysimi (Kalt.)), חרק פרתנוגנטי. השיטה מתארת את תהליך איסוף הנתונים במהלך ניסויים בצלוחית פטרי, ומאפשרת לחוקרים למדוד באופן עקבי את האלימות של EPF נגד כנימות חרדל וחרקים פרתנוגנטיים אחרים.

The mustard aphid (L. erysimi) is a pest that infests various cruciferous crops and transmits plant viruses. To achieve eco-friendly pest management, ...

כיום, הדברה ידידותית לסביבה מועדפת באופן נרחב. עם זאת, לפני היישום, הפטריות האנטומופתוגניות חייבות לעבור בדיקות יסודיות. המחקר שלנו מראה את יעילותה של ספרייה פטרייתית אנטומופתוגנית במאבק בכנימת החרדל, ומשמש דוגמה מצוינת לפוטנציאל שלה.הפחתת שיעור התמותה הגבוה של הפטריות האנטומופתוגניות לפני הטיפול ומניעת תרחיף הנבגים היא מאתגרת. פיתחנו בהצלחה מערכת יציבה שהניבה את התוצאה המצופה. זה כרוך בשימוש במערכת פופולרית או תא bioassay כדי לשמור ביעילות על מזיק זעיר זה במהלך תהליך הבדיקה.פרוטוקול זה מדגים בהצלחה דרך ישימה להקים את שיטת העלה המנותק ללא צורך במדידת טמפרטורת אגר, ובכך מפשט את הקמת תא הניסוי. בנוסף, אנו מציעים את החשיבות של מזעור החשיפה של משטח האגר כדי למנוע מהכנימות להיתקע בזמן השיטוט בתוך החדר. אנו מסוקרנים מהתגובה החיסונית של כנימת החרדל כאשר היא מתמודדת עם פטרייה אנטומופתוגנית לפני תמותת הכנימות.על ידי לימוד נתוני ביטוי גנים, אנו יכולים לזהות גנים קריטיים שיכולים לשמש מטרות פוטנציאליות להפלה של גנים, בשילוב של יישום פטרייתי אנטומופתוגני.

assessment-aphidicidal-effect-entomopathogenic-fungi-against

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Pharmacokinetics and Pharmacodynamics

Biology

Unit 1

Assessment of Aphidicidal Effect of Entomopathogenic Fungi against Parthenogenetic Insect, Mustard Aphid, Lipaphis erysimi (Kalt.)

Biostatistics: Introduction

SCIENTISTS IN ACTION

1.3K Views.  National Chung Hsing University. כיום, הדברה ידידותית לסביבה מועדפת באופן נרחב. עם זאת, לפני היישום, הפטריות האנטומופתוגניות חייבות לעבור בדיקות יסודיות. המחקר שלנו מראה את יעילותה של ספרייה פטרייתית אנטומופתוגנית במאבק בכנימת החרדל, ומשמש דוגמה מצוינת לפוטנציאל שלה.הפחתת שיעור התמותה הגבוה של הפטרי?...

Video: Author Spotlight: Eco-Friendly Pest Management Using Entomopathogenic Fungi Against Mustard Aphids 

The mustard aphid (L. erysimi) is a pest that infests various cruciferous crops and transmits plant viruses. To achieve eco-friendly pest management, entomopathogenic fungi (EPF) are potential microbial control agents for controlling this pest. Therefore, virulence screening of EPF isolates under Petri dish conditions is necessary before field application. However, the mustard aphid is a parthenogenetic insect, making it difficult to record data during Petri dish experiments. A modified system for detached-leaf bioassays was developed to address this issue, using a micro-sprayer to inoculate conidia onto aphids and prevent drowning by facilitating air-drying after spore suspension. The system maintained high relative humidity throughout the observation period, and the leaf disc remained fresh for over ten days, allowing parthenogenetic reproduction of the aphids. To prevent offspring buildup, a process of daily removal using a painting brush was implemented. This protocol demonstrates a stable system for evaluating the virulence of EPF isolates against mustard aphids or other aphids, enabling the selection of potential isolates for aphid control.

This protocol presents an optimized detached-leaf bioassay system for evaluating the effectiveness of entomopathogenic fungi (EPF) against the mustard aphid (Lipaphis erysimi (Kalt.)), a parthenogenetic insect. The method outlines the data collection process during Petri dish experiments, enabling researchers to consistently measure the virulence of EPF against mustard aphids and other parthenogenetic insects.

