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.ピントビーンズにTSSMコロニーを確立<ol><li> 図1に示すように、植物ピント豆、 インゲンマメは、Lは、温室内のポッティング土壌を含有するプラスチックトレイ（56×28×5 cm 3）とで、 尋常 。 </li><li>治療およびレプリケーションに応じてスティックをマーキングしてトレイにラベルを付けます。 </li><li>設定し、90°Fおよび相対湿度70％の温室の温度を維持します。 </li><li> 図2に示すように、1-2三つ葉の葉ステージ10に豆を成長させます。 </li><li>感染した葉を除去することにより、ダニに自然に感染した綿植物からハダニを収集します。 </li><li>綿の出没場所ハダニは、トレイ内のすべての植物が数多くTSSMsがはびこっされるまでに必要な頻度でピント豆の上に残します。 </li></ol><img alt="図1" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig1.jpg" /> 図1：プラスチックにおける植栽ピント豆トレー。ピント豆種子を温室内のプラスチックトレイ（56×28×5 cm 3程度）に植えた、毎日水やりをしました。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig2.jpg" /> 図2：カラタチの葉とピント豆。子葉が土から出た後に形成された最初の本葉は、単純または単葉葉です。後続の葉は歯状の先端とカラタチの葉です。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> 綿植物へ2.転送TSSM <ol><li> 5（プラスチックトレーで4-5葉期に非BT（遺伝子組換えでない）、綿植物を育てます温室で6×28×5 cm）のステップ1.3で指定され、 図3に示すように。 </li><li> 4-5葉段階で若い綿植物上にピント豆からハダニコロニーを転送します。 <ol><li>軽く出没する植物のためのハダニの3つの質量を転送します。注意：非常に高い蔓延レベルで、ハダニは、塊を形成または11さく図4に見られるように、リーフ先端に掛かって見られます。 <ol><li> TSSM塊を含むうずら豆の葉の先端の下にパンを置きます。 </li><li> 図5及び図6に示すようにTSSM質量パン内に落下することができ、はさみでピント豆の葉の先端を切りました。 </li><li> 図7に示すように、プラスチック製のトレーで栽培綿植物上に綿の植物やタップTSSM塊の上に逆さまにパンを入れます。注：各トレイは〜100本の綿植物を含んでいました。 </li><li>ランダムに綿植物上にTSSMの3つの質量を広げます。 </li></ol></li><li>私のための20個の塊を転送ジアリル植物を出没。 <ol><li> TSSM塊を含むうずら豆の葉の先端の下にパンを置きます。 </li><li>彼らはパンに落下することができ、はさみでピント豆の葉の先端をカットします。 </li><li>鍋に20個の塊を収集します。 </li><li>逆さま綿植物の上に鍋を回して、温室で育っ〜100綿植物上にTSSM塊をタップします。 </li></ol></li><li>重く出没する植物のための40の塊を転送します。 <ol><li> TSSM塊を含むうずら豆の葉の先端の下にパンを置きます。 </li><li>彼らはパンに落下することができ、はさみでピント豆の葉の先端をカットします。 </li><li>鍋に40個の塊を収集します。 </li><li> 、逆さま綿植物の上に鍋を回し〜100綿植物上にTSSM塊をタップすると、ランダムにそれらを広げます。 </li></ol></li></ol></li></ol><img alt="図3" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig3.jpg" /> 4-5葉期で3ワタ植物図。目葉のような構造は、苗の茎の上に互いに逆向きとして、電子子葉が土から出てきます。頂端分裂組織は、子葉を通じて現れ、最初の真の葉を形成します。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig4.jpg" /> 図三つ葉豆の葉の上にぶら下がっ4. TSSM塊。 TSSMは植民地に住んでいると集団が高密度に達したとき、彼らは大衆やワタミ様構造を形成し、分散のための葉の先端に集まります。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図5" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig5.jpg" /> はさみとTSSMの質量を含む図5カッティングうずら豆の葉のヒント。 TSSM塊を含む三つ葉豆の葉のヒントは、綿植物に寄生用ハサミで除去しました。