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Method Article
Aquí presentamos un protocolo basado en el sistema de cebo del gusano de la harina (Tenebrio molitor) que se utilizó para aislar y seleccionar hongos entomopatógenos (EPF) a partir de muestras de suelo. Se utiliza una fórmula efectiva de número de conidios (ECN) para seleccionar EPF altamente tolerante al estrés en función de las características fisiológicas para el control microbiano de plagas en el campo.
Los hongos entomopatógenos (EPF) son uno de los agentes de control microbiano para el manejo integrado de plagas. Para controlar las plagas locales o invasoras, es importante aislar y seleccionar el EPF autóctono. Por lo tanto, el método de cebo del suelo combinado con el sistema de cebo de insectos (gusano de la harina, Tenebrio molitor) se utilizó en este estudio con algunas modificaciones. Los EPF aislados fueron sometidos a la prueba de virulencia contra la plaga agrícola Spodoptera litura. Además, las cepas potenciales de EPF fueron sometidas a identificaciones morfológicas y moleculares. Además, se realizó el ensayo de producción de conidios y termotolerancia para las cepas EPF prometedoras y se comparó; estos datos se sustituyeron además por la fórmula del número de conidios efectivos (ECN) para la clasificación de laboratorio. El sistema de gusanos de la harina de cebo del suelo y la fórmula ECN se pueden mejorar reemplazando las especies de insectos e integrando más factores de estrés para la evaluación de la comercialización y la aplicación en el campo. Este protocolo proporciona un enfoque rápido y eficiente para la selección de EPF y mejorará la investigación sobre agentes de control biológico.
Actualmente, los hongos entomopatógenos (EPF) son ampliamente utilizados en el control microbiano de plagas agrícolas, forestales y hortícolas. Las ventajas de EPF son sus amplias gamas de huéspedes, buena adaptabilidad ambiental, naturaleza ecológica y que se puede utilizar con otros productos químicos para mostrar el efecto sinérgico para el manejo integrado de plagas1,2. Para la aplicación como agente de control de plagas, es necesario aislar una gran cantidad de EPF de insectos enfermos o del entorno natural.
El muestreo de estos organismos de sus huéspedes ayuda a comprender la distribución geográfica y la tasa de prevalencia de EPF en huéspedes naturales3,4,5. Sin embargo, la colección de insectos infectados por hongos suele estar limitada por factores ambientales y poblaciones de insectos en el campo4. Teniendo en cuenta que los insectos huéspedes morirán después de la infección por EPF y luego caerán en el suelo, el aislamiento de EPF a partir de muestras de suelo podría ser un recurso estable3,6. Por ejemplo, se sabe que los saprófitos usan el huésped muerto como su recurso para el crecimiento. Los sistemas de cebo de suelo y medio selectivo se han utilizado ampliamente para detectar y aislar EPF del suelo3,4,7,8,9,10.
En el método del medio selectivo, la solución de suelo diluida se coloca en un medio que contiene antibióticos de amplio espectro (por ejemplo, cloranfenicol, tetraciclina o estreptomicina) para inhibir el crecimiento de bacterias2,3,9,11. Sin embargo, se ha informado que este método puede distorsionar la diversidad y densidad de la cepa y puede causar una sobreestimación o subestimación de muchas comunidades microbianas6. Además, las cepas aisladas son menos patógenas y compiten con los saprófitos durante el aislamiento. Es difícil aislar el EPF de la solución de suelo diluido3. En lugar de utilizar un medio selectivo, el método de cebo en el suelo aísla el EPF de los insectos muertos infectados, que puede almacenarse durante 2-3 semanas, proporcionando así un método de separación EPF más eficiente y estándar3,4,7,6. Debido a que el método es fácil de operar, se puede aislar una variedad de cepas patógenas a un bajo costo4. Por lo tanto, es ampliamente utilizado por muchos investigadores.
