Name: remote sensing evaluation of two-spotted spider mite damage on greenhouse cotton
Uploaded: 2017-04-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 3 s
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We appreciate the assistance of Chris Parker who daily scanned the plants and Curtis Hubbard who maintained the plants in the greenhouse.

1. Stabilire TSSM colonie Fagioli Pinto <ol><li> Vegetali fagioli, Phaseolus vulgaris L., in vaschette di plastica (56 x 28 x 5 cm 3) contenenti terriccio in serra, come mostrato in Figura 1. </li><li> Etichettare i vassoi con marcatura bastoncini secondo trattamento e la replica. </li><li> Impostare e mantenere la temperatura serra a 90 ° C e 70% di umidità relativa. </li><li> Crescere fagioli a 1-2 trifogliato stadio fogliare 10 come mostrato in figura 2. </li><li> Raccogliere acari da piante di cotone infestate naturalmente con acari rimuovendo foglie infestate. </li><li> Luogo ragnetto cotone infestate lascia sul fagioli borlotti con la frequenza necessaria fino a quando tutte le piante nei vassoi sono infestate da numerosi TSSMs. </li></ol><img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig1.jpg" /> Figura 1: fagioli pinto piantatura in plasticavassoi. Pinto fagioli semi sono stati piantati in vaschette di plastica (56 x 28 x 5 cm 3) nella serra e sono state innaffiate giornalmente. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig1large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig2.jpg" /> Figura 2: fagioli Pinto con foglie trifogliolate. Prima foglia vera che si forma dopo i cotiledoni emergono dal suolo è la foglia semplice o unifoliate. foglie successive sono il trifoliate lascia con punte denticolati. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig2large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> 2. Trasferimento TSSM di piante di cotone <ol><li> Grow Non-Bt (non geneticamente modificati) piante di cotone per 4-5 stadio fogliare in vaschette di plastica (56 x 28 x 5 cm) in serra come specificato nel passo 1.3 e mostrato in figura 3. </li><li> Trasferimento colonie ragnetto da fagioli borlotti su piante giovani di cotone in 4-5 vera stadio fogliare. <ol><li> Trasferire 3 masse di acari per le piante leggermente infestate. Nota: A livelli molto elevati di infestazione, acari formano masse o capsule 11 e si trovano appesi a punte delle foglie, come mostrato nella figura 4. <ol><li> Mettere una padella con fagioli pinto punta foglia contenente masse TSSM. </li><li> Tagliare pinto punte delle foglie di fagioli con le forbici, permettendo masse TSSM cadere nella vaschetta come mostrato nelle figure 5 e 6. </li><li> Girare vaschetta capovolta su piante di cotone e masse rubinetto TSSM su piante di cotone coltivate in vassoi di plastica come mostrato in Figura 7. Nota: Ogni vassoio conteneva ~ 100 piante di cotone. </li><li> diffondere in modo casuale 3 masse di TSSM su piante di cotone. </li></ol></li><li> Trasferimento 20 masse per medially piante infestate. <ol><li> Mettere una padella con fagioli pinto punta foglia contenente masse TSSM. </li><li> Tagliare punte pinto foglia di fagioli con le forbici, permettendo loro di cadere nella padella. </li><li> Raccogliere 20 masse in padella. </li><li> Girare padella a testa in giù sopra le piante di cotone e picchiettare masse TSSM Onto ~ 100 piante di cotone sollevate nella serra. </li></ol></li><li> Trasferimento 40 masse per le piante pesantemente infestate. <ol><li> Mettere una padella con fagioli pinto punta foglia contenente masse TSSM. </li><li> Tagliare punte pinto foglia di fagioli con le forbici, permettendo loro di cadere nella padella. </li><li> Raccogliere 40 masse in padella. </li><li> Girare pan testa in giù su piante di cotone, toccare fuori masse TSSM Onto ~ 100 piante di cotone e diffonderli in modo casuale. </li></ol></li></ol></li></ol><img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig3.jpg" /> Figura 3. piante di cotone con 4-5 stadio fogliare. the cotiledoni emergono dal terreno come strutture simili a foglie orientati opposti l&#39;uno all&#39;altro sullo stelo piantina. Il meristema apicale emerge attraverso i cotiledoni e forma le prime foglie vere. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig3large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig4.jpg" /> Figura 4. masse TSSM appeso su una foglia di fagiolo trifoliate. TSSM vive in colonie e quando le popolazioni raggiungono ad alta densità, formano masse o strutture Boll-like e riuniscono le punte delle foglie per la dispersione. