Summary
Здесь мы описываем, строительство и использование аэродинамической трубе для запаха опосредованного поведения анализов с насекомыми. Аэродинамическая конструкция облегчает освобождение запах источников несколькими методами, с и без зрительных раздражителей. Аэродинамической эксперименты являются важными методами для определения функционально активных летучих химических веществ.
Abstract
Обоняние является наиболее важных чувств механизм многих насекомых взаимодействуют с окружающей их средой и аэродинамической трубе является отличным инструментом для изучения химическая Экология насекомых. Насекомые могут найти точечных источников в трехмерной среде через сенсорные взаимодействия и сложное поведение. Количественная оценка такого поведения является ключевым элементом в разработке новых инструментов для вредителей контроля и поддержки принятия решений. Аэродинамической трубе с разделом подходящий рейс с ламинарного воздушного потока, visual сигналы для бортового обратной связи и разнообразные возможности для применения запахи могут быть использованы для измерения сложного поведения, который впоследствии может позволить выявить привлекательные или репеллент запахи, насекомое летные характеристики, visual запах взаимодействия и взаимодействия между аттрактанты и запаха затяжной как фон запахи в окружающей среде. Аэродинамической держит преимущество изучения запаха при посредничестве поведенческие репертуар насекомого в лабораторных условиях. Поведенческие меры в контролируемых условиях обеспечивают связь между физиологии насекомых и области применения. Аэродинамической трубе должно быть гибким инструментом и должны легко поддерживать изменения в установки и оборудование для исследования различных вопросов. Основным недостатком в аэродинамической установки, описанных здесь, это фон чистый запах, который требует особого внимания при разработке синтетических летучие смеси для применения в полевых условиях.
Introduction
В ветровом туннеле является важным инструментом в исследованиях химическая Экология насекомых, которые позволяют лабораторные испытания ответы насекомых полет на semiochemicals. Выпуская запахи в контролируемых ветер поток, насекомых поведенческие реакции на эти стимулы могут отслеживаться непосредственно, изучая их наветренной полет к источнику. Обоняние является наиболее важным механизмом чувств, в которой многие насекомые взаимодействуют с их биотического окружающей среды1. Насекомых использовать запах подсказки для поиска подходящих партнеров для спаривания. Аналогичным образом они используют запах букеты из ресурсов узла чтобы найти пищу для себя, или потомство. Растения релиз цветочные запахи в сочетании с нектара и пыльцы награды для обеспечения эффективности насекомых опыление. Все эти сигналы летучих диффузного пассивно в окружающую среду и насекомых необходимо определять и интерпретировать их индивидуальные значения. Как летучих веществ выбрасываются в окружающую среду, молекулы путешествия с ветром как нитей, сохраняя начальной концентрации на большие расстояния по ветру, прежде чем в конечном итоге разобран и разбавлена турбулентности и диффузии2. Насекомые могут обнаружить малейшие изменения в летучих сигнала и направить их движение против ветра, к источнику. Насекомых отображения рейса поведение с быстро наветренной скачков при контакте с привлекательный запах, и литье боком на потерю переехать запах шлейфа3,4. Организация совместного локализованных обонятельных нейронов в членистоногих насекомых антенн можно облегчить поведенческих реакций в наступление и потери контактов шлейфа с замечательным высоким разрешением5 и включить насекомых различать подобные запах молекулы, поступающих из различных источников6. Визуальную обратную связь во время в полете, называется optomotor anemotaxis, имеет основополагающее значение для определения направления ветра, объектов и относительного смещения2,7. С помощью сенсорного взаимодействия и сложное поведение насекомых можно найти точечных источников в трехмерной среде.