Al comparar los diferentes tipos de sistemas de cebo de insectos, Beauveria bassiana y Metarhizium anisopliae son las especies de EPF más comunes que se encuentran en insectos pertenecientes a Hemiptera, Lepidoptera, Blattella y Coleoptera6,12,13,14. Entre estos cebos de insectos, Galleria mellonella (orden Lepidoptera) y Tenebrio molitor (orden Coleoptera) muestran mayores tasas de recuperación de Beauveria y Metarhizium spp., en comparación con otros insectos. Por lo tanto, G. mellonella y T. molitor se utilizan comúnmente para el cebo de insectos. A lo largo de los años, el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) ha establecido una Biblioteca EPF (Agricultural Research Service Collection of EPF cultures, ARSEF) que contiene una amplia variedad de especies, incluidas 4081 especies de Beauveria spp., 18 especies de Clonostachys spp., 878 especies de Cordyceps spp., 2473 especies de Metarhizium spp., 226 especies de Purpureocillium spp., y 13 especies de Pochonia spp. entre otras15. Otra Biblioteca EPF fue construida por el Laboratorio de Investigación de Entomología (ERL) de la Universidad de Vermont en los Estados Unidos durante aproximadamente 30 años. Incluye 1345 cepas de EPF de estados Unidos, Europa, Asia, África y Oriente Medio16.
Para controlar las plagas locales o de invasión en Taiwán, se requiere el aislamiento y la selección de EPF autóctonos. Por lo tanto, en este protocolo, hemos modificado y descrito el procedimiento del método de cebo del suelo y lo hemos combinado con el sistema de cebo de insectos (gusano de la harina, Tenebrio molitor)17. Sobre la base de este protocolo, se estableció una biblioteca EPF. Se realizaron dos rondas de cribado (cuantificación de la inoculación) para los aislados preliminares de EPF. Los aislados de EPF mostraron patogenicidad a los insectos. Las cepas potenciales fueron sometidas a identificaciones morfológicas y moleculares y analizadas posteriormente por el ensayo de termotolerancia y producción conidial. Además, también se propuso un concepto de número de conidios efectivo (ECN). Utilizando la fórmula ECN y el análisis de componentes principales (PCA), las cepas potenciales se analizaron bajo presión ambiental simulada para completar el proceso de establecimiento y detección de la biblioteca EPF. Posteriormente, se probó la patogenicidad de cepas prometedoras de EPF para la plaga objetivo (por ejemplo, Spodoptera litura). El protocolo actual integra datos de termotolerancia y producción conidial en la fórmula ECN y el análisis PCA, que se puede utilizar como un sistema de clasificación estándar para la investigación relacionada con EPF.
NOTA: Todo el diagrama de flujo se muestra en la Figura 1.
1. Aislamiento y selección de posibles hongos entomopatógenos (EPF)
2. Identificación molecular de EPF
3. Identificación morfológica de la EPF
4. Investigación de la productividad conidial y termotolerancia
5. Clasificación efectiva del número de conidios (ECN)
Aislamiento y selección de posibles hongos entomopatógenos (EPF)
Mediante el uso del método de construcción de la biblioteca de hongos entomopatógenos (EPF) mediado por Tenebrio molitor, se excluiría el número de hongos sin actividad de eliminación de insectos; por lo tanto, la eficiencia del aislamiento y la selección de EPF podrían aumentarse en gran medida. Durante la aplicación de este método, se registró la información de los sitios de mues...
Los hongos entomopatógenos (EPF) se han utilizado para el control de insectos. Existen varios métodos para aislar, seleccionar e identificar EPF30,31,32. Comparando los diferentes tipos de métodos de cebo de insectos, Beauveria bassiana y Metarhizium anisopliae se encontraron comúnmente en cebos de insectos6,12,13,14.
Los autores declaran que no hay conflicto de intereses involucrado en este trabajo.