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig4large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig5.jpg" /> Figura 5. taglio punte delle foglie pinto bean contenenti una massa TSSM con le forbici. suggerimenti trifoliate foglia di fagiolo contenenti masse TSSM sono stati rimossi con le forbici per infestanti piante di cotone. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig5large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig6.jpg" /> Figura 6. masse TSSM su punte delle foglie di fagioli collocato all&#39;interno della pentola. Quando un numero sufficiente di consigli trifogliolate foglia di fagiolo con TSSM sono stati trovati negli impianti di prova, sono stati rimossi e collocati all&#39;interno della pentola. Questi campioni sono stati utilizzati per infestare categorie di trattamento: leggeri, medi e pesanti che ha ricevuto 3, 20 e 40 masse di TSSM, rispettivamente. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig6large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> </a&gt; <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig7.jpg" /> Figura 7. Ruotando vaschetta capovolta. Le vaschette contenenti le punte delle foglie di fagioli trifoliate con TSSM erano rivolti a testa in giù sul baldacchino di cotone ad infestare le piante di prova. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig7large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> 3. Le piante di scansione TSSM Infested cotone con il sensore ottico multispettrale <ol><li> Orizzontalmente montare il sensore ottico sul telaio serra circa 7 ft sopra il pavimento, come mostrato nella Figura 8. Impostare la distanza tra lo scanner e il tettuccio impianto a 36&quot; . Utilizzare una livella per assicurare che il sensore è sulla stessa linea orizzontale. </li><li> Posizionare i vassoi non infestate di piante di cotone su un carrello di spinta ruote. </li><li> Attivare l&#39;interruttore del sensore e spingere lentamente il cart sotto il sensore finché il vassoio passa completamente la testa sensore come mostrato nella Figura 8. Spegnere l&#39;interruttore. Ritrarre il carro. </li><li> Ripetere il punto 3.3 per tre volte, per un totale di 3 repliche. </li><li> Ripetere questa procedura per tutti i vassoi di cotone. </li><li> Ripetere la scansione al giorno 1, 5, dal 6, 7 giorni, Giorno 9 Giorno 10, 12 giorno, giorno 13 e il giorno 14 dopo il trattamento (DAT). La scansione a condizione che il NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) Valori 12. Trasmettere i valori NDVI per e memorizzare su un Pocket PC che poi possono essere scaricati su un computer in formato di testo. NOTA: NDVI è stato calcolato dalla seguente equazione: NDVI = (NIR - RED) / (NIR + RED), dove il rosso e NIR sono i valori di riflettanza spettrale (0-255) in rosso e nel vicino infrarosso spettri a 660 e 770 nm, rispettivamente. </li></ol><img alt="Figura 8" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig8.jpg" /> Figura 8. musensore ottico ltispectral utilizzato per misurare quantitativamente la salute delle piante di cotone infestate con diversi livelli di densità di TSSM. Il carrello da spingere ruote con piante di prova sono stati lentamente attraversato sotto la testa del sensore per ottenere valori di riflettanza spettrale. a è la testa del sensore; b è pocket PC; c è vano batterie e porte di ingresso / uscita; d è il cavo seriale RS-232 di dati ed e è la carta del mestiere per fornire sfondo uniforme. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig8large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> 4. Analisi dei dati <ol><li> Ottenere i valori massimi dell&#39;NDVI utilizzando la procedura Proc mezzi 13. Calcolare la riduzione percentuale dei valori di NDVI per ogni giorno di osservazione usando Giorno 0 come valore di riferimento. Analizzare i dati utilizzando la procedura di ripetute misure PROC GLM &lt;sup class = &quot;xref&quot;&gt; 13. NOTA: I mezzi sono stati separati utilizzando più di test Intervallo del Duncan in P = 0.05. Mezzi con le stesse lettere minuscole non erano significativamente differenti. </li><li> Effettuare illustrazioni grafiche dei dati 14 come mostrato in figura 9. </li></ol><img alt="Figura 9" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig9.jpg" /> Figura 9. riduzione percentuale o variazione NDVI relative al giorni dopo il trattamento. software JMP venne usato per illustrare graficamente la relazione funzionale tra variazione percentuale rispetto al NDVI giorni di campionamento (DAT). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig9large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a>