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig5large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図6" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig6.jpg" /> 図パンの内部に配置された豆の葉のヒント6. TSSM塊。 TSSMと三つ葉豆の葉の先端の十分な数の試験植物で発見されたとき、彼らは削除され、パンの内側に配置しました。それぞれ、TSSMの3、20及び40の質量を受光、媒体および重い：これらのサンプルは、治療の種類に寄生するために使用しました。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig6large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> </a&gt; <img alt="図7" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig7.jpg" /> 図7.逆さまパンを回します。 TSSMと三つ葉豆の葉のヒントを含むパンは、試験植物に寄生する綿のキャノピーに上下逆さまになりました。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig7large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> マルチスペクトル光学センサ3.スキャンTSSM出没綿植物<ol><li> 図8に示すように、水平に約7フィート床上温室フレームに光学センサを取り付けます。スキャナと36&quot; の植物群落の間の距離を設定します。センサーが水平レベルであることを保証するために、大工のレベルを使用してください。 </li><li>車輪付きプッシュカートに綿植物の無発生トレイを置きます。 </li><li>センサスイッチをアクティブにして、ゆっくりとCAを押します図8に示すように、トレイが完全にセンサヘッドを通過するまでセンサー下RT。スイッチをオフにします。カートを撤回。 </li><li> 3回の反復の合計を繰り返しステップ3.3三回、。 </li><li>綿のすべてのトレイのために、この手順を繰り返します。 </li><li> 1日目に繰り返し走査、5日目、6日目、7日目、9日目、10日目、12日目、13日目及び14日目処理（DAT）後。 NDVI（正規化差植生指数）設けられた走査は、12値 。 NDVI値を送信し、テキスト形式でコンピュータにダウンロードすることができ、ポケットPCに保存します。 注：NDVIは、以下の式から計算したNDVI =（NIR - RED）REDおよびNIRは、660と770で赤色および近赤外スペクトルにおける分光反射率の値（0〜255）である/（NIR + RED）それぞれnmで、。 </li></ol><img alt="図8" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig8.jpg" /> 図8 MU定量TSSMの変化する濃度レベルを寄生ワタ植物の健康状態を測定するために使用ltispectral光センサ。試験植物との輪プッシュカートはゆっくりと分光反射率の値を得るために、センサヘッドの下にトラバースました。センサヘッドです。 Bは、ポケットPCです。 Cは、バッテリコンパートメントおよび入力/出力ポートです。 Dは、RS-232シリアルデータケーブルであり、Eは 、均一な背景を提供するために、クラフト紙です。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig8large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> 4.データ分析<ol><li> PROC手段手順13を使用して、最大NDVI値を得ます。基準値として0日目による観察の毎日のNDVI値の減少率を計算します。反復測定PROC GLMの手順を使用してデータを分析します&lt;SUPクラス= &quot;外部参照&quot;&gt; 13。 注：手段は、P = 0.05でDuncanの多重範囲検定を用いて分離しました。同じ小文字に意味は有意差はなかったです。 </li><li> 図9に示すように、データ14のグラフィカルなイラストを行います。 </li></ol><img alt="図9" src="/files/ftp_upload/54314/54314fig9.jpg" /> 図9パーセントの減少や治療後の日にNDVIの相対の変化。 JMPソフトウェアはグラフィカルサンプリングの日数（DAT）にNDVIに対してのパーセント変化との間の関数関係を説明するために使用されました。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54314/54314fig9large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a>