Esta investigación fue apoyada por la Subvención 109-2313-B-005 -048 -MY3 del Ministerio de Ciencia y Tecnología (MOST).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Agar Bacteriological grade | BIOMAN SCIENTIFIC Co., Ltd. | AGR001 | Suitable in most cell culture/molecular, biology applications. |
AGAROSE, Biotechnology Grade | BIOMAN SCIENTIFIC Co., Ltd. | AGA001 | For DNA electrophoresis. |
BioGreen Safe DNA Gel Buffer | BIOMAN | SDB001T | |
Brass cork borer | Dogger | D89A-44001 | |
Canon kiss x2 | Canon | EOS 450D | For record strain colony morphology |
Constant temperature incubator | Yihder Co., Ltd. | LE-509RD | Fungal keeping. |
cubee Mini-Centrifuge | GeneReach | MC-CUBEE | |
DigiGel 10 Digital Gel Image System | TOPBIO | DGIS-12S | |
Finnpipette F2 0.2 to 2 µL Pipette | Thermo Scientific | 4642010 | |
Finnpipette F2 1 to 10 µL Pipette | Thermo Scientific | 4642030 | |
Finnpipette F2 10 to 100 µL Pipette | Thermo Scientific | 4642070 | |
Finnpipette F2 100 to 1000 µL Pipette | Thermo Scientific | 4642090 | |
Finnpipette F2 2 to 20 µL Pipette | Thermo Scientific | 4642060 | |
Finnpipette F2 20 to 200 µL Pipette | Thermo Scientific | 4642080 | |
GeneAmp PCR System 9700 | Applied Biosystems | 4342718 | |
GenepHlow Gel/PCR Kit | Geneaid | DFH100 | |
Genius Dry Bath Incubator | Major Science | MD-01N | |
Graduated Cylinder Custom A 100mL | SIBATA | SABP-1195906 | Measure the volume of reagents. |
Hand tally counter | SDI | NO.1055 | |
Hemocytometer | bioman | AP-0650010 | Calculate the number of spore |
Inoculating loop | Dogger | D8GA-23000 | |
lid | IDEAHOUSE | RS92004 | |
Micro cover glass | MUTO PURE CHEMICALS CO.,LTD | 24241 | |
Microscope imaging system | SAGE VISION CO.,LTD | SGHD-3.6C | |
Microscope Slides | DOGGER | DG75001-07105 | |
Mupid-2plus DNA Gel Electrophoresis | ADVANCE | AD110 | |
Nikon optical microscope | SAGE VISION CO.,LTD | Eclipse CI-L | |
Plastic cup | IDEAHOUSE | CS60016 | |
Presto Mini gDNA Yeast Kit | Geneaid | GYBY300 | Fungal genomic DNA extraction kit |
Sabouraud Dextrose Broth (Sabouraud Liquid Medium) | HiMedia Leading BioSciences Company | M033 | Used for cultivation of yeasts, moulds and aciduric microorganisms. |
Scalpel Blade No.23 | Swann-Morton | 310 | |
Scalpel Handle No.4 | AGARWAL SURGICALS | SSS -FOR-01-91 | |
Shovel | Save & Safe | A -1580242 -00 | |
Silwet L-77 | bioman(phytotech) | S7777 | Surfactant |
Sorvall Legend Micro 17 Microcentrifuge | Thermo Scientific | 75002403 | |
Steel Tweezers | SIPEL ELECTRONIC SA | GG-SA | |
Sterile Petri Dish | BIOMAN SCIENTIFIC Co., Ltd. | 1621 | Shallow cylindrical containers with fitted lids, specifically for microbiology or cell culture use. |
ThermoCell MixingBlock | BIOER | MB-101 | |
Tween 80 | FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation | 164-21775 | |
TwinGuard ULT Freezer | Panasonic Healthcare Holdings Co., Ltd. | MDF-DU302VX | -80°C sample stored. |
Vertical floor type cabinet | Chih Chin | BSC-3 | Fungal operating culturing. |
Vortex Genie II | Scientific | SIG560 | |
Zipper storage bags | Save & Safe | A -1248915 -00 | |
100 bp DNA Ladder | Geneaid | DL007 | |
-20°C Freezer | FRIGIDAIRE | Frigidaire FFFU21M1QW | -20°C sample and experimental reagents stored. |
2X SuperRed PCR Master Mix | TOOLS | TE-SR01 | |
50X TAE Buffer | BIOMAN | TAE501000 |
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