Name: an experimental study on colorado potato beetle hibernation under natural conditions
Uploaded: 2023-11-17T13:00:00
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Wir danken unseren Kollegen Vladimir Shilo, Vera Morozovа, Ulyana Rotskaya, Olga Polenogova und Oksana Tomilova für ihre Hilfe bei der Organisation und Durchführung der Feld- und Laborverfahren.
Die Forschung wurde von der Russischen Wissenschaftsstiftung unterstützt, Projekt Nr. 22-14-00309.

1. Beschreibung der Käfige für den Winterschlaf
HINWEIS: Je nach Ziel des Experiments variiert die Anzahl der Käfige. Verwenden Sie mindestens drei Käfige pro Probenahmedatum. Um die Anzahl der Käfer abzuschätzen, die schlüpfen werden, bereiten Sie mindestens drei zusätzliche Käfige vor, die erst im Frühjahr aus dem Boden geholt werden.
<ol><li>Verwenden Sie Käfige aus einem starren Holzrahmen mit einer Größe von 25 × 25 × 40 cm (L × B × H).</li>
	<li>Um ein...

<ol>
	<li>Alyokhin, A., Benkovskaya, G., Udalov, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colorado+potato+beetle.">Colorado potato beetle.</a> Insect Pests of Potato. , 29-43 (2022).</li><li>Alyokhin, A., Kryukov, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ecology+of+a+potato+field.">Ecology of a potato field.</a> Insect Pests of Potato. , 451-462 (2022).</li><li>Lee Jr, R. E., Costanzo, J. P., Kaufman, P. E., Lee, M. R., Wyman, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ice-nucleating+active+bacteria+reduce+the+cold-hardiness+of+the+freeze-intolerant+Colorado+potato+beetle+(Coleoptera:+Chrysomelidae).">Ice-nucleating active bacteria reduce the cold-hardiness of the freeze-intolerant Colorado potato beetle (Coleoptera: Chrysomelidae).</a> Journal of Economic Entomology. 87 (2), 377-381 (1994).</li><li>Ushatinskaja, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diapause+of+insects+and+its+modifications.">Diapause of insects and its modifications.</a> Journal of General Biology. 34, 194-215 (1973).</li><li>Zheng, X. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+soil+moisture+on+overwintering+pupae+in+Spodopteraexigua+(Lepidoptera:+Noctuidae).">Effect of soil moisture on overwintering pupae in Spodopteraexigua (Lepidoptera: Noctuidae).</a> Applied Entomology and Zoology. 48, 365-371 (2013).</li><li>Hiiesaar, K., Metspalu, L., J&#245;udu, J., J&#245;gar, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Over-wintering+of+the+Colorado+potato+beetle+(Leptinotarsa+decemlineata+Say)+in+field+conditions+and+factors+affecting+its+population+density+in+Estonia.">Over-wintering of the Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata Say) in field conditions and factors affecting its population density in Estonia.</a> Agronomy Research. 4 (1), 21-30 (2006).</li><li>Yocum, G. D., Rinehart, J. P., Chirumamilla-Chapara, A., Larson, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+gene+expression+patterns+during+the+initiation+and+maintenance+phases+of+diapause+in+the+Colorado+potato+beetle,+Leptinotarsa+decemlineata.">Characterization of gene expression patterns during the initiation and maintenance phases of diapause in the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata.</a> Journal of Insect Physiology. 55 (1), 32-39 (2009).</li><li>Yocum, G. D., Buckner, J. S., Fatland, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+internal+and+external+lipids+of+nondiapausing+and+diapause+initiation+phase+adult+Colorado+potato+beetles,+Leptinotarsa+decemlineata.">A comparison of internal and external lipids of nondiapausing and diapause initiation phase adult Colorado potato beetles, Leptinotarsa decemlineata.</a> Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology. 159 (3), 163-170 (2011).</li><li>Nikonorov, Y. M., Syrtlanova, L. A., Kitaev, K. A., Benkovskaya, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcription+activity+of+genes+involved+in+diapause+regulation+in+the+Colorado+Potato+beetle+and+its+change+under+a+fipronil+impact.">Transcription activity of genes involved in diapause regulation in the Colorado Potato beetle and its change under a fipronil impact.</a> Russian Journal of Genetics: Applied Research. 8, 80-86 (2018).</li><li>Govaere, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcriptome+and+proteome+analyses+to+investigate+the+molecular+underpinnings+of+cold+response+in+the+Colorado+potato+beetle,+Leptinotarsa+decemlineata.">Transcriptome and proteome analyses to investigate the molecular underpinnings of cold response in the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata.</a> Cryobiology. 88, 54-63 (2019).