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The authors have nothing to disclose.

Convenzionalmente, i test di efficacia insetticida condotte nel campo comprendono diversi trattamenti della chimica applicata a velocità diverse e rispetto ad un controllo non trattato. Acaricidi con vari profili di tossicità contro instar e adulti fasi di TSSM vengono valutati per determinare se i danni causati da essi potrebbe essere ridotto dal trattamento chimico. campioni TSSM vengono raccolti e portati al laboratorio dove vengono esaminate al microscopio e fasi diverse di TSSM sono contati e registrati. È di fondamentale importanza per prelevare campioni adeguati della pianta ospite per determinare il danno in ogni trattamento e differenziarli con precisione statisticamente accettabile. Il numero di campioni necessari per differenziare i trattamenti tra loro dipende dal profilo di distribuzione dell&#39;organismo. distribuzione molto chiazze della TSSM porta ad una notevole quantità di variazione tra aree campione, e molte piante deve essere campionatoPer garantire la riproducibilità delle stime di popolazione. Tuttavia, budget, manodopera, tempo e precisione statistica sono fattori importanti che urtano tecniche di campionamento. È necessario, dunque il ricercatore di allocare le risorse disponibili in modo ottimale per condurre il campionamento con il minor costo ma con la maggior parte di precisione. Entomologi in luogo delle fasi TSSM conteggio punteggio visivamente il danno basata su una scala da nessun danno ai diversi livelli di danneggiamento. Per esempio, alcuni ricercatori hanno proposto di campionamento binomiale, dove solo la percentuale di foglie infestate è stato segnato piuttosto che il numero di acari per foglia 9, 19. Altri stimato danni TSSM su cotone basata su una scala di indice foglia arrossamento, che variava da punteggiatura e arrossamento all&#39;ampia arrossamento della vegetazione tettoia 19. Questi metodi sono arbitrarie, aneddotica e viziate da percezioni individuali del grado di danno.è necessaria una valutazione più robusta e quantitativa dei danni causati da TSSM per valutare e separare i trattamenti con precisione statistica. Il sensore ottico multispettrale terrestre sembra essere uno strumento di campionamento migliorato per determinare quantitativamente il danno inflitto da TSSM e di separare i trattamenti più precisamente rispetto al sistema di punteggio visivo danno adottata da molti ricercatori. Tuttavia, i ricercatori hanno riferito che i dati intensiva telerilevamento iperspettrale disponibile numerose firme spettrali per identificare e rilevare sollecitazioni colture e caratteristiche baldacchino rispetto al telerilevamento multispettrale che è meno dati intensivo con due lunghezze d&#39;onda 20, 21. Utilizzando uno spettrometro iperspettrale, Reisig e Godfrey scoperto che la lunghezza d&#39;onda NIR riflettanza ≈850 nm come uno spettro informativo per distinguere artropodi infestata cotone non infestate 22. In questo studio, abbiamo dimostrato che i valori di riflettanza multispettrale (NIR valore essere ≈770 nm) con soli due bande spettrali erano in grado di identificare e caratterizzare piante di cotone infestate con diverse densità di TSSM. Inoltre, abbiamo riportato in precedenza che il sensore ottico multispettrale non solo efficacemente separate piante di cotone infestate con più diverse categorie di densità di TSSM, ma anche mostrato che spiromesifen era più efficace abamectina nel controllo TSSM all&#39;inizio cotone stagione in serra a metà tasso del tasso più basso dell&#39;etichetta 23. Il sensore ottico multispettrale potrebbe essere montato su una piattaforma di ricerca mobile e dei valori di riflettanza possono essere ottenute dalle zone trattate di tettoie vegetazione senza soggettività umana. dati di efficacia acaricidi possono così essere ottenuti senza molto lavoro umano. I dati NDVI possono essere facilmente caricati al computer e analizzati utilizzando commerciale statisticaSoftware. Un ricevitore GPS può anche essere montato sulla piattaforma mobile per raccogliere le coordinate GPS per generare una mappa danneggiamento del campo. Uso di firme riflettanza multispettrale dalla cupola della pianta, il sensore ottico multispettrale fornisce un mezzo rapido ed economico per identificare e quantificare lo stress delle piante. Inoltre, un&#39;area molto più grande del campo può essere coperto in meno tempo e con una risoluzione spaziale di chioma dell&#39;impianto rispetto ai tradizionali scouting campo. E &#39;importante ricordare che il livello di soglia per danni TSSM sul cotone è variabile da regione a regione negli Stati Uniti. Ad esempio, i danni TSSM sarebbe più alto in un ambiente arido come ad esempio in California rispetto alla regione Midsouth dove le precipitazioni e umidità elevata, spesso prevalgono 24. Pertanto, le perdite di produzione dovute a danni TSSM sarà variabile e quindi è la soglia di danno. Tuttavia, i rapporti da Mississippi, Arkansas e Tennessee rivelano che il livello di sogliaper TSSM su cotone sembra essere quando 30 al 50% delle piante sono infestati e popolazioni sono attivamente aumentando 5. Inoltre, campi coltivati ​​vegetali sono esposti a stress multipli compresi sollecitazioni acqua e l&#39;alimentazione degli erbivori artropodi e le interazioni tra queste attività possono ridurre notevolmente la produttività dell&#39;impianto e sono suscettibili di influenzare soglia di danno. Il TSSM può ridurre la conduttanza stomatica, fotosintesi e traspirazione in cotone 25. Piante coltivate in serra sono influenzate dalla radiazione di luce UV e lo fa influenzare significativamente la funzione stomatico, fotosintesi e tettuccio morfologia 26, 27 e probabilmente potrebbe avere un effetto additivo sullo stress pianta. Tuttavia, TSSM è capace di radiazione UV evitando avendo accesso a habitat protetti dalla radiazione solare sulla superficie inferiore della copertura dell&#39;impianto 28, 29 &lt;/ sup&gt;, 30, in cui risiede. L&#39;altezza del sensore ottico di sopra della copertura bersaglio e l&#39;orientamento del sensore rispetto al bersaglio sono fattori importanti che hanno influenzato significativamente i valori di riflettanza ottenuti dal sensore ottico multispettrale 31. Ad esempio, quando la piattaforma di ricerca cellulare attraversa attraverso un campo di coltura fila come quando vela cotone è aperto, il sensore è in grado di produrre risultati diversi a seconda dell&#39;orientamento del sensore, sia parallele o perpendicolari alla fila. È anche probabile che il suolo ed altro materiale di possono influenzare notevolmente le letture del sensore, specialmente quando il sensore è orientato perpendicolarmente alla riga. Per ottenere la massima risposta dal sensore, la testa del sensore deve essere orientata in linea con e direttamente sopra le righe. Sebbene orientare il fascio di luce perpendicolare alle file è più potrebbe raccogliere indietroterra terreno riflettanza, puo &#39;essere accettabile, tuttavia, quando tettuccio cotone viene chiusa con vegetazione. Inoltre, gli operatori dovrebbero seguire le raccomandazioni del fabbricante su una gamma di altezza operativo di 81-122 cm ed orientare la testa del sensore in linea con l&#39;obiettivo di ottenere la massima risposta segnale. È importante caricare la batteria del sensore prima dell&#39;uso o dovrebbe essere mantenuto collegato a evitare guasti. basso livello di carica è in grado di produrre letture errate.