Выявление аттрактантов насекомых и репелленты могут иметь несколько важных прикладных аспектов. Секс феромоны (внутривидовой сигналы) многих насекомых-вредителей могут быть синтезированы и выпустили в воздух, чтобы сорвать сопрягая поведение8. Феромоны и кайромонов (межвидовой сигналы) могут быть использованы для массового треппинга, привлекают и убить в мониторинге ловушки, чтобы дать прямую информацию о статусе вредителей. Средства от насекомых, таких как комары9, также могут изучаться в аэродинамической трубе bioassays. Эти методы играют важной частью комплексной борьбы с вредителями поддержки систем управления и решения для фермеров.
Аэродинамической bioassays, где запах опосредованного поведения репертуар вида может контролироваться, это мощный метод для выявления потенциальных новых инструментов для борьбы с вредителями для замены или смягчения последствий использования пестицидов.
Теоретическое обоснование аэродинамической конструкции является подробно описаны10. Здесь мы описываем аэродинамической конструкции, запах приложения и рейс поведения, который был использован в нескольких экспериментов для определения аэродинамической биопроб протокола. Аэродинамической трубе (рис. 1) в Nibio (Ås, Норвегия) изготовлен из прозрачного поликарбоната к царапинам. Рейс Арена — 67 см высотой, 88 см шириной и длиной 200 см. Перед полета Арена есть раздел Дополнительные поликарбоната, 30 см длиной. Эта часть аэродинамической служит раздел Утилита для применения запахов. Если летучих получить контакт с поликарбоната жилье в рейс Арена, они могут впоследствии быть переиздан и загрязнять между сессиями. На каждом конце раздела утилита поэтому существует перфорированной металлической сеткой. Обе сетки ограничить поток воздуха и создать небольшое избыточное давление на наветренной стороне. Это приводит к увеличению ламинарного потока на подветренной стороне. Наветренной решётка изготовлена из перфорированной металлической пластины с 8 мм отверстия равномерно рассредоточены по поперечное сечение туннеля для обеспечения что 54% открытая площадка. По ветру сетка имеет отверстий 3 мм и 51% открытая площадка. Это уменьшает турбулентность и гарантирует, что запах шлейфа путешествия централизованно вниз по длине на арене полета. Шлейф запаха будет иметь форму узкий конус и могут быть визуализированы с помощью дыма. На полу рейса Арена, пластик или бумага кругов различных размеров (от 5 до 15 см в диаметре) изложены дать насекомых визуальную обратную связь во время полета. Существует 25 x 50 см дверца на наветренной конце полета арены и в разделе утилиты. Между ветру окончания рейса Арена и секцией фильтра выхлопных газов есть открытая площадка 60 см для насекомых обработки. Этот доступ область покрыта по бокам с 0,8 мм отверстиями ткани, чтобы предотвратить насекомых, спасаясь в комнату.
Воздух поступает в первый корпус фильтра с помощью вентилятора. Воздух проходит через фильтр пыли, прежде чем он очищается 24 высокой емкости активные Фильтры угольные и выпущен в туннеле. Воздух, выход из туннеля проходит через аналогичный корпус фильтра перед освобождением обратно в комнату. Это может быть полезным для вытяжного воздуха снаружи здания через вытяжной шкаф. Вентиляторы на обоих корпусы запускаются с равными потока. Оба вентилятора имеют непрерывный диммер и калибруются на различных скоростях ветра с помощью расходомера. Скорость воздуха зависит от видов испытания. s 30 см-1 часто является хорошей отправной точкой. Для мелких насекомых идеальная скорость воздуха может быть уменьшен, и для сильной листовки, скорости полета может быть выше, чтобы увеличить расстояние относительного рейса.
Номер аэродинамической облегчает контроль температуры, влажности и освещенности. Светодиодные полосы размещены позади непрозрачной poly(methyl methacrylate) панель 3 мм для создания диффузного источника света выше и позади Арены полета. Как источники света можно управлять независимо.