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E., L&#243;pez, J. D., Lan, Y. <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+the+GreenSeeker+handheld+optical+sensor+to+variations+in+orientation+and+height+above+canopy.">Laboratory evaluation of the GreenSeeker handheld optical sensor to variations in orientation and height above canopy.</a> International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 5 (1), 43-47 (2012).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

従来、フィールドで行わ殺虫剤効力試験は化学物質のいくつかの治療は、異なる速度で塗布し、未処理のチェックと比較含みます。 TSSMの齢と成人の段階に対して様々な毒性プロファイルを持つダニ駆除剤は、それらによって引き起こされた損傷は化学的処理によって減少させることができるかどうかを決定するために評価されています。 TSSMサンプルを収集し、それらを顕微鏡下で検査され、TSSM種々の段階をカウントして記録されている実験室に運ばれます。各処理における損傷を決定し、統計学的に許容可能な精度でそれらを区別するために宿主植物の十分なサンプルを取ることが非常に重要です。互いに治療を区別するために必要とされるサンプルの数は、生物の分布プロファイルに依存します。 TSSMの高斑状の分布は、サンプル領域間の変動のかなりの量につながり、多くの植物がでサンプリングしなければなりません人口推計の再現性を確保するため。しかし、予算、人員、時間、統計精度はサンプリング技術に衝突重要な要因です。これは、最小のコストではなく、最も精度のサンプリングを行うために最適に利用可能なリソースを割り当てるために研究者を不可欠な時代。 TSSM段階をカウントする代わりに、昆虫学者は、視覚的損傷の様々なレベルに無損傷の規模に基づいて損傷をスコア。例えば、一部の研究者は、感染した葉の唯一の割合は、リーフ9、19あたりのハダニの数ではなく、獲得した二項サンプリングを、提案しました。その他には植生キャノピー19の大規模な発赤を点描し、発赤から変化した葉の発赤・インデックス・スケールに基づいて、綿にTSSMによって被害を推定しました。これらの方法には、任意の逸話や損傷の程度の個々の認識によってバイアスされています。TSSMによる被害のより堅牢かつ定量的な評価は、統計精度でトリートメントを評価して分離することが必要です。 地上ベースのマルチスペクトル光学センサは、定量TSSMによってダメージを決定するために、多くの研究者によって採用された視覚的な損傷スコアリングシステムよりも、より正確に処置を分離するために改良されたサンプリング・ツールであると思われます。しかし、研究者は、データ集約型ハイパースペクトルリモートセンシングは、2つの波20、21を長さ集中少ないデータであるマルチスペクトルリモートセンシングに比べ作物応力及びキャノピーの特性を識別し、検出するために、多数のスペクトルシグネチャを設けたことを報告しています。ハイパースペクトル分光計を用いて、Reisigとゴドフリーは区別に有益なスペクトルとしてNIR反射波長≈850nmの無発生綿22からの節足動物を出没ことを見出しました。本研究では、わずか2つのスペクトルバンドを有するマルチスペクトル反射率値（≈770nmであるNIR値）TSSMの様々な密度を寄生ワタ植物を同定し、特徴づけることができたことを示しています。また、我々は以前に報告されていることマルチスペクトル光センサだけでなく、効果的に綿植物がTSSMの広く様々な密度のカテゴリに出没するだけでなく、メシが半分の温室でシーズン序盤の綿でTSSMを制御する際にアバメクチンよりも効果的であることを示した分離最低のラベル率23の割合。 マルチスペクトル光学センサは、モバイル研究プラットフォーム上に取り付けることができ、反射率の値は、人間の主観なし植物キャノピーの処理領域から得ることができます。殺ダニ有効性データは、このように多くの人手なく得ることができます。 NDVIデータを簡単にパソコンにアップロードされ、統計的、商業用いて分析することができますソフトウェア。また、GPSを収集するためにモバイルプラットフォーム上に実装することができるGPS受信機は、フィールドのダメージマップを生成するために調整します。植物キャノピーからマルチスペクトル反射率シグネチャを使用して、マルチスペクトル光学センサは、植物のストレスを同定および定量化の迅速かつ費用効果的な手段を提供します。また、フィールドのはるかに大きな面積は、従来のフィールドスカウトに比べ植物キャノピーの高い空間分解能で短い時間で覆うことができます。綿上TSSMに対する閾値損傷レベルは米国で地域によって変数であることを覚えておくことが重要です。例えば、TSSM損傷は降雨と高い湿度は、多くの場合、24を優先Midsouth地域と比較して、このようなカリフォルニアのように乾燥した環境では高くなるであろう。したがって、TSSM損傷に起因する歩留まり損失が可変となり、従って損傷閾値です。しかし、ミシシッピ州、アーカンソー州とテネシー州からの報告は、そのしきい値レベルを明らかにする綿上TSSMのための植物の30〜50％がはびこっていると集団が活発に5を増加しているときのように見えます。さらに、フィールド栽培植物は水ストレスや節足動物の草食動物の給餌とこれらの活動の間の相互作用が実質的に植物の生産性が低下し、損傷しきい値に影響を与える可能性があることができますを含む複数のストレスにさらされています。 TSSMは綿25で気孔コンダクタンス、光合成および蒸散速度を減らすことができます。温室で栽培植物は、UV光照射の影響を受けている、それが大幅に気孔機能、光合成と天蓋の形態26、27に影響を与えず、おそらく植物ストレスへの添加剤の効果を持つことができます。しかし、TSSMは&lt;29植物キャノピー28の下面には、太陽放射から保護生息地へのアクセスを有することによって、UV放射を回避することが可能ですそれが存在/ SUP&gt;、30、。 ターゲット天蓋及びターゲットに対するセンサの向き上記光学センサの高さを大幅にマルチスペクトル光学センサ31により得られた反射率の値に影響を与える重要な要因です。モバイルリサーチプラットフォームは、綿キャノピーが開いているときのように、行圃場内を通るときに、例えば、センサは、行へと平行または垂直のいずれかで、センサーの向きに応じて、異なる結果を生成する可能性があります。センサが、行に対して垂直に配向されている場合は特に、土壌及び他の背景材料が大幅にセンサの読みに影響を及ぼし得ることも可能性があります。センサからの最大応答を得るために、センサヘッドを用いて直接行の上にインラインに配向されるべきです。行に垂直に光ビームを配向するバックピックアップしやすくなるものの綿キャノピーは、豊かな植物で閉じたときに接地土壌反射率が、これは、しかし、許容可能であり得ます。また、オペレータは81〜122センチメートルの動作高さ範囲に、製造業者の推奨に従うべきであり、最大信号応答を得るために、目標とインラインセンサヘッドを配向します。使用前にセンサーのバッテリーを充電することが重要であるか、それは、トラブルシューティングを回避するためにプラグイン保たれるべきです。ローバッテリレベルは、誤った測定値を生成する可能性があります。