Due macchie ragnetto, Tetranychus urticae (Koch) è un parassita polifago e cosmopolita campo molti e piante orticole 1, 2. Vive tessiture all&#39;interno in colonie sulla superficie inferiore della pianta 3, 4. Essa si è evoluta da essere una stagione in ritardo a un inizio di stagione dei parassiti nella metà del sud degli Stati Uniti negli ultimi dieci anni 5. TSSM era il 5 ° dei parassiti più dannosi di cotone e causato una perdita stimata di 57,441 balle di cotone e di riduzione del 0,167% del rendimento negli Stati Uniti nel 2011 6, 7. Il suo ciclo di vita breve, ad alta fecondità e la determinazione del sesso aploidi-diploide combinata con la capacità di digerire e disintossicare xenobiotici hanno aggravato lo sviluppo della resistenza ai pesticidi 8. Attualmente, acaricidi rimangono come l&#39;Omeccanismo di controllo olo affidabile per la soppressione di T. urticae. Pertanto, entomologi campo valutano costantemente acaricidi attualmente disponibili e di nuova concezione per l&#39;efficacia. La stima dei danni da acari si svolge generalmente segnando danno su una scala personale a causa della difficoltà incontrata nel conteggio manualmente gli acari. Alcuni condotto campionamento binomiale, dove solo la percentuale di foglie infestate è stato segnato piuttosto che il numero di acari per anta 9. Una scala indice foglia arrossamento, che variava da punteggiatura e arrossamento all&#39;ampia arrossamento della vegetazione, è stato utilizzato come criterio di valutazione dei danni. Il modello di distribuzione spaziale di T. urticae su cotone conformato ad un modello di distribuzione clumped 9. Gli acari sono distribuiti sul fogliame di cotone da sparse a pesantemente cluster e rimangono quindi in condizioni di campo. Tale distribuzione modello coucoppiato sue piccole dimensioni, mobilità e riproduzione prolifica rende enumerazione di TSSM difficile. tecniche alternative affidabili sono necessari per la valutazione della densità di acari, al fine di valutare quantitativamente l&#39;efficacia di acaricidi contro TSSM. L&#39;obiettivo di questo studio era di separare piante di cotone danneggiate da diverse densità di TSSM utilizzando un sensore ottico multispettrale. Il nostro intento era di determinare se il sensore ottico terrestre potrebbe classificare e separare piante di cotone sani da quelli danneggiati dagli acari.

<table><tbody><tr><td>GreenSeeker</td><td>Trimble Ag. Division&lt;br /&gt;Westminster, CO</td><td>Model 505</td><td>Red NDVI sensor</td></tr><tr><td>Pinto beans</td><td>Producer&#039;s Co-op., Bryan, TX</td><td>Not applicable</td><td>Free choice item</td></tr><tr><td>Deltapine cotton seeds</td><td>Brazos Bottom Crop Care, Caldwell, TX77836</td><td>Not applicable</td><td>436 RR; NonBt &amp;amp; RoundUp Ready</td></tr><tr><td>Plastic trays</td><td>BWI, Schulenberg, TX</td><td>FG1020NL7</td><td>56 cm x 28 cm</td></tr><tr><td>Label sticks</td><td>Gempler&#039;s, Janesville, WI 53547</td><td>Item # 151276</td><td>Durable spike-style pot markers</td></tr><tr><td>4-wheel Garden push cart</td><td>Farm Tek, Dyersville, IA 52040</td><td>Item # 108676</td><td>61 cm x 122 cm</td></tr></tbody></table>

remote sensing evaluation of two-spotted spider mite damage on greenhouse cotton

The objective of this study was to evaluate a ground-based multispectral optical sensor as a remote sensing tool to assess foliar damage caused by the two-spotted spider mite (TSSM), Tetranychus urticae Koch, on greenhouse grown cotton. TSSM is a polyphagous pest which occurs on a variety of field and horticultural crops. It often becomes an early season pest of cotton in damaging proportions as opposed to being a late season innocuous pest in the mid-southern United States. Evaluation of acaricides is important for maintaining the efficacy of and preventing resistance to the currently available arsenal of chemicals and newly developed control agents. Enumeration of spider mites for efficacy evaluations is laborious and time consuming. Therefore, subjective visual damage rating is commonly used to assess density of spider mites. The NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) is the most widely used statistic to describe the spectral reflectance characteristics of vegetation canopy to assess plant stress and health consequent to spider mite infestations. Results demonstrated that a multispectral optical sensor is an effective tool in distinguishing varying levels of infestation caused by T. urticae on early season cotton. This remote sensing technique may be used in lieu of a visual rating to evaluate insecticide treatments.