Запах приложения можно достичь несколькими способами. Как правило запахов выпускаются в воздушный поток в центре наветренной окончания рейса Арена. В зависимости от исследования вопросов под рукой точки выхода может быть воздействию или покрыты. Стеклянный цилиндр (диаметр 10 см, длиной 12,5 см) с металлической сеткой (2 × 2 мм размер сетки) на подветренной стороне визуально может блокировать источник запахов и в то же время служить в качестве целевой платформы для насекомых. В многих экспериментов горизонтальный стекла платформа может использоваться для представления источников запаха, или визуальных сигналов недалеко от точки выхода. Существует также возможность освободить двух запахов в то же время, бок о бок, чтобы облегчить выбор анализов. Точки выхода затем помещаются 20 см друг от друга и запах шлейфов перекрываются с полпути вниз туннеля. Выбор может быть идентифицированы, который шлейфа насекомых после против ветра.
Аэродинамическая конструкция облегчает многочисленные летучие релиз методы. Например со специфическим запахом могут быть освобождены перед фон запах, такие как излучаемый11,урожай растений12. Кроме того различные визуальные раздражители могут быть протестированных13,14. Экспериментальной установки должны быть адаптированы для каждого вида и исследований вопрос.
Естественный запах источников, таких как части растений и синтетического запаха от колонок могут быть введены непосредственно в арену полета. Чтобы изолировать запах опосредованного поведения от visual, источник запахов могут быть покрыты или летучих веществ осуществляется на арену рейс через уголь отфильтрованных Лаборатория подачи воздуха извне. Затем источник запахов ограничивается стеклянную банку, и воздух выталкивается через jar в аэродинамической трубе через стекло и тефлоновые трубки. Скорость полета на момент освобождения должен соответствовать скорости ветра на арене.
Выпустить запахов на конкретные смесь отношения, может использоваться опрыскивателя. Опрыскиватель является ультразвуковые сопло с коническим наконечником и вставленные microbore для облегчения потока жидкости в 10 мкл мин-1. Сопло подключен к широкополосной ультразвуковой генератор и работает на 120 кГц. Шприцевой насос толкает образца запаха в сопло опрыскивателя. Фторированные этилена пропилена (FEP) трубки с внутренним диаметром 0,12 мм подключается Газонепроницаемая шприц 1 мл и сопла. Трубы адаптеров, которые набухают в этаноле и сжать в воздухе, облегчить обтягивающие не внутренним объемом. Размер капельки аэрозоля, создаваемые вибрации сопла зависит от частоты и зависит от конкретных растворителя используется. Маленькие капельки испаряются и принесены вниз аэродинамической как летучих веществ. Существуют также и другие проекты, распылитель и более дешевая версия, используя управляемые стеклянные капиллярные пьезо предоставляет аналогичные решения15.
Синтетических смесей или headspace коллекции может использоваться с распылителем. Образцы разрежаются с чистого этанола до требуемой концентрации. С нестабильной коллекций образец может быть разбавлен соответствуют время сбора. Это означает, что коллекцию летучих, отведать свыше 3 h следует разбавить до 1800 мкл, который на момент выпуска соответствует ставка от распылителя на 10 мкл мин-1 до 3 ч.
Определение поведения рейс может быть сделано непосредственно ручной наблюдения или post hoc анализа видео. Ориентированных на рейс следует отличать от случайных полета. Запах опосредованного поведения могут быть признаны следующими характеристиками: Зиг заг перелет через запах шлейфа, прямо наветренной полета внутри факела, и цикл обратно, если контакт с шлейфа теряется. После потери привлекательным шлейфа насекомых может также начать Зиг заг с увеличением арки восстановить потерянные шлейфа3,4. Это поведение является основополагающим в поле параметр где насекомых после привлекательный запах нужно справиться с турбулентности и изменение направления ветра. Схемы полета не является равномерным и варьируется в разных насекомых заказы. Например сильный листовки как blowflies имеют быстрее наветренной ориентации с широкой литья узором чем моли, и скорость ветра должна быть увеличена до содействия более длинный путь относительный полета.