</li><li>Lehmann, P., Westberg, M., Tang, P., Lindstr&#246;m, L., K&#228;kel&#228;, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+diapause+lipidomes+of+three+closely+related+beetle+species+reveal+mechanisms+for+tolerating+energetic+and+cold+stress+in+high-latitude+seasonal+environments.">The diapause lipidomes of three closely related beetle species reveal mechanisms for tolerating energetic and cold stress in high-latitude seasonal environments.</a> Frontiers in Physiology. 11, 576617 (2020).</li><li>Lebenzon, J. E., Torson, A. S., Sinclair, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diapause+differentially+modulates+the+transcriptomes+of+fat+body+and+flight+muscle+in+the+Colorado+potato+beetle.">Diapause differentially modulates the transcriptomes of fat body and flight muscle in the Colorado potato beetle.</a> Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics. 40, 100906 (2021).</li><li>Lashomb, J. H., Ng, Y. S., Ghidiu, G., Green, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Description+of+spring+emergence+by+the+Colorado+potato+beetle,+Leptinotarsa+decemlineata+(Say)+(Coleoptera:+Chrysomelidae),+in+New+Jersey.">Description of spring emergence by the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata (Say) (Coleoptera: Chrysomelidae), in New Jersey.</a> Environmental entomology. 13 (3), 907-910 (1984).</li><li>Cantwell, G. E., Cantelo, W. W., Schroder, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Beauveria+bassiana+on+underground+stages+of+the+Colorado+potato+beetle,+Leptinotarsa+decemlineata+(Coleoptera:+Chrysomelidae).">Effect of Beauveria bassiana on underground stages of the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera: Chrysomelidae).</a> The Great Lakes Entomologist. 19 (2), 6 (1986).</li><li>Fedorko, A., Bajan, C., Kmitowa, K., Wojciehowska, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effectiveness+of+the+use+of+selected+microorganisms+to+control+the+Colorado+beetle+during+hibernation.">Effectiveness of the use of selected microorganisms to control the Colorado beetle during hibernation.</a> Ecological Studies. 3 (2), 127-134 (1977).</li><li>Gaugler, R., Costa, S. D., Lashomb, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stability+and+efficacy+of+Beauveria+bassiana+soil+inoculations.">Stability and efficacy of Beauveria bassiana soil inoculations.</a> Environmental Entomology. 18 (3), 412-417 (1989).</li><li>Bajan, C., Kmitowa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contribution+of+entomopathogenic+fungi+to+the+natural+winter+reduction+of+Colorado+beetle+adults.">Contribution of entomopathogenic fungi to the natural winter reduction of Colorado beetle adults.</a> Polish Ecological Studies. 3 (2), 107-114 (1977).</li><li>Milner, M., Kung, K. S., Wyman, J. A., Feldman, J., Nordheim, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancing+overwintering+mortality+of+Colorado+potato+beetle+(Coleoptera:+Chrysomelidae)+by+manipulating+the+temperature+of+its+diapause+habitat.">Enhancing overwintering mortality of Colorado potato beetle (Coleoptera: Chrysomelidae) by manipulating the temperature of its diapause habitat.</a> Journal of Economic Entomology. 85 (5), 1701-1708 (1992).</li><li>Do&#287;an, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+calcium+signaling+proteins+from+the+fat+body+of+the+Colorado+Potato+Beetle,+Leptinotarsa+decemlineata+(Coleoptera:+Chrysomelidae):+Implications+for+diapause+and+lipid+metabolism.">Characterization of calcium signaling proteins from the fat body of the Colorado Potato Beetle, Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera: Chrysomelidae): Implications for diapause and lipid metabolism.</a> Insect Biochemistry and Molecular Biology. 133, 103549 (2021).</li><li>Benkovskaya, G. V., Udalov, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colorado+potato+beetle+investigations+in+the+south+Urals.">Colorado potato beetle investigations in the south Urals.</a> Nova Science Publishers. , (2011).</li><li>Short, C. A., Hahn, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fat+enough+for+the+winter?+Does+nutritional+status+affect+diapause.">Fat enough for the winter? Does nutritional status affect diapause.</a> Journal of Insect Physiology. , 104488 (2023).</li><li>McDonald, J. R., Bale, J. S., Walters, K. F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-temperature+mortality+and+overwintering+of+the+western+flower+thrips+Frankliniella+occidentalis+(Thysanoptera:+Thripidae).">Low-temperature mortality and overwintering of the western flower thrips Frankliniella occidentalis (Thysanoptera: Thripidae).</a> Bulletin of Entomological Research. 87 (5), 497-505 (1997).</li></ol>