Il sensore emette luce rossa e infrarossa e questa luce a sua volta viene riflessa dalla cupola della pianta. La luce riflessa serve come una misura quantitativa del visibile e vicino infrarosso bande dello spettro elettromagnetico ed è numericamente registrata come NDVI (Normalized Difference Indice di Vegetazione) lettura. I valori NDVI variano da 0 a 0,99. Più alto è il NDVI lettura il più sano il baldacchino pianta. vegetazione sana assorbe la luce visibile e riflette la luce nel vicino infrarosso e la vegetazione malsana riflette la luce più visibile e meno luce nel vicino infrarosso. NDVI serve come un surrogato di attività fotosintetica e questa proprietà spettrale è altamente correlata alla radiazione fotosinteticamente attiva 15, 16, 17, 18. valori molto bassi di NDVI (0,1 e sotto) corrisponde alle aree sterili di roccia osabbia, mentre valori moderati (0,2 ÷ 0,3) rappresentano arbusti e prati e valori elevati (da 0,6 a 0,8) indicano vegetazione temperato e tropicale. Le misure di riflettanza sono state ottenute in condizioni di luce diurna nelle regioni rosse e vicino infrarosso degli spettri. NDVI è stata calcolata dalla seguente equazione: NDVI = (NIR - RED) / (NIR + RED), dove il rosso e NIR sono i valori spettrali di riflettanza (0-255) nelle spettri rossi e nel vicino infrarosso a 660 e 770 nm, rispettivamente. La riflettanza sensore registra valori ogni 100 msec. Le letture massime NDVI abbattuti da una matrice di valori NDVI presi ogni volta dal sensore sono stati usati nelle analisi per minimizzare sfondo riflettanza e per fornire valori numerici costantemente ripetibili. L&#39;analisi della varianza dei dati ha rivelato che sono state osservate differenze significative nella riduzione percentuale NDVI tra leggerezza, medially e pesantemente infestate piante di cotone rispetto al controllo non trattato (F = 436,4; P &lt;0.0001; df = 3, 32). I valori NDVI che descrivono vigore della pianta durante il periodo di test variava significativamente tra giorni di osservazione (F = 1398,2; P &lt;0.0001; df = 8, 256). Inoltre, la riduzione percentuale dei valori NDVI stati inversamente correlata ai trattamenti durante il periodo di osservazione (DAT), ma raramente tendeva a discostarsi da questo modello e interagire significativamente con DAT (F = 201,5; P &lt;0.0001; df = 24, 256) . I criteri di prova MANOVA per effetto DAT era significativo così (λ del Wilk = 0,00,913 mila; F = 339.0; P &lt;0.0001; df = 8, 25). Analogamente, l&#39;interazione tra DAT e il trattamento era significativa (λ del Wilk = 0,00,101 mila; F = 29,8; P &lt;0.0001; df = 24, 73). La figura 9 mostra la variazione percentuale in vigore della pianta come dimostrato dai valori NDVI durante il periodo di osservazione. A per positivavariazione cento in valore NDVI indica la coltivazione di piante sane, mentre un valore negativo indica che il vigore della pianta è diminuita poiché la prima misura (cioè giorno 0) è stata effettuata. Le piante di controllo non infestate hanno mostrato un aumento della crescita vegetativa durante tutto il corso dello studio, mentre le piante TSSM-infestate hanno mostrato il degrado in salute nel tempo. Significare separazione dei trattamenti indicati nella tabella 1 rivela che nessuna differenza definibile in riduzione percentuale NDVI tra categorie di trattamento (leggeri, medi e pesanti) e il controllo è stato osservato fino al giorno 5 quando le classi infestazione significativamente deviato dal controllo e rimasero così schiacciante successivamente . Questi dati dimostrano che il sensore ottico può essere efficacemente utilizzato al posto di campionamento manuale laborioso per valutare l&#39;efficacia del trattamento contro acaricidi su cotone. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan = &quot;10&quot;&gt; giorni dopo il trattamento (DAT) </td></tr><tr><td> infestazione Categoria </td><td> 1 </td><td> 5 </td><td> 6 </td><td> 7 </td><td> 9 </td><td> 10 </td><td> 12 </td><td> 13 </td><td> 14 </td></tr><tr><td> Controllo </td><td> 1.18 ± 0.33a </td><td> 2.70 ± 0.40A </td><td> 4.0 ± 0.36A </td><td> 3.94 ± 0.37a </td><td> 3.68 ± 0.53a </td><td> 2.57 ± 0.42a </td><td> 2.96 ± 0.47a </td><td> 3.48 ± 0.38a </td><td> 3.08 ± 0.22A </td></tr><tr><td> Leggero </td><td> -0.13 ± 0.13b </td><td> -0.71 ± 0.29b </td><td> -0.65 ± 0.28b </td><td> -2.02 ± 0.47b </td><td> -5,68 ± 0.72b </td><td> -11,17 ± 0.94b </td><td> -15,73 ± 1.76b </td><td> -19,54 ± 1.68b </td><td> -24,9 ± 1.90b </td></tr><tr><td> medio </td><td> -1,83 ± 0.42c </td><td> -7,06 ± 0.63c </td><td> -9,61 ± 0.53c </td><td> -10,39 ± 0.57c </td><td> -17,06 ± 0.80c </td><td> -26,92 ± 0.72c </td><td> -33,84 ± 0.96c </td><td> -37,05 ± 1.14c </td><td> -41,74 ± 0.73c </td></tr><tr><td> pesante </td><td> -0.97 ± 0.58bc </td><td> -11,76 ± 0.29d </td><td> -13,83 ± 0.86d </td><td> -15.20 ± 0.63d </td><td> -25.0 ± 1.0d </td><td> -34,63 ± 0.54d </td><td> -39,07 ± 0.94d </td><td> -42,68 ± 0.62d </td><td> -46,71 ± 0,63 </td></tr></tbody></table> Tabella 1: riduzione percentuale in Max NDVI dopo piante di cotone erano infestate con numero di cluster o masse di TSSM variabile. piante di cotone coltivate in vassoi di plastica nella serra erano infestati da tre categorie di densità ragnetto. Light Categoria ricevuto 3 masse o cluster di TSSM a vassoi, categoria medio ricevuto 20 masse per vassoio e categoria Heavy ricevuto 40 masse per vassoio. Mezzi sono stati separati dal controllo secondo Mult Duncaniple prova Range (P = 0.05). Mezzi seguita dalla stessa lettera minuscola non erano significativamente differenti al 5% di probabilità.

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Remote Sensing Evaluation of Two-spotted Spider Mite Damage on Greenhouse Cotton

Questo manoscritto descrive un sensore ottico multispettrale che effettivamente rilevato un danno ai primi cotone stagione artificialmente infestato con diverse densità di popolazioni ragnetto due maculato.

