Helicoverpa armigeraに対するファイトケミカルの殺虫効果を評価するための摂食アッセイシステムの開発

要約

このプロトコルは鱗翅目の昆虫の幼虫に対するphytochemicalの潜在的に有毒な効果を評価するために義務的な供給の試金を記述する。これは、亜致死量および致死量、抑止活性、および生理学的効果の最適化が容易な、拡張性の高い昆虫バイオアッセイです。これは、環境に優しい殺虫剤のスクリーニングに使用できます。

要約

鱗翅目の昆虫であるHelicoverpa armigeraは、世界中に分布する多食性の害虫です。この草食性昆虫は、植物や農業の生産性を脅かす存在です。これに反応して、植物は昆虫の成長と生存に悪影響を与えるいくつかの植物化学物質を産生します。このプロトコルは昆虫の成長、開発および存続に対するphytochemical (quercetin)の効果を評価する義務的な供給の試金方法を示す。管理された条件下で、新生児は事前に定義された人工飼料で2番目の星齢まで維持されました。これらの2齢幼虫は、対照群とケルセチンを含む人工食を10日間摂食させました。昆虫の体重、発生段階、フラス重量、死亡率を隔日で記録しました。体重の変化、摂食パターンの違い、および発生表現型は、アッセイ時間全体を通じて評価されました。 記載の義務的摂食アッセイは、自然な摂取様式をシミュレートし、多数の昆虫にスケールアップすることができる。これにより、H. armigeraの成長動態、発生遷移、および全体的な適応度に対するファイトケミカルの影響を分析できます。さらに、このセットアップは、栄養パラメータや消化生理学的プロセスの変化を評価するためにも利用できます。本稿では、毒物学的研究、殺虫分子スクリーニング、植物と昆虫の相互作用における化学的影響の理解に応用できる可能性のある給餌アッセイシステムの詳細な方法論を提供します。

概要

作物の生産性に影響を与える生物的要因は、主に病原体と害虫です。いくつかの害虫は、農作物の損失の15%から35%を引き起こし、経済的^{持続可能性の実践}に影響を与えます1。鞘翅目、半翅目、鱗翅目に属する昆虫は、壊滅的な害虫の主要な目です。環境の適応性が高いため、鱗翅目類はいくつかの生存メカニズムを進化させるのに役立っています。鱗翅目昆虫の中で、Helicoverpa armigera(ワタボリムシ)は約180種類の作物を食べ、生殖組織に重大な損傷を与える可能性があります²。世界全体では、H. armigeraの蔓延により、約50億ドルの損失が発生しています³。綿、ひよこ豆、ハトマメ、トマト、ヒマワリ、その他の作物は、H. armigeraの宿主です。宿主植物のさまざまな部分でライフサイクルを完了します。雌の蛾が産んだ卵は葉の上で孵化し、幼虫期に栄養組織を食べます。幼虫期は、その貪欲で適応性の高い性質のために最も破壊的です^4,5。H. armigeraは、多食性、優れた移動能力、より高い繁殖力、強い休眠、既存の昆虫防^{除戦略に対する}抵抗性の出現などの顕著な特性により....

プロトコル

H. armigera の幼虫は、インドのバンガロールにあるICAR-National Bureau of Agricultural Insect Resources(NBAIR)から入手しました。本研究では、合計21匹の2齢幼虫を使用しました。

1. ひよこ豆ベースの人工飼料の調製

注:人工飼料の調製に必要な成分のリストを 表1に示します。

1. 表1に示すように、すべてのフラクションをビーカーで個別に秤量し、スパチュラ/マグネチックスターラーを使用して均質な混合物を調製します。
2. フラクションCを電子レンジで約100°Cで5分間茹で、フラクションAに加え、よく混ぜる。
3. 十分に混合した後、混合画分を少し冷ましてから、画分Bを加えます(画分Bには熱に弱い成分が含まれています)。
4. 透明なポリスチレン製、150 mm x 150 mmのシャーレに注ぎます。

2.ケルセチン含有人工飼料の調製

1. ケルセチン水和物( 材料表参照)を適量(1,000ppm)秤量し、エタノール(2 mg/mL)....

ディスカッション

ラボ用バイオアッセイは、結果を予測し、複数の化合物について、短期間で妥当なコストで比較毒性データを作成するのに役立ちます。摂食バイオアッセイは、昆虫-殺虫剤と昆虫-植物-殺虫剤の間の相互作用を解釈するのに役立ちます。これは、致死量50(LD₅₀)、致死濃度50(LC₅₀)、またはその他の致死濃度または用量^24,25を確立するプ?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Agar Agar	Himedia	RM666	Solidifying agent
Ascorbic acid	Himedia	CMS1014	Vitamin C source
Bengal Gram	NA	NA	Protein and carbohydrate source
Casein	Sigma	C-5890	Protein source
Cholesterol	Sisco Research Laboratories	34811	Fatty acid source
Choline Chloride	Himedia	GRM6824	Ammonium salt
DMSO	Sigma	67-68-5	Solvent
GraphPad Prism v8.0			https://www.graphpad.com/guides/prism/latest/user-guide/using_choosing_an_analysis.htm
Methyl Paraben	Himedia	GRM1291	Antifungal agent
Multivitamin capsule	GalaxoSmithKline	NA	Vitamin source
Quercetin	Sigma	Q4951-10G	Phytochemical
Sorbic Acid	Himedia	M1880	Antimicrobail agent
Streptomycin	Himedia	CMS220	Antibiotic
Vitamin E capsule	Nukind Healthcare	NA	Vitamin E source
Yeast Extract	Himedia	RM027	Amino acid source