Diese Studie zeigt, dass die vorgeschlagene Methode zur Untersuchung der Überwinterung von CPBs es uns ermöglicht, eine ausreichende Anzahl von Insekten in verschiedenen Perioden des Winterschlafs zu erhalten. Der Erfolg der vorgestellten Technik hängt von mehreren unabhängigen Faktoren ab, von denen der wichtigste die Wetterbedingungen sind. In einem kalten, schneelosen Winter kann der Boden bis zur gesamten Tiefe des Käfigs gefrieren. In diesem Fall steigt das Sterberisiko aller Käfer deutlich an<sup class="xref"...

Der Kartoffelkäfer Leptinotarsa decemlineata Say (CPB) ist ein wichtiger Schädling von Solanaceae-Pflanzen, vorwiegend Kartoffel Solanum tuberosum L. Das geografische Verbreitungsgebiet dieser Art beträgt mehr als 16 Millionenkm2 und erweitert sich ständig1. Das CPB hat fakultative Winterdiapause, und in der gemäßigten Zone ist der Winterschlaf obligatorisch. Die Diapause wird durch eine kurztägige Photoperiode induziert und durch Temperatur1 moduliert. Diese Käfer überwintern im erwachsenen Stadium, indem sie sich in den Boden eingraben. Mit zunehmenden Breitengraden verlängert sich die Dauer des Winterschlafs. In der gemäßigten Zone, vor allem in den nördlichen Territorien ihres Verbreitungsgebietes, dauert die Überwinterung bis zu 9 Monate: von August-September bis Mai-Juni (Noskov et al., persönliche Beobachtungen). In dieser Zeit ist das CPB – wie jedes andere Insekt in der gemäßigten Zone auch – ungünstigen Winterbedingungen ausgesetzt und muss seine Kältetoleranz erhöhen. Gleichzeitig erhöht der Kontakt der Käfer mit dem Boden das Risiko einer Infektion durch verschiedene opportunistische und pathogene Mikroorganismen2. Daher müssen diese Käfer während des Winterschlafs ein gewisses Maß an Aktivität des Immunsystems aufrechterhalten, was auch energetisch kostspielig ist. Doch selbst wenn das Insekt eine Infektion überlebt, kann die Krankheit seine Kältehärte verringern3. Es sollte beachtet werden, dass niedrige Temperaturen nicht der einzige Grund für die Wintersterblichkeit des CPB sind. Eine wichtige Rolle spielt auch der Sauerstoffmangel, der unter bestimmten Bedingungen der Hauptfaktor für die Wintersterblichkeit seinkönnte 4,5.
Es ist bekannt, dass die natürliche Wintersterblichkeit des CPB sehr hoch sein kann und in tonigen Lehmböden 100 % erreicht6. Daher ist die Überwinterung eine der wichtigsten Phasen im CPB-Lebenszyklus. Dennoch sind die Daten über die Physiologie, die Aktivität des Immunsystems, das Überleben und andere Parameter des CPB-Winterschlafs unter natürlichen Bedingungen noch begrenzt. Es gibt Studien zur differentiellen Genexpression und verschiedenen physiologischen Parametern bei CPB-Erwachsenen während der Diapause und als Reaktion auf einen Kälteschock 7,8,9,10,11,12; Diese Analysen wurden jedoch hauptsächlich durch Induktion von Diapause oder Kältestress unter Laborbedingungen ohne natürliche Schwankungen von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und nativer Erregerlast durchgeführt. Nichtsdestotrotz ist die Erforschung der Physiologie dieser Käfer, die durch Ausgrabung aus dem Boden unter natürlichen Bedingungen gesammelt wurden, wichtig. In den 1970er bis 1980er Jahren wurden verschiedene Aspekte der CPB-Überwinterung unter natürlichen Bedingungen aktiv untersucht 13,14,15,16,17,18. Andererseits wurde in diesen Studien kein CPB-Aushub aus dem Boden im Winter durchgeführt. Darüber hinaus werden eine Technik zur kontrollierten Überwinterung des CPB und eine Beschreibung der Käfige nicht im Detail bereitgestellt. Daher ist es notwendig, die Physiologie von CPBs zu untersuchen, die in natürlichen Umgebungen überwintern19.
Ziel dieser Studie war es, eine Methode zur kontrollierten Überwinterung von CPB-Erwachsenen unter natürlichen Bedingungen zu entwickeln und zu testen. Die vorgeschlagene Methode ermöglicht es, eine gewünschte Anzahl von CPB-Individuen für mikrobiologische, immunologische und andere Assays während des Winterschlafs unter Feldbedingungen eines kontinentalen Klimas zu erhalten. Diese Methode kann angepasst und auf andere Insektenarten angewendet werden, die in Böden unter Schnee überwintern.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Agar-agar bacteriological purified</td>
			<td>diaGene</td>
			<td>1806.5000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bile Esculin Agar</td>
			<td>HiMedia</td>
			<td>M972</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Endo Agar&#160;</td>
			<td>HiMedia</td>
			<td>M029</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose monohydrate-D</td>
			<td>PanReac Applichem</td>
			<td>143140.1000&#934;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lactic acid&#160;</td>
			<td>PanReac Applichem</td>
			<td>141034.1211</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luria-Bertani liquid medium</td>
			<td>HiMedia</td>
			<td>G009</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 ml conical centrifuge tubes</td>
			<td>Axygen</td>
			<td>SCT-15ML-25-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peptone</td>
			<td>FBIS SRCAMB</td>
			<td>M<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65862/65862eq01v2.jpg" style="margin: auto;" />030/O61</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline</td>
			<td>Medigen</td>
			<td>PBS500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperatutre and humidity datalogger Ecklerk-M-11</td>
			<td>Relsib</td>
			<td></td>
			<td>Waterproof datalogger</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an experimental study on colorado potato beetle hibernation under natural conditions