Valutazione Remote Sensing of Two-macchiato Danni ragnetto su Greenhouse Cotton

The objective of this study was to evaluate a ground-based multispectral optical sensor as a remote sensing tool to assess foliar damage caused by the ...

remote-sensing-evaluation-two-spotted-spider-mite-damage-on

Research

JoVE Journal

Environment

8.5K Views.  USDA-ARS, SPARC-AATRU.  Questo manoscritto descrive un sensore ottico multispettrale che effettivamente rilevato un danno ai primi cotone stagione artificialmente infestato con diverse densità di popolazioni ragnetto due maculato. 

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Application of Two-spotted Spider Mite Tetranychus urticae for Plant-pest Interaction Studies

The two-spotted spider mite, Tetranychus urticae, is a ubiquitous polyphagous arthropod herbivore that feeds on a remarkably broad array of species, with more than 150 of economic value. It is a major pest of greenhouse crops, especially in Solanaceae and Cucurbitaceae (e.g., tomatoes, eggplants, peppers, cucumbers, zucchini) and greenhouse ornamentals (e.g., roses, chrysanthemum, carnations), annual field crops (such as maize, cotton, soybean, and sugar beet), and in perennial cultures (alfalfa, strawberries, grapes, citruses, and plums)1,2. In addition to the extreme polyphagy that makes it an important agricultural pest, T. urticae has a tendency to develop resistance to a wide array of insecticides and acaricides that are used for its control3-7.
T. urticae is an excellent experimental organism, as it has a rapid life cycle (7 days at 27 &#176;C) and can be easily maintained at high density in the laboratory. Methods to assay gene expression (including in situ hybridization and antibody staining) and to inactivate expression of spider mite endogenous genes using RNA interference have been developed8-10. Recently, the whole genome sequence of T. urticae has been reported, creating an opportunity to develop this pest herbivore as a model organism with equivalent genomic resources that already exist in some of its host plants (Arabidopsis thaliana and the&#160;tomato Solanum lycopersicum)11. Together, these&#160;model organisms could provide insights into molecular bases of plant-pest interactions.
Here, an efficient method for quick and easy collection of a large number of adult female mites, their application on an experimental plant host, and the assessment of the plant damage due to spider mite feeding are described. The presented protocol enables fast and efficient collection of hundreds of individuals at any developmental stage (eggs, larvae, nymphs, adult males, and females) that can be used for subsequent experimental application.

Application of Two-spotted Spider Mite Tetranychus urticae for Plant-pest Interaction Studies

Protocols for efficient preparation of homogenous samples of spider mites, infestation of experimental plants, and assessment of plant damage, as required for studies of plant-pest interaction were developed.

Applicazione di due-macchiato Spider Mite<em&gt; Tetranychus urticae</em&gt; Per gli Studi Plant-parassita di interazione

The two-spotted spider mite, Tetranychus urticae, is a ubiquitous polyphagous arthropod herbivore that feeds on a remarkably broad array of species, with ...

Ricerca

Ambiente

Development of Metarhizium anisopliae as a Mycoinsecticide: From Isolation to Field Performance

A major concern when developing commercial mycoinsecticides is the kill speed compared to that of chemical insecticides. Therefore, isolation and screening for the selection of a fast-acting, highly virulent entomopathogenic fungus are important steps. Entomopathogenic fungi, such as Metarhizium, Beauveria, and Nomurea, which act by contact, are better suited than Bacillus thuringiensis or nucleopolyhedrosis virus (NPV), which must be ingested by the insect pest. In the present work, we isolated 68 Metarhizium strains from infected insects using a soil dilution and bait method. The isolates were identified by the amplification and sequencing of the ITS1-5.8S-ITS2 and 26S rDNA region. The most virulent strain of Metarhizium anisopliae was selected based on the median lethal concentration (LC50) and time (LT50) obtained in insect bioassays against III-instar larvae of Helicoverpa armigera. The mass production of spores by the selected strain was carried out with solid-state fermentation (SSF) using rice as a substrate for 14 days. Spores were extracted from the sporulated biomass using 0.1% tween-80, and different formulations of the spores were prepared. Field trials of the formulations for the control of an H. armigera infestation in pigeon peas were carried out by randomized block design. The infestation control levels obtained with oil and aqueous formulations (78.0% and 70.9%, respectively) were better than the 63.4% obtained with chemical pesticide.

Development of Metarhizium anisopliae as a Mycoinsecticide: From Isolation to Field Performance

Here, we report the different stages involved in the knowledge-based development of an effective mycoinsecticide, including the isolation, identification, screening, and selection of the "best-fit" entomopathogenic fungus, Metarhizium anisopliae, for the control of insect pests in agriculture.

Sviluppo di<em&gt; Metarhizium anisopliae</em&gt; Come micosintetizzatore: dall&#39;isolamento al campo

A major concern when developing commercial mycoinsecticides is the kill speed compared to that of chemical insecticides. Therefore, isolation and ...

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

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 rates of mortality in populations, which has a variety of applications in ecology, including agricultural ecosystems. Horizontal, or cohort-based, life tables provide for the most direct and accurate method of quantifying vital population rates because they follow a group of individuals in a population from birth to death. Here, protocols are presented for conducting and analyzing cohort-based life tables in the field that takes advantage of the sessile nature of the immature life stages of a global insect pest, Bemisia tabaci. Individual insects are located on the underside of cotton leaves and are marked by drawing a small circle around the insect with a non-toxic pen. This insect can then be observed repeatedly over time with the aid of hand lenses to measure development from one stage to the next and to identify stage-specific causes of death associated with natural and introduced mortality forces. Analyses explain how to correctly measure multiple mortality forces that act contemporaneously within each stage and how to use such data to provide meaningful population dynamic metrics. The method does not directly account for adult survival and reproduction, which limits inference to dynamics of immature stages. An example is presented that focused on measuring the impact of bottom-up (plant quality) and top-down (natural enemies) effects on the mortality dynamics of B. tabaci in the cotton system.

