自然条件下科罗拉多马铃薯甲虫冬眠的实验研究
Summary
在这里，我们提出了一种在温带自然条件下研究科罗拉多马铃薯甲虫冬眠的方法以及一种在冬季收集甲虫的技术。该方法允许在冬眠的任何阶段获得所需数量的越冬个体进行各种分析。
Abstract
温带地区马铃薯 Solanum tuberosum L.的主要害虫之一是昆虫科罗拉多马铃薯甲虫（CPB）。大多数关于CPB免疫和疾病的研究都是在主动喂养阶段进行的。尽管如此，关于休息阶段的研究较少，尽管这些甲虫的大部分生命周期都处于冬季滞育（冬眠）状态。在这项工作中，开发并测试了一种在自然条件下研究CPB冬眠的方法，为在冬季收集足够数量的个体提供了机会。在本文中，评估了CPB的存活率，并确定了处于不同冬眠阶段的传染性病原体。CPB死亡率在冬眠期间增加，在4-5月达到最大值。从死虫中分离出昆虫病原真菌（Beauveria、 Isaria 和 Lecanicillium）和细菌 Bacillus、Sphingobacterium、Peribacillus、Pseudomonas 和 Serratia 。甲虫在整个冬眠期的存活率为61%。没有发现冷冻或干燥的甲虫，表明所提出的方法取得了成功。
Introduction
科罗拉多马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata Say（CPB）是茄科植物的重要害虫，主要是马铃薯Solanum tuberosum L。该物种的地理范围超过1600万km2，并不断扩大1。CPB具有兼性冬季滞育，在温带地区必须冬眠。滞育是由短日照光周期诱导的，并由温度调节 1.这些甲虫在成虫阶段通过钻入土壤越冬。随着纬度的增加，冬眠期的持续时间延长。在温带地区，特别是在其范围的北部地区，越冬持续长达 9 个月：从 8 月至 9 月到 5 月至 6 月（Noskov 等人，个人观察）。在此期间，CPB与温带地区的任何其他昆虫一样，暴露在不利的冬季条件下，必须增加其耐寒性。同时，甲虫与土壤的接触增加了各种机会性和致病微生物感染的风险2。因此，这些甲虫在冬眠期间需要保持一定程度的免疫系统活动，这在能量上也很昂贵。尽管如此，即使昆虫在感染中幸存下来，这种疾病也可能降低其耐寒性3.应该指出的是，低温并不是CPB冬季死亡的唯一原因。缺氧也起着重要作用，在某些情况下，它可能是冬季死亡的主要因素4,5。
众所周知，CPB的自然冬季死亡率可能非常高，在粘壤土中达到100%6。因此，越冬是CPB生命周期中最关键的时期之一。然而，关于自然条件下CPB冬眠的生理学、免疫系统活动、存活率和其他参数的数据仍然有限。有关于CPB成人在滞育期间和应对冷休克的差异基因表达和各种生理参数的研究7,8,9,10,11,12;然而，这些分析主要是通过在实验室条件下诱导滞育或冷应激来进行的，没有温度、湿度和天然病原体载量的自然波动。尽管如此，研究这些甲虫在自然条件下从土壤中挖掘收集的生理学是很重要的。1970-1980年代，对自然条件下CPB越冬的不同方面进行了积极研究13,14,15,16,17,18。另一方面，这些研究不涉及冬季从土壤中挖掘CPB。此外，没有详细提供CPB的受控冬眠技术和笼子的描述。因此，需要研究在自然环境中越冬的CPBs的生理学19。
本研究的目的是开发和测试一种在自然条件下控制CPB成虫冬眠的方法。所提出的方法允许在大陆性气候的野外条件下冬眠期间获得所需数量的CPB个体，用于微生物学、免疫学和其他测定。该方法可以适用于在雪下土壤中越冬的其他昆虫物种。
Protocol
Representative Results
Discussion
本研究表明，所提出的研究CPBs越冬的方法使我们能够在不同的冬眠期获得足够数量的昆虫。所提出的技术的成功取决于几个独立因素，其中最重要的是天气条件。在寒冷、无雪的冬天，土壤可能会冻结到笼子的整个深度。在这种情况下，所有甲虫的死亡风险显着增加18.甲虫的存活取决于许多因素的组合，这些因素每年都会有很大差异6.
在?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我们感谢我们的同事弗拉基米尔·希洛、维拉·莫罗佐娃、乌利亚娜·罗茨卡娅、奥尔加·波列诺戈娃和奥克萨娜·托米洛娃在组织和执行现场和实验室程序方面的帮助。
该研究得到了俄罗斯科学基金会的支持，项目编号为22-14-00309。
Materials
| Agar-agar bacteriological purified | diaGene | 1806.5000 | |
| Bile Esculin Agar | HiMedia | M972 | |
| Endo Agar | HiMedia | M029 | |
| Glucose monohydrate-D | PanReac Applichem | 143140.1000Φ | |
| Lactic acid | PanReac Applichem | 141034.1211 | |
| Luria-Bertani liquid medium | HiMedia | G009 | |
| 15 ml conical centrifuge tubes | Axygen | SCT-15ML-25-S | |
| Peptone | FBIS SRCAMB | M 030/O61 |
|
| Phosphate buffered saline | Medigen | PBS500 | |
| Temperatutre and humidity datalogger Ecklerk-M-11 | Relsib | Waterproof datalogger |
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