Electroantennographic Biotest som et screeningsværktøj for værtsplante Flygtige
Summary
En fremgangsmåde til hurtigt at screene værtsplanten flygtige ved måling af elektrofysiologiske respons voksen navlen orangeworm (<em> Amyelois transitella</em>) Antenner til enkelte komponenter og blandinger via electroantennographic analyse er påvist.
Abstract
Plant flygtige stoffer spiller en vigtig rolle i plante-insekt interaktioner. Planteædende insekter bruger plante flygtige, kendt som kairomones, for at lokalisere deres værtsplante. 1,2 Når en værtsplante er en vigtig agronomisk vare fodring skade ved skadedyr kan påføre alvorlige økonomiske tab for avlerne. Følgelig kan kairomones anvendes som attraktanter at lokke eller forvirre disse insekter og således giver et miljøvenligt alternativ til pesticider til insektkontrol. 3 Uheldigvis kan planterne udsende en lang række flygtige med varierende sammensætninger af og forhold mellem emissionen afhængige af fænologi af varen eller tidspunktet på dagen. Dette gør identifikation af biologisk aktive bestanddele eller blandinger af flygtige bestanddele en besværlig proces. For at hjælpe med at identificere de bioaktive komponenter i værtsplante flygtige emissioner vi anvender laboratoriet-baserede screening bioassay electroantennography (EAG). EAG er et effektivt værktøj til at evaluere og RECORd elektrofysiologisk de olfaktoriske svarene fra et insekt via deres antennal receptorer. Den EAG screening kan medvirke til at reducere antallet af flygtige stoffer testet for at identificere lovende bioaktive komponenter. Men Eag bioassays kun give oplysninger om aktivering af receptorer. Det giver ikke oplysninger om den type insekt opførsel den forbindelse fremkalder, som kan være som et tiltrækkende, frastødende eller anden form for adfærdsmæssig reaktion. Flygtige bevirker en signifikant respons ved EAG i forhold til en passende positiv kontrol, er typisk taget på yderligere testning af adfærdsmæssige responser af skadelige insekt. Det eksperimentelle design forelagt, detaljer anvendte metode til at screene mandel-baserede værtsplante flygtige 4,5 ved måling af de elektrofysiologiske antennal svarene fra en voksen insektskadedyr navlen orangeworm (Amyelois transitella) til de enkelte komponenter og enkle blandinger af komponenter via Eag bioassay. Fremgangsmåden anvender to exbliver offentliggjort antenner placeret på tværs af en "gaffel" elektrode holder. Protokollen vist her udgør en hurtig, high-throughput standardiseret fremgangsmåde til screening af flygtige stoffer. Hver volatile i et sæt, konstant mængde som at standardisere stimulus plan og dermed give antennal reaktioner at være udtryk for den relative chemoreceptivity. Den negative kontrol til at eliminere den elektrofysiologiske svar på både resterende opløsningsmiddel og mekanisk kraft sug. Den positive kontrol (i dette tilfælde acetophenon) er en enkelt forbindelse, der har fremkaldt en konsekvent reaktion fra mandlige og kvindelige navle orangeworm (NU) møl. En yderligere semiochemical standard, der tilvejebringer ensartet reaktion og anvendes til bioassay studier med den mandlige NU møl er (Z, Z) -11,13-hexdecadienal, et aldehyd bestanddel fra det kvindelige producerede kønsferomon 6-8
Protocol
Discussion
Anvendelse af electroantennogram optagelser som et bioassay for at bestemme chemoreception responser et mål insekt er ret almindelig, og mange undersøgelser under anvendelse af EAG som en detektor for effluent fra et gaskromatogram (GC-EAD) kan findes i litteraturen. 9,10 Fremgangsmåden vist vil give en hurtig screening af ækvivalente mængder af flygtige komponenter med høje gentagelser for sikker tildeling af den relative lydhørhed. Det AutoSpike programmet i Syntech software er et godt program for sc…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denne forskning blev udført under USDA-ARS CRIS Project 5325-42000-037-00D og med resultater fra CRADA 58-3K95-7-1198 og TFCA 58-5325-8-419. Forfatterne takker Suterra til gave (Z, Z) -11,13-hexadecadienal, B. Higbee for konstruktive drøftelser, og J. Baker for teknisk bistand.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| Acetophenone | Alfa-Aesar | A12727 | Female positive control |
| (Z,Z)-11,13-Hexadecadienal | Suterra | Male positive control | |
| α-Humulene | Aldrich | 53675 | Sesquiterpene |
| 2-Undecanone | Aldrich | U1303 | Fatty acid derivative |
| 2-Phenylethanol | Aldrich | 77861 | Benzenoid |
| Pentane | EMD | PX0167-1 | Solvent |
| 4-Channel acquisition controller | Syntech | IDAC-4 | |
| EAG probe, pre-amplifier | Syntech | Type PRG-2 | |
| Antenna holder | Syntech | For PRG-2 | Fork electrode |
| Stimulus controller | Syntech | CS-55 | Air flow and puffs |
| Spectra Electrode Gel | Parker | 12-02 | |
| Bioassay discs | Whatman | 2017-006 | 6 mm |
| Pasteur pipets | VWR | 14673-010 | 5 ¾” (14.6 cm) |
| Parafilm M | Bemis | PM-992 |
Riferimenti
- Bruce, T. J. A., Wadhams, L. J., Woodcock, C. M. Insect host location: a volatile situation. Trends in Plant Sci. 10, 1360-1385 (2005).