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

Life tables allow quantification of the sources and rates of mortality in insect populations and contribute to understanding, predicting and manipulating population dynamics in agroecosystems. Methods for conducting and analyzing cohort-based life tables in the field for an insect with sessile immature life stages are presented.

Metodologia per lo sviluppo di tavole di sopravvivenza per insetti Sessile nel campo utilizzando la Whitefly, Bemisia tabaci, in cotone come un modello di sistema

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 ...

Screening Cotton Genotypes for Reniform Nematode Resistance

A rapid non-destructive reniform nematode (Rotylenchulus reniformis) screening protocol is needed for the development of resistant cotton (Gossypium hirsutum) varieties to improve nematode management. Most protocols involve extracting vermiform nematodes or eggs from the cotton root system or potting soil to determine population density or reproduction rate. These approaches are generally time-consuming with a small number of genotypes evaluated. An alternative approach is described here in which the root system is visually examined for nematode infection. The protocol involves inoculating cotton seedling 7 days after planting with vermiform nematodes and determining the number of females attached to the root system 28 days after inoculation. Data are expressed as the number of females per gram of fresh root weight to adjust for variation in root growth. The protocol provides an excellent method for evaluating host-plant resistance associated with the ability of the nematode to establish an infection site; however, resistance that hinders nematode reproduction is not assessed. As with other screening protocols, variation is commonly observed in nematode infection among individual genotypes within and between experiments. Data are presented to illustrate the range of variation observed using the protocol. To adjust for this variation, control genotypes are included in experiments. Nonetheless, the protocol provides a simple and rapid method to evaluate host-plant resistance. The protocol has been successfully used to identify resistant accessions from the G. arboreum germplasm collection and evaluate segregating populations of more than 300 individuals to determine the genetics of resistance. A vegetative propagation method for recovering plants for resistance breeding was also developed. After removal of the root system for nematode evaluation, the vegetative shoot is replanted to allow the development of a new root system. More than 95% of the shoots typically develop a new root system with plants reaching maturity.

Here, a protocol is presented for the rapid non-destructive screening of cotton genotypes for reniform nematode resistance. The protocol involves visually examining the roots of nematode-infected cotton seedlings to determine infection response. The vegetative shoot from each plant is then propagated to recover plants for seed production.

Screening dei genotipi del cotone per la Resistenza ai Nematode Reniforme

A rapid non-destructive reniform nematode (Rotylenchulus reniformis) screening protocol is needed for the development of resistant cotton (Gossypium ...

Genetica

Evaluating Dryocosmus Kuriphilus-induced Damage on Castanea Sativa

Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu has become a major pest for Castaneasativa since its arrival in Europe. Its galling activity results in the formation of different gall types and prevents the development of normal shoots. Repeated and uncontrolled attacks cause, besides the production of galls and the attendant gall-related reduction in leaf area, progressive corruption of the branch architecture, including the death of branch parts, and an increase in dormant bud activation. Thus far, there have been few attempts to quantify branch architecture damage. Further, the different methods for assessing infestation degree (MAID) that have been developed focus only on the galls' presence and abundance.
Using the leaf area to sapwood area relationship as a green biomass indicator, we developed in a previous study a damage composite index (DCI) that takes into account the most important branch architectural features, allowing for realistic damage assessment during the entire epidemic process. 
The aim of this study is to present this novel method and highlight differences in the damage description with respect to other broadly used indices. Results show how the DCI depicts branch damage better, especially during the epidemic peak, compared to MAID, which tend to underestimate it. We conclude by suggesting how to properly evaluate the overall impact of the pest by means of our composite damage index, the infestation degree using classic methods, and crown transparency evaluations.

Evaluating Dryocosmus Kuriphilus-induced Damage on Castanea Sativa

It is common practice to assess the damage caused by Dryocosmus kuriphilus by considering the abundance of galls alone rather than by also taking related branch corruption into consideration. We propose a composite damage index that takes into account the most important branch features, thus enabling more realistic damage assessment.

Valutazione di Dryocosmus Kuriphilus-ha indotto il danno su Castanea Sativa

Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu has become a major pest for Castaneasativa since its arrival in Europe. Its galling activity results in the formation of ...

Methodology to Test Control Agents and Insecticides Against the Coffee Berry Borer Hypothenemus hampei

Prior to recommending insecticides to treat the coffee berry borer (CBB) Hypothenemus hampei, it is valuable to know the mortality and repellency of these insecticides against adult insects or their impact on reproductive output. However, currently available methods assess adult mortality only, limiting the selection of novel insecticides with a different mode of action. In this work, different experimental methods were examined to identify the diverse effects on the CBB under laboratory conditions. For this, green coffee fruits (GFs) were collected and disinfected by immersion in sodium hypochlorite solution followed by UV light irradiation. In parallel, CBB adults from a colony were disinfected by immersion in sodium hypochlorite solution. To assess fruit protection (preinfestation), the fruits were placed in plastic boxes, and the insecticides were applied. Then, the CBB adults were released at a rate of two CBBs per GF. The GFs were left under controlled conditions to evaluate CBB infestation and survival after 1, 7, 15, and 21 days. To evaluate insecticide efficacy after CBB infestation (postinfestation), CBB adults were released to the GFs in a 2:1 ratio for 3 h at 21 &#176;C. Infested fruits showing CBB adults with their abdomens partially exposed were selected and placed in 96-well racks, and the CBBs boring into the fruits were treated directly. After 20 days, the fruits were dissected, and the CBB biological stages inside each fruit were recorded. The GFs served as substrates that mimic natural conditions to evaluate toxic, chemical, and biological insecticides against the CBB.