Einer der Hauptschädlinge der Kartoffel Solanum tuberosum L. in der gemäßigten Zone ist das Schadinsfest Kartoffelkäfer (CPB). Die meisten Studien zur Immunität und zu Erkrankungen des CPB werden während der aktiven Fütterungsphasen durchgeführt. Dennoch gibt es weniger Studien zu Ruhestadien, obwohl diese Käfer den größten Teil ihres Lebenszyklus in einem Zustand der Winterpause (Winterschlaf) verbringen. In dieser Arbeit wurde eine Methode zur Untersuchung des CPB-Winterschlafs unter natürlichen Bedingungen entwickelt und getestet, die die Möglichkeit bietet, eine ausreichende Anzahl von Individuen im Winter zu sammeln. In diesem Artikel wurde das CPB-Überleben bewertet und Infektionserreger in verschiedenen Stadien des Winterschlafs identifiziert. Die CPB-Mortalität stieg während des Winterschlafs an und erreichte im April-Mai ein Maximum. Aus den toten Insekten wurden entomopathogene Pilze (Beauveria, Isaria und Lecanicillium) und die Bakterien Bacillus, Sphingobacterium, Peribacillus, Pseudomonas und Serratia isoliert. Die Überlebensrate der Käfer über den gesamten Winterschlaf lag bei 61%. Es wurden keine gefrorenen oder getrockneten Käfer gefunden, was auf den Erfolg der vorgestellten Methode hindeutet.

Die folgenden Ergebnisse zu überwinternden CPBs zeigen die Bodentemperatur, das Überleben und die Infektionen.
Dynamik der Bodentemperatur. Von Ende November bis Anfang April wurden Minustemperaturen in den Käfigen in 30 cm Tiefe registriert (Abbildung 1). Die Durchschnittstemperatur lag in diesem Zeitraum bei minus 3,3 ± 0,1 °C (Mittelwert ± Standardfehler). Die niedrigste gemessene Temperatur lag Mitte Februar bei minus 7,9 °C.
<p ...

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An Experimental Study on Colorado Potato Beetle Hibernation Under Natural Conditions

Hier stellen wir eine Methode zur Untersuchung des Winterschlafs des Kartoffelkäfers unter den natürlichen Bedingungen der gemäßigten Zone sowie eine Technik zum Sammeln von Käfern im Winter vor. Diese Methode ermöglicht es, eine gewünschte Anzahl von überwinternden Individuen für verschiedene Analysen in jedem Stadium des Winterschlafs zu erhalten.

Eine experimentelle Studie zur Überwinterung des Kartoffelkäfers unter natürlichen Bedingungen

One of the major pests of potato Solanum tuberosum L. in the temperate zone is the insect Colorado potato beetle (CPB). Most studies on the immunity and ...