ナミハダニは、 ナミハダニ （コッホ）は、多くのフィールドと園芸植物1、2の多食及び国際的な害虫です。それは植物3、4の底面にコロニーにウェビングの内側に住んでいます。それは、過去十年間5オーバー半ばに米国南部でシーズン序盤の害虫後半シーズンであることから発展してきました。 TSSMは綿の5 番目の最も有害害虫だった、2011年6、7には、米国の収率で綿と0.167パーセント減の57441俵の推定損失を引き起こしました。その短いライフサイクル、高い繁殖力と消化し、生体異物を解毒する機能と組み合わせる半数体、二倍体のセックス決意は、殺虫剤8に対する抵抗性の発達を悪化させています。現在、殺ダニ剤は、Oとして残りますT.のナミハダニの抑制のためNLY信頼性の制御機構。したがって、フィールドの昆虫学者は常に有効性のために現在利用可能と新しく開発された殺ダニ剤を評価します。 ハダニによる被害の推定は通常ので、手動でダニを数えるに遭遇する困難の主観的な規模でのダメージを採点することによって行われています。いくつかは、感染した葉の唯一の割合は、リーフ9あたりのハダニの数ではなく、獲得した二項サンプリングを行いました。植物の広範囲発赤に点描と発赤から変化葉発赤インデックススケールは、損傷の推定の基準として使用しました。綿上のT.ウルチカエの空間分布パターンは塊状分布パターン9に準拠しました。ダニは重く、クラスタ化やフィールド条件の下でそのままにスパースから綿の葉の上に分散されています。このような分布パターンCOUその小さなサイズ、モビリティと多産再生にPLEDは、TSSMの列挙が困難となります。信頼性の高い代替技術を定量的にTSSMに対する殺ダニ剤の有効性を評価するために、ダニ密度の評価のために必要とされています。 本研究の目的は、光マルチスペクトルセンサを用いてTSSMの種々の密度によって損傷綿植物を分離することでした。私たちの目的は、地上ベースの光学センサーは、分類し、ハダニによってダメージを受けたものから健全な綿植物を分離できるかどうかを決定することでした。

<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.