Collection, Maintenance, and Molecular Identification of Mustard Aphids

Start by preparing a temporary maintenance Petri dish with excised cruciferous leaves and water infiltrated filter paper at the bottom. Next place five aphids on the prepared Petri dish. When the aphids increase in number, cut the originally excised leaves into four to six smaller pieces.Transfer each small leaf piece with the aphids into separate Petri dishes containing fresh leaves and wet filter paper. To collect the aphid genomic DNA, first homogenize the aphids using a pellet pestle. Next, extract the DNA using a Gene-Spin genomic DNA isolation kit as per the manufacturer's guidelines.Finish the extraction process by eluting the genomic DNA with 50 microliters of preheated nuclease-free water. Perform PCR amplification and DNA sequencing by adding the DNA sample to the PCR master mix with primer pairs. Analyze the PCR product using 1%agarose gel electrophoresis to confirm the identity of the mustard aphid.The field collected aphids were confirmed as mustard aphids using molecular markers, including the PCR amplicon size and Lipaphis erysimi CO1 sequencing.

איסוף, תחזוקה וזיהוי מולקולרי של כנימות חרדל

Entomopathogenic Fungi (EPF) Preparation and Virulence Screening Against Mustard Aphids

For the EPF recovery from the fungal library, start by smearing the fungal isolates on a quarter strength SDA plate. Incubate it in darkness at 25 degrees Celsius for 10-14 days before conidia harvest. Following this, pipette 2-3 mL of 0.03%Tween 80 onto a cultured plate.Then use an inoculation loop to scrape the conidia by. Next, transfer the fungal suspension to a centrifuge tube. Vigorously vortex the suspension at the highest speed, then pipette out a sample into a hemocytometer to count the number of conidia.Dilute the conidia within the suspension using 0.03%Tween 80 til desired concentration is obtained. To prepare the inoculation chamber, first cut a 9 centimeter diameter leaf disk using the bottom Petri dish as a mold or with scissors. Next, prepare 1.5%water agar for each dish using a microwave.Pour 30 mL of the cooled water agar into the Petri dish and let it solidify in a laminar flow hood. When the agar surface is semisolid, place the leaf disk with its abaxial surface facing up, then press it slightly to imbed it in the agar. Now, place 20 apterous adults on the leaf disk.Open the cover of the inoculation chamber to spray 0.3 mL of conidia suspension directly onto the aphids and the leaf disk. Once the suspension has dried, close the cover to prevent the drowning of the mustard aphids. Subsequently, seal the inoculation chamber using paraffin film to maintain a high mount of humidity.Place the chamber in an incubator set at a temperature of 25 degrees Celsius with a light and dark photoperiod of 12 hours each. Use a stereomicroscope to count the mortality every 12 hours for 5 days. The virulence screening revealed a consistent survival rate for mustard aphids with the control group exhibiting an 85%survival rate.Cordyceps cateninnulata demonstrated the fastest aphid-killing ability, resulting in 50%and 90%moralities at 3 days and 4.5 days post-inoculation, or DPI. Beauveria strains 141, 143, and 153 showed slow aphid-killing abilities with only 5%mortality at 3 DPI. Apart from Purpureocillium, most EPF isolates exhibited corrected mortality rates higher than 70%within 5 DPI.Beauveria bassiana demonstrated the highest mortality rate of 100%among EPF isolates. EPF mycosis was observed on cadavers of mustard aphids infected with Metarhizium species, Beauveria species, Purpureocillium lilacinum, and Cordyceps cateniannulata during the virulence screening.

הכנת פטריות אנטומופתוגניות (EPF) ובדיקת אלימות נגד כנימות חרדל

Aphicidal Assessment of Entomopathogenic Fungi by the Statistical Analysis of Corrected Mortality in Mustard Aphids

Begin by launching the SPSS software platform. Create variables termed treatment and corrected mortality. Then input the calculated results for different isolates inoculated at the same time point with the same concentration.Navigate to Analyze, Compare Means and Proportions, then Independent Samples T Test in SPSS for independent T-test analysis. Next, input treatment into the grouping variable box and corrected mortality into the Test Variables box. Classify groups according to different fungal isolates and press OK to begin the analysis.To calculate the median lethal time and median lethal concentration, create the variables defined as Total, Response, and either Duration or Concentration. Next, enter the recorded result into the spreadsheet. Finally, choose Analyze, followed by Regression, and then Probit to compute the median lethal time and median lethal concentration.Inoculations of 10 to the seven conidia per milliliter resulted in significantly different corrected mortalities for Metarhizium strain 197 and Cordyceps strain 213 at three and four DPI. The Cordyceps strain 213 exhibited a significantly shorter lethal duration compared to other treatments. It also showed a lower lethal dose value relative to the Metarhizium 213 strain.