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Method Article
Questo protocollo presenta un sistema ottimizzato di biodosaggio a foglia staccata per valutare l'efficacia dei funghi entomopatogeni (EPF) contro l'afide della senape (Lipaphis erysimi (Kalt.)), un insetto partenogenetico. Il metodo delinea il processo di raccolta dei dati durante gli esperimenti con piastre di Petri, consentendo ai ricercatori di misurare costantemente la virulenza dell'EPF contro gli afidi della senape e altri insetti partenogenetici.
L'afide della senape (L. erysimi) è un parassita che infesta varie colture crocifere e trasmette virus vegetali. Per ottenere una gestione ecologica dei parassiti, i funghi entomopatogeni (EPF) sono potenziali agenti di controllo microbico per il controllo di questo parassita. Pertanto, lo screening della virulenza degli isolati di EPF in condizioni di piastra di Petri è necessario prima dell'applicazione sul campo. Tuttavia, l'afide della senape è un insetto partenogenetico, il che rende difficile registrare i dati durante gli esperimenti con piastre di Petri. Per affrontare questo problema è stato sviluppato un sistema modificato per i saggi biologici delle foglie distaccate, utilizzando un microspruzzatore per inoculare i conidi sugli afidi e prevenire l'annegamento facilitando l'essiccazione all'aria dopo la sospensione delle spore. Il sistema ha mantenuto un'elevata umidità relativa per tutto il periodo di osservazione e il disco fogliare è rimasto fresco per oltre dieci giorni, consentendo la riproduzione partenogenetica degli afidi. Per prevenire l'accumulo di prole, è stato implementato un processo di rimozione quotidiana utilizzando un pennello da pittura. Questo protocollo dimostra un sistema stabile per valutare la virulenza degli isolati di EPF contro gli afidi della senape o altri afidi, consentendo la selezione di potenziali isolati per il controllo degli afidi.
L'afide della senape (L. erysimi) è un noto parassita che infesta una varietà di colture crocifere, causando notevoli perdite economiche1. Sebbene siano stati raccomandati diversi insetticidi sistematici per combattere le infestazioni di afidi, l'uso frequente di questi insetticidi solleva preoccupazioni sulla resistenza ai pesticidi 2,3. Pertanto, in termini di gestione ecologica dei parassiti, i funghi entomopatogeni (EPF) potrebbero fungere da adeguata strategia di controllo alternativa. L'EPF è un insetto patogeno con la capacità di infettare gli ospiti penetrando nelle loro cuticole, il che lo rende un potente agente per il controllo degli afidi e di altri insetti succhiatori delle piante4. Inoltre, l'EPF ha dimostrato di essere una tecnica di gestione dei parassiti fattibile e sostenibile, offrendo vantaggi come l'antagonismo dei patogeni delle piante e la promozione della crescita delle piante5.
L'EPF può essere ottenuto attraverso l'adescamento del suolo degli insetti o isolato dai cadaveri degli insetti nel campo 6,7. Tuttavia, prima di un ulteriore utilizzo di isolati fungini, è necessario uno screening della patogenicità. Sono stati condotti diversi studi sull'efficacia dell'EPF contro gli afidi, che sono importanti parassiti delle colture che possono causare gravi danni 8,9. Gli afidi della senape, tra le varie specie di afidi, sono stati testati per la suscettibilità a diversi ceppi di Beauveria spp., Metarhizium spp., Lecanicillium spp., Paecilomyces spp. e persino Alternaria, che è principalmente noto come fungo saprofita e patogeno delle piante, ma ha mostrato alcuni effetti letali contro gli afidi della senape10,11,12.
Per valutare l'efficacia dell'EPF contro gli afidi in condizioni di laboratorio, i saggi biologici possono essere suddivisi in due parti principali: la camera di inoculazione e l'inoculazione fungina. L'attuale protocollo descrive la costruzione di una camera di inoculazione, in cui gli afidi possono essere mantenuti utilizzando vari metodi, come una foglia asportata con un picciolo avvolto in cotone umido, un disco fogliare asportato con una capsula di Petri rivestita con carta da filtro inumidita, la manutenzione diretta sulle piante in vaso o un disco fogliare asportato incorporato in agar acquoso all'interno di una capsula di Petri o di un contenitore10, 11,13. I metodi comuni per l'inoculazione fungina includono l'irrorazione dei conidi, l'immersione degli afidi in una sospensione dei conidi, l'immersione delle foglie in una sospensione dei conidi e l'inoculazione degli endofitidelle piante 11,14,15,16. Sebbene esistano vari metodi di inoculazione, i saggi biologici dovrebbero simulare le condizioni di applicazione sul campo. Ad esempio, nel caso del metodo12,17 a immersione fogliare, è possibile valutare l'efficienza dell'EPF, ma poiché gli afidi infestano le foglie cariche di funghi, il lato dorsale dell'afide, che è un sito di penetrazione preferenziale, di solito non viene esposto al fungo.
Per valutare l'effetto afididida dell'EPF in condizioni di laboratorio, questo protocollo suggerisce di utilizzare il metodo della foglia staccata descritto da Yokomi e Gottwald18 con alcune modifiche, seguito dall'inoculazione dei conidi utilizzando un micro-spruzzatore. Questo metodo mantiene circa il 100% di umidità nella camera del biosaggio per almeno sette giorni senza richiedere un ulteriore reintegro di acqua18,19. Inoltre, confinare gli afidi su una superficie garantisce la loro esposizione all'irrorazione dei conidi e facilita le osservazioni20. Tuttavia, gli afidi possono rimanere bloccati nella superficie esposta dell'agar mentre si muovono all'interno della camera di inoculazione. Inoltre, la registrazione dei dati nell'esperimento della piastra di Petri con gli afidi della senape, che sono insetti partenogenetici, può essere difficile a causa del loro rapido sviluppo e riproduzione. È difficile distinguere tra gli adulti inoculati e la loro progenie senza rimozione. I dettagli su come procedere con questo passaggio sono raramente menzionati e alcuni fattori incoerenti, come l'area di consumo delle foglie, devono essere ottimizzati.