センサは、赤色および赤外光を発し、次にこの光は、植物キャノピーから戻って反射されます。反射光は、可視電磁スペクトルの近赤外バンドの定量的測定として機能し、数値NDVI（正規化差植生指数）読み出しとして記録されます。 NDVI値は0から150まで変化します。健康な植物群落を読んでNDVIが高いです。健康な植物は、可視光を吸収し、近赤外光を反射し、不健康な植物は、より多くの可視光が少ない近赤外光を反射します。 NDVIは光合成活動に代理として機能し、このスペクトル特性は、活性放射線15、16、17、18を光合成する高度に相関しています。 NDVIの非常に低い値（0.1以下）は、岩石の不毛の領域に対応する、または砂は、つつ適度な値（0.2〜0.3）は低木と草原を表し、高い値（0.6〜0.8）は温帯と熱帯植物を示します。反射率測定は、スペクトルの赤色及び近赤外領域において昼間照明下で得られました。 - 赤色およびNIRは、660と770 nmの赤色および近赤外スペクトルにおける分光反射率の値（0〜255）である/（NIR + RED）、NDVI =（RED NIR）：NDVIは、以下の式から計算しました。それぞれ。センサーレコードの反射率が100ミリ秒毎に値。センサーずつ取らNDVI値の配列から抜粋最大NDVIの読み取りは、バックグラウンド反射を最小限に抑えるために、一貫反復数値を提供するために、分析に使用しました。 データの分散分析は、NDVIの減少率に有意差をm、軽く間で観察されたことを明らかにしましたediallyと重く、未処理対照と比較した綿植物を蔓延（F = 436.4; P &lt;0.0001; DF = 3、32）。観察の日の間で有意に変化させ、試験期間中に植物の活力を説明NDVI値（F = 1398.2; P &lt;0.0001; DF = 8、256）。また、NDVI値の減少率は、逆観察期間（DAT）の間処理に相関していたが、ほとんどこのパターンから逸脱する傾向はなく、DATと有意に相互作用（F = 201.5; P &lt;0.0001; DF = 24、256） 。無DATエフェクトのMANOVA検定基準は同様に有意であった（ウィルクのλ= 0.00913; F = 339.0; P &lt;0.0001; DF = 8、25）。同様に、DATと治療との間の相互作用は（0.00101 =ウィルクのλ; F = 29.8; P &lt;0.0001; DF = 24、73）有意でした。 観察期間中NDVI値によって実証されるように、図9は、植物活力のパーセント変化を示します。正あたり負の値は、最初の測定（ すなわち 0日）が行われたので、植物の活力が低下していることを示しているNDVI値のセントの変更は、健全な成長する植物を示しています。 TSSMが出没する植物は時間をかけて、健康の低下を示した非侵襲対照植物は、研究の過程を通じて栄養成長の増加を示しました。 表1に示した処理の平均分離は、侵入クラスは、対照から外れたので、その後、圧倒的に残ったときに治療の種類（光、媒体および重い）とコントロールとの間のNDVIの減少率には定義可能な差は5日目まで観察されなかったことがわかります。このデータは、光学センサが効果的に綿の殺ダニ剤に対する治療効果を評価するために労働集約マニュアルサンプリングの代わりに使用できることを実証しています。 <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan = &quot;10&quot;&gt;トリートメント（DAT）後日数</td></tr><tr><td>寄生カテゴリ</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>コントロール</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>光</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>中</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>ヘビー</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> 表1：綿植物後の最大NDVIの減少パーセントは、クラスタやTSSMの塊の数を変えることで寄生させました。温室でプラスチックトレーで栽培綿植物は、ハダニ密度の三つのカテゴリーに寄生させました。カテゴリ光は、カテゴリ中のトレイ当たり20の質量を受信し、カテゴリ重トレイ当たり40の質量を受信し、トレイ当たりTSSMの3つの質量またはクラスターを受けました。手段はダンカンのMultによる制御から分離しましたipleレンジテスト（P = 0.05）。確率5％水準で有意差はなかった同じ小文字が続くことを意味します。