- Unsicker, S. B., Kunert, G., Gershenzon, J. Protective perfumes: the role of vegetative volatiles in plant defense against herbivores. Curr. Opin. Plant Biol. 12, 479-485 (2009).
- Norin, T. Semiochemicals for insect pest management. Pure Appl. Chem. 79, 2129-2136 (2007).
- Beck, J. J., Merrill, G. B., Higbee, B. S., Light, D. M., Gee, W. S. In situ seasonal study of the volatile production of almonds (Prunus dulcis) var. ‘nonpareil’ and relationship to navel orangeworm. J. Agric. Food Chem. 57, 3749-3753 (2009).
- Beck, J. J., Higbee, B. S., Gee, W. S., Dragull, K. Ambient orchard volatiles from California almonds. Phytochem. Lett. 4, 199-202 (2011).
- Coffelt, J. A., Vick, K. W., Sonnet, P. E., Doolittle, R. E. Isolation identification, and synthesis of a female sex pheromone of the navel orangeworm, Amyelois transitella (Lepidoptera: Pyralidae). J. Chem. Ecol. 5, 955-933 (1979).
- Leal, W. S., Parra-Pedrazzoli, A. L., Kaissling, K. -. E., Morgan, T. I., Zalom, F. G., Pesak, D. J., Dundulis, E. A., Burks, C. S., Higbee, B. S. Unusual pheromone chemistry in the navel orangeworm: novel sex attractants and a behavioral antagonist. Naturwissenschaften. 92, 139-146 (2005).
- Kanno, H., Kuenen, L. P. S., Klingler, K. A., Millar, J. G., Carde, R. T. Attractiveness of a four-component pheromone blend to male navel orangeworm moths. J. Chem. Ecol. 36, 584-591 (2010).
- Takacs, S., Gries, G., Gries, R. Semiochemical-mediated location of host habitat by Apanteles carpatus (Say) (Hymenoptera: Braconidae), a parasitoid of cloths moth larvae. J. Chem. Ecol. 23, 459-472 (1997).
- Karimifar, N., Gries, R., Khaskin, G., Gries, G. General food semiochemicals attract omnivorous German cockroaches, Blattella germanica. J. Agric. Food Chem. 59, 1330-1337 (2011).
- Molyneux, R. J., Schieberle, P. Compound identification: a Journal of Agricultural and Food Chemistry perspective. J. Agric. Food Chem. 55, 4625-4629 (2007).
- Marion-Poll, F., Thiery, D. Dynamics of EAG responses to host-plant volatiles delivered by a gas chromatograph. Entomol. Exp. Appl. 80, 120-123 (1996).
- Beck, J. J., Higbee, B. S., Merrill, G. B., Roitman, J. N. Comparison of volatile emissions from undamaged and mechanically damaged almonds. J. Sci. Food Agric. 88, 1363-1368 (2008).
- Lucas, P., Renou, M., Tellier, F., Hammoud, A., Audemard, H., Descoins, C. Electrophysiology and field activity of halogenated analogs of (E,E)-8-10-dodecadien-1-ol, the main pheromone component in codling moth (Cydia pomonella L.). J. Chem. Ecol. 20, 489-503 (1994).
- Rodriguez-Saona, C., Poland, T. M., Miller, J. R., Stelinski, L. L., Grant, G. G., de Groot, P., Buchan, L., MacDonald, L. Behavioral and electrophysiological responses of the emerald ash borer, Agrilus planipennis, to induced volatiles of Manchurian ash, Fraxinus mandshurica. Chemoecology. 16, 75-86 (2006).
- Burks, C. S., Brandl, D. G. Seasonal abundance of navel orangeworm (Leipidoptera: Pyralidae) in figs and effect of peripheral aerosol dispensers on sexual communication. J. Insect Sci. 4, 1-8 (2004).