Questo protocollo dimostra un sistema stabile per lo screening della virulenza degli isolati di EPF contro gli afidi della senape, consentendo la selezione di potenziali isolati contro varie specie di afidi da un'ampia libreria di EPF. È possibile identificare gli afidi raccolti sul campo e stabilire una popolazione di laboratorio sufficiente di afidi della senape per valutare l'effetto afididida di vari isolati fungini utilizzando una metodologia semplice e fattibile con risultati coerenti. Gli afidi hanno sviluppato molteplici meccanismi evolutivi in risposta alle intense e ripetute pressioni antropogeniche negli agroecosistemi, ponendo sfide alla sicurezza alimentare9. Pertanto, questo metodo descritto potrebbe essere esteso per valutare potenziali isolati di EPF contro varie specie di afidi.
NOTA: Il diagramma di flusso completo è mostrato nella Figura 1.
1. Raccolta e manutenzione dell'afide della senape
2. Identificazione molecolare dell'afide della senape
NOTA: Per confermare la specie di afide della senape raccolto sul campo, l'identificazione molecolare è stata eseguita utilizzando due marcatori molecolari: la sequenza caratterizzata dalla regione amplificata (SCAR) basata su A05Le progettata da Lu et al.21 e la regione della subunità 1 della citocromo ossidasi dell'afide della senape (COI) dell'afide della senape.
3. Preparazione di funghi entomopatogeni
NOTA: L'EPF utilizzato in questo studio è elencato nella Tabella 1.
4. Screening della virulenza contro l'afide della senape
5. Biodosaggio di isolati EPF selezionati
NOTA: Gli isolati di EPF che hanno mostrato un'elevata virulenza, che è stata selezionata dalla fase 4, sono stati sottoposti a un test biologico contro gli afidi della senape utilizzando quattro concentrazioni di sospensioni di conidi (comprese tra 104 e 107 conidi/mL).
6. Analisi statistica
Il diagramma di flusso presentato illustra le condizioni stabili degli afidi della senape dalla raccolta sul campo allo screening della virulenza. Il mantenimento degli afidi provenienti dalla raccolta in campo ha garantito un aumento stabile delle colonie di afidi con un adeguato approvvigionamento alimentare. Gli afidi raccolti sul campo sono stati confermati come afidi della senape attraverso l'uso di marcatori molecolari, tra cui la dimensione dell'amplicone della PCR e il sequenziamento di LeCO1. Lo screening della ...
Le crucifere, un gruppo di ortaggi, sono spesso infestate da diverse specie di afidi, tra cui l'afide della senape (L. erysimi) e l'afide del cavolo (Brevicoryne brassicae)26. Entrambe le specie sono state segnalate a Taiwan27 ed è possibile che coesistano nel sito di raccolta. Per distinguere le specie di afidi strettamente correlate, questo studio ha impiegato una tecnica di identificazione molecolare utilizzando un set di primer multiplex
Gli autori dichiarano che non c'è alcun conflitto di interessi coinvolto in questo lavoro.
Questa ricerca è stata supportata dal numero 109-2313-B-005 -048 -MY3 del Ministero della Scienza e della Tecnologia (MOST).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
10 μL Inoculating Loop | NEST Scientific | 718201 | |
100 bp DNA Ladder III | Geneaid | DL007 | |
2x SuperRed PCR Master Mix | Biotools | TE-SR01 | |
50 mL centrifuge tube | Bioman Scientific | ET5050-12 | |
6 cm Petri dish | Alpha Plus Scientific | 16021 | |
6 mm insect aspirator | MegaView Science | BA6001 | |
70 mm filter paper NO.1 | Toyo Roshi Kaisha | ||
70% ethanol | |||
9 cm Petri dish | Alpha Plus Scientific | 16001 | |
Agar | Bioman Scientific | AGR001.1 | Microbiology grade |
Agarose | Bioman Scientific | PB1200 | |
BioGreen Safe DNA Gel Buffer | Bioman Scientific | SDB001T | |
Chromas | Technelysium | ||
GeneDoc | |||
GenepHlow Gel/PCR Kit | Geneaid | DFH300 | https://www.geneaid.com/data/files/1605861013102532959.pdf |
Gene-Spin Genomic DNA Isolation Kit | Protech Technology | PT-GD112-V3 | http://www.protech-bio.com/UserFiles/file/Gene-Spin%20Genomic%20DNA%20Kit.pdf |
Hemocytometer | Paul Marienfeld | 640030 | |
Komatsuna leaves (Brassica rapa var. perviridis) | Tai Cheng Farm | 1-010-300410 | |
Microsprayer | |||
MiniAmp Thermal Cycler | Thermo Fisher Scientific | A37834 | |
Mustard aphid (Lipaphis erysimi) | |||
Painting brush | Tian Cheng brush company | 4716608400352 | |
Parafilm M | Bemis | PM-996 | |
Pellet pestle | Bioman Scientific | GT100R | |
Sabouraud Dextrose Broth | HiMedia | MH033-500G | |
SPSS Statistics | IBM | ||
TAE buffer 50x | Bioman Scientific | TAE501000 | |
Tween 80 | PanReac AppliChem | 142050.1661 |
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