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

この原稿は、効果的に人為的にナミハダニ集団の種々の密度で出没シーズン序盤の綿への損傷を検出したマルチスペクトル光学センサが記載されています。

温室効果コットンの二斑点スパイダーダニの被害のリモートセンシング評価

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 ビュー.  USDA-ARS, SPARC-AATRU. この原稿は、効果的に人為的にナミハダニ集団の種々の密度で出没シーズン序盤の綿への損傷を検出したマルチスペクトル光学センサが記載されています。 

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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.

ナミハダニダニの適用<em&gt;ナミハダニ</em&gt;植物の害虫相互作用研究のための

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

環境学

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.

開発<em&gt; Metarhizium anisopliae</em&gt; Mycoinsecticideとして：分離から畑作まで

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.

フィールドを使用してでコナジラミ、タバココナジラミ、モデル システムとして綿の付着の昆虫のための生命表の開発のための方法論

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.

レニフォーム線虫抵抗に対する綿のジェノタイプのスクリーニング

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

遺伝学

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.

クリタマバチの評価-ヨーロッパグリを照射

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.

コーヒーベリーボーラーハイポテネマスハンペイに対する対照剤および殺虫剤をテストするための方法論

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.

孤独なミツバチの幼虫に対する農薬の効果の評価

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

生化学

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.

モニタリングの殺虫剤抵抗性のためのバイオアッセイ

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

生物学

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.

コットンボールワームでデンソウイルスのホストフィットネス上のホスト組織分布、伝送モード、および効果を調査するためのプロトコル

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

免疫・感染学

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.

コットンでアグロバクテリウムを介したウイルス誘発遺伝子サイレンシングアッセイ

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

温室効果コットンの二斑点スパイダーダニの被害のリモートセンシング評価

要約

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ナミハダニダニの適用

開発

フィールドを使用してでコナジラミ、タバココナジラミ、モデルシステムとして綿の付着の昆虫のための生命表の開発のための方法論

レニフォーム線虫抵抗に対する綿のジェノタイプのスクリーニング

クリタマバチの評価-ヨーロッパグリを照射

コーヒーベリーボーラーハイポテネマスハンペイに対する対照剤および殺虫剤をテストするための方法論

孤独なミツバチの幼虫に対する農薬の効果の評価

モニタリングの殺虫剤抵抗性のためのバイオアッセイ

コットンボールワームでデンソウイルスのホストフィットネス上のホスト組織分布、伝送モード、および効果を調査するためのプロトコル

コットンでアグロバクテリウムを介したウイルス誘発遺伝子サイレンシングアッセイ

温室効果コットンの二斑点スパイダーダニの被害のリモートセンシング評価

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ナミハダニダニの適用

開発

フィールドを使用してでコナジラミ、タバココナジラミ、モデル システムとして綿の付着の昆虫のための生命表の開発のための方法論

レニフォーム線虫抵抗に対する綿のジェノタイプのスクリーニング

クリタマバチの評価-ヨーロッパグリを照射

コーヒーベリーボーラーハイポテネマスハンペイに対する対照剤および殺虫剤をテストするための方法論

孤独なミツバチの幼虫に対する農薬の効果の評価

モニタリングの殺虫剤抵抗性のためのバイオアッセイ

コットンボールワームでデンソウイルスのホストフィットネス上のホスト組織分布、伝送モード、および効果を調査するためのプロトコル

コットンでアグロバクテリウムを介したウイルス誘発遺伝子サイレンシングアッセイ

フィールドを使用してでコナジラミ、タバココナジラミ、モデルシステムとして綿の付着の昆虫のための生命表の開発のための方法論