Der Kartoffelkäfer ist einer der schlimmsten Kartoffelschädlinge in der gemäßigten Zone. Studien zur Immunität und Pathogenese dieses Schädlings werden hauptsächlich im aktiven Stadium durchgeführt. In der gemäßigten Zone verbringt dieser Schädling jedoch die meiste Zeit seines Lebenszyklus im Winterschlaf.In dieser Arbeit stellen wir eine Methode zur Überwinterung des Kartoffelkäfers und eine Technik zum Sammeln von Käfern im Winter vor. Der Hauptvorteil dieser Methode besteht darin, dass sie es ermöglicht, eine beliebige Anzahl von überwinternden Individuen für die Virusanalyse in jeder Phase des Winterschlafs zu gewinnen. Verwenden Sie Käfige aus einem starren Holzrahmen mit einer Größe von 25 x 25 x 40 Zentimetern.Um einen Rahmen für den Käfig zu bauen, verwenden Sie Holzlatten, die mindestens zwei Zentimeter dick und vier Zentimeter breit sind. Decken Sie das Innere des Käfigs mit einem Edelstahlgitter ab, das nicht größer als fünf mal drei Millimeter ist. Befestigen Sie das Netz mit einem Holzhefter.Die Innenseite des Käfigs mit einem schwarzen synthetischen Geotextil mit einer Dichte von 60 Gramm pro Quadratmeter auskleiden. Befestigen Sie einen etwa 60 Zentimeter hohen Schlauch aus synthetischem, durchscheinendem, atmungsaktivem Stoff fest an der Oberseite des Käfigs. Kreuzen Sie zwei starke Seile und befestigen Sie sie am Boden des Käfigs, um ihn bei Bedarf aus dem Boden zu ziehen.Graben Sie ein 40 Zentimeter tiefes Loch in die Erde. Lege trockenes Gras oder Heu auf das Loch. Stellen Sie den Käfig so hinein, dass sich das Heu oder trockene Gras zwischen den Wänden des Käfigs und der Erde befindet.Füllen Sie die Käfige mit Erde aus demselben Kartoffelfeld, auf dem die Insekten gesammelt werden. Installieren Sie wasserdichte Temperatur- und Feuchtigkeits-Datenlogger in den Käfigen in den erforderlichen Tiefen. Pflanzen Sie Kartoffelsetzlinge drei bis vier Wochen vor der Käfereinschleppung in den Käfig und gießen Sie sie mäßig.Befestigen Sie einen Schlauch aus synthetischem Gewebe senkrecht an einem Stab aus einem beliebigen Material, der an der Außenseite des Käfigs angebracht ist. Sammeln Sie erwachsene Käfer in den pestizidfreien Kartoffelfeldern gegen Ende der Kartoffelvegetation manuell ein. Bewahren Sie die gesammelten Käfer in 20-Liter-Plastikeimern mit Kartoffelspitzen zur Fütterung der Insekten auf, bevor Sie sie in die Käfige setzen.Decken Sie die Eimer mit einem atmungsaktiven Stoff ab. Setzen Sie nicht mehr als 200 Exemplare der Käfer auf die Kartoffelpflanzen, die mit dem synthetischen Gewebegewebe bedeckt sind. Wenn die Kartoffelspitzen verbraucht sind, geben Sie frische Kartoffeln in ein Plastikglas mit Wasser und wechseln Sie die Kartoffelspitzen danach täglich.Sobald sich alle Käfer zum Überwintern in die Erde eingegraben haben, lösen Sie den Schlauch mit dem synthetischen Stoff vom Stock und legen Sie den Stoff ab. Entferne den Schnee über der Oberfläche des Käfigs. Lockern Sie den Käfig auf jeder Seite mit einer starken Schaufel.Ziehen Sie den Käfig mit Seilen aus der Erde. Bringen Sie den Käfig ins Labor. Entfernen Sie die Erde in kleinen Portionen aus dem Käfig, brechen Sie große Erdstücke vorsichtig auf und isolieren Sie Käfer mit einer Pinzette.Trennen Sie lebende Käfer von Leichen. Lebende, gesunde Käfer verdichten den Boden um sich herum, bilden einen Lufthohlraum, eine sogenannte Wiege, und lassen sich daher leicht vom Boden trennen. Käfer, die von Pilzen getötet wurden, sind mumifiziert oder haben sichtbares Myzel auf der Oberfläche.Bakteriell zersetzende Insekten sind dunkel. Siebe die Erde durch ein Sieb, um sicherzustellen, dass alle Käfer isoliert und nicht beschädigt sind. Legen Sie Leichen mit Symptomen einer Pilzinfektion oder bakterieller Verwesung zur späteren