Methodology to Test Control Agents and Insecticides Against the Coffee Berry Borer Hypothenemus hampei

A method using green coffee fruits (GFs) was developed to test the toxicity of insecticides against the coffee berry borer (CBB). Insecticides or toxic substances were applied to disinfected GFs before or after CBB infestation. Insect mortality, repellency, and reproductive capacity, in addition to other parameters, were evaluated.

Metodologia per testare agenti di controllo e insetticidi contro la bacca di caffè Borer Hypothenemus hampei

Prior to recommending insecticides to treat the coffee berry borer (CBB) Hypothenemus hampei, it is valuable to know the mortality and repellency of these ...

Evaluating the Effect of Pesticides on the Larvae of the Solitary Bees

Current ecological risk assessments of pesticides on pollinators have primarily considered only laboratory conditions. For the larvae of solitary bees, ingestion of provisions contaminated with pesticides may increase the mortality rate of the larvae, decrease the collection rate and the population of adult solitary bees in the next year from a demographic perspective. But there are limited studies on the effects of pesticides on the larvae of solitary bees. Therefore, understanding how pesticides influence the larvae of solitary bees should be considered an integral part of pesticide ecological risk assessment. This study presents a method to expose the larvae of solitary bee, Osmia excavata, to lethal or sublethal doses of pesticide, tracking larval weight gain, developmental duration, eclosion ability, and food consumption efficiency conversion of ingested food. To demonstrate the effectiveness of this method, the larvae of O. excavata were fed with provisions containing acute lethal and sublethal doses of chlorpyrifos. Then, the above indexes of the treated larvae were investigated. This technique helps to predict and mitigate the risk of pesticides to pollinators.

The present protocol explains a method to feed pesticide-contaminated provisions to the larvae of the solitary bees, Osmia excavata. The procedure examines the ecotoxicity of the pesticide to the larvae of the solitary bees.

Valutare l'effetto dei pesticidi sulle larve delle api solitarie

Current ecological risk assessments of pesticides on pollinators have primarily considered only laboratory conditions. For the larvae of solitary bees, ...

Biochimica

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.

Saggi biologici per la resistenza di monitoraggio Insetticida

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

Biologia

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.

Protocolli per Indagare la distribuzione Host-tessuti, trasmissione-mode, e Effetto sul Fitness ospite di un Densovirus in cotone bollworm

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

Immunologia e infezioni

Agrobacterium-Mediated Virus-Induced Gene Silencing Assay In Cotton

Cotton (Gossypium hirsutum) is one of the most important crops worldwide. Considerable efforts have been made on molecular breeding of new varieties. The large-scale gene functional analysis in cotton has been lagged behind most of the modern plant species, likely due to its large size of genome, gene duplication and polyploidy, long growth cycle and recalcitrance to genetic transformation1. To facilitate high throughput functional genetic/genomic study in cotton, we attempt to develop rapid and efficient transient assays to assess cotton gene functions.
Virus-Induced Gene Silencing (VIGS) is a powerful technique that was developed based on the host Post-Transcriptional Gene Silencing (PTGS) to repress viral proliferation2,3. Agrobacterium-mediated VIGS has been successfully applied in a wide range of dicots species such as Solanaceae, Arabidopsis and legume species, and monocots species including barley, wheat and maize, for various functional genomic studies3,4. As this rapid and efficient approach avoids plant transformation and overcomes functional redundancy, it is particularly attractive and suitable for functional genomic study in crop species like cotton not amenable for transformation.
In this study, we report the detailed protocol of Agrobacterium-mediated VIGS system in cotton. Among the several viral VIGS vectors, the tobacco rattle virus (TRV) invades a wide range of hosts and is able to spread vigorously throughout the entire plant yet produce mild symptoms on the hosts5. To monitor the silencing efficiency, GrCLA1, a homolog gene of Arabidopsis Cloroplastos alterados 1 gene (AtCLA1) in cotton, has been cloned and inserted into the VIGS binary vector pYL156. CLA1 gene is involved in chloroplast development6, and previous studies have shown that loss-of-function of AtCLA1 resulted in an albino phenotype on true leaves7, providing an excellent visual marker for silencing efficiency. At approximately two weeks post Agrobacterium infiltration, the albino phenotype started to appear on the true leaves, with 100% silencing efficiency in all replicated experiments. The silencing of endogenous gene expression was also confirmed by RT-PCR analysis. Significantly, silencing could potently occur in all the cultivars we tested, including various commercially grown varieties in Texas. This rapid and efficient Agrobacterium-mediated VIGS assay provides a very powerful tool for rapid large-scale analysis of gene functions at genome-wide level in cotton.

We present the detailed protocol for Agrobacterium-mediated virus-induced gene silencing (VIGS) assay in cotton. The tobacco rattle virus (TRV)-derived VIGS vectors were deployed to induce RNA silencing of cotton GrCLA1, Cloroplastos alterados 1 gene. The albino phenotype caused by silencing GrCLA1 was observed at the seedling stage within 2 weeks after inoculation.

Mediata da Agrobacterium Virus-Induced tacere Assay Gene In Cotone

Cotton (Gossypium hirsutum) is one of the most important crops worldwide. Considerable efforts have been made on molecular breeding of new varieties.  The ...

Valutazione Remote Sensing of Two-macchiato Danni ragnetto su Greenhouse Cotton

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Applicazione di due-macchiato Spider Mite

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