Identifizierung in ein einzelnes steriles Falcon-Röhrchen.Bewahren Sie lebende Käfer bis zur Analyse in einem Kühlschrank bei einer Temperatur von 2 Grad Celsius in geschlossenen, belüfteten Behältern mit einem feuchten Wattebausch auf. Um Hämolymphe zu sammeln, machen Sie mit einer Insulinnadel eine Punktion im seitlichen Teil des Bauches unter der Aorta. Um den Darm zu isolieren, schneiden Sie die Kopfkapsel ab und drücken Sie den gesamten Inhalt in eine Petrischale mit Phosphatpuffer.Trennen Sie den Darm und reinigen Sie ihn von Fett und Malpighischen Gefäßen. Trennen Sie einen gewünschten Abschnitt des Darms ab, z. B. den Vorderdarm, Mitteldarm oder Hinterdarm. Um den Fettkörper zu isolieren, trennen Sie ihn nach der Isolierung des Darms von den anderen Geweben.Um entomopathogene Pilze aus den Kadavern zu isolieren, legen Sie die mumifizierten Kadaver in eine sterile Feuchtigkeitskammer. Verwenden Sie Luftkonidien oder Sklerotien aus dem Inneren der Käfer zum Auftragen von Sabouraud-Dextrose-Agar mit 0,4%iger Milchsäure. Isolieren Sie Bakterien aus den Kadavern mit Symptomen von bakteriellem Verfall.Schneiden Sie einem Käfer den Kopf ab, drücken Sie den inneren Inhalt aus und sammeln Sie ihn in Röhrchen, um ihn anschließend auf Bakterien aufzutragen. Minusgrade in den Käfigen in 30 Zentimetern Tiefe wurden von Ende November bis Anfang April registriert. Die Durchschnittstemperatur in diesem Zeitraum betrug 3,3 0,1 Grad Celsius.Die niedrigste gemessene Temperatur lag Mitte Februar bei 7,9 Grad Celsius. Die Insektensterblichkeit stieg während des Winterschlafs an und erreichte im Frühjahr vor dem Auflaufen ein Maximum. Die anfängliche Anzahl der Käfer betrug 2.000, von denen 1.470 Individuen überlebten.So betrug die Überlebensrate der Käfer während des Winterschlafs 61%Eine Analyse von 530 Kadavern zeigte, dass während des Winterschlafs 53% von ihnen durch Symptome der bakteriellen Zersetzung und 25% durch Symptome einer Pilzinfektion gekennzeichnet waren. Beauveria dominierte unter den isolierten Kulturen der entomopathogenen Pilze. Metarhizium, Cordyceps und Lecanicillium waren deutlich seltener.Unter den aus den Kadavern isolierten Bakterien mit Symptomen bakterieller Zersetzung wurden Arten der Gattungen Bacillus, Sphingobacterium, Peribacillus, Pseudomonas, Serratia, Rahnella und Glutamicibacter identifiziert. Mit dieser Methode kann das Problem gelöst werden, im Winter Kartoffelkäfer vom Feld zu holen. Es ermöglicht es, so viele Individuen zu bekommen, wie Sie mit der niedrigen Sterblichkeitsrate der Insekten benötigen.Die Untersuchung verschiedener Aspekte des Winterschlafs der Käfer ist sowohl aus grundlegender als auch aus angewandter Sicht wichtig, um die Herangehensweise an die Bekämpfung dieses Schädlings zu verbessern. Und natürlich lässt sich diese Technik auch für andere Insektenarten adaptieren, die im Boden überwintern.

Research

JoVE Journal

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Co-immunoprecipitation Assay Using Endogenous Nuclear Proteins from Cells Cultured Under Hypoxic Conditions

Co-Immunopräzipitation Assay mit endogenen nuklearen Proteinen aus Zellen kultiviert unter hypoxischen Bedingungen

Low oxygen levels (hypoxia) trigger a variety of adaptive responses with the Hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1) complex acting as a master regulator. ...

An Adipocyte Cell Culture Model to Study the Impact of Protein and Micro-RNA Modulation on Adipocyte Function

Ein Adipozyten-Zellkulturmodell zur Untersuchung des Einflusses der Protein- und Mikro-RNA-Modulation auf die Adipozytenfunktion

Alteration of adipocyte function contributes to the pathogenesis of metabolic diseases including Type 2 diabetes and insulin resistance. This highlights ...