Полета насекомых также может быть снят. С одной камерой можно описать простой лётные характеристики печати координаты y x16. Используя две камеры с синхронизированной захват экрана, 3D рейс могут быть восстановлены с помощью внешнего программного обеспечения17. Рейс Трек затем могут быть проанализированы давать информацию о скорость полета и расстояния, углы рейса в отношении направления ветра и подробности о лётных характеристик применительно к шлейф запаха. Есть пользовательские и торговое оборудование и программное обеспечение которое включить автоматическое отслеживание кадра. Калибровка кадры должны использоваться для ссылки на реальный мировое пространство, и прямолинейных широкоугольной линзы должны использоваться для сведения к минимуму искажения объектива. Для уменьшения визуальных фоновый шум, как кромки и углы в аэродинамической трубе Арена и максимизировать насекомых на фоне дискриминации следует соблюдать осторожность. С помощью инфракрасного источника света, отражение (например., от ночные комары) может быть снят с Монохромная CCD камеры17.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Подготовка стеклянных трубок
- Подготовьте стеклянных трубочек (например., диаметр 2,8 см, длиной 13 см) и закрыть один конец с крышкой пластиковые оснастки.
- Разделить ограничен стеклянных трубочек 10 насекомых и накрыть марлей, используя резинкой оставшиеся конце. Разрешить насекомых, чтобы акклиматизироваться к температуры, освещенности и влажности аэродинамической комнаты для минимум 2 ч.
Примечание: Количество насекомых внутри каждой трубы зависит от видов и исследований вопрос.
2. Подготовка источников запаха
- Опрыскиватель протокол.
- Заполните Газонепроницаемая шприц 1 мл с разбавленным headspace коллекции или смесь синтетического запаха.
Примечание: Содержание разреженных headspace или синтетический запах смеси зависит от насекомых видов и исследований вопрос. В общем концентрации используется должно соответствовать ставки природных релиз подлинный запах источника. - Подключите кончик шприца FEP трубок с помощью трубки адаптеров и вставьте шприц в шприцевой насос.
- Запустите шприцевой насос.
- Начало широкополосного ультразвуковой генератор.
Примечание: Выпуска аэрозоля от опрыскивателя может быть подтверждена указывая факел света снизу точки выхода. - Запустите опрыскиватель с Этанол 96% минимум 10 минут между процедурами для очистки внутри трубки и насадки. Использование отдельного шприц, посвященный чистого этанола, для всех очистки.
- После использования экологически чистые шприцы и кончик насадки с 96% этанола.
- Заполните Газонепроницаемая шприц 1 мл с разбавленным headspace коллекции или смесь синтетического запаха.
- Аутентичные запах источник протокол.
- Вставьте подлинный запах источников в аэродинамической трубе или сосуд коллекции headspace 2 Л.
- Подключите headspace емкость коллекции к лаборатории воздушного потока и выпустить в аэродинамической трубе.
Примечание: Сбор растительного материала как близко к начала экспериментов, как можно скорее и предотвратить увядание, вставив конце разреза в маленький пузырек с водой. Объем и тип растительного материала или другой источник аутентичных запах, зависит от насекомых видов и исследований вопрос.
- Установите стеклянную трубку с insect(s) на держатель 180 см по ветру из источника запаха и визуальные и 30 см от земли. Capped конец должен указывать против ветра.
3. Начиная с протоколом
- Используйте две камеры для захвата две разные точки зрения. Монтировать камеры выше рейса Арена и угловые, чтобы захватить две разные точки зрения.
- Откройте крышку.
- Запустите таймер.
Примечание: Различные виды требуют разные сроки реагирования, например., плоды яблоко моли (Argyresthia conjugella) будет ответить в течение 4-5 мин11, но grapewine моли (Lobesia botrana) требуют ответа до 20 мин 18. - Наблюдать картину рейса и уделять особое внимание летные характеристики и наветренной ориентацию. Оценка полетов согласно предварительно определенных поведенческих категорий, например., взлет, ориентированной полета на короткие расстояния (минимум 20 см), ориентированный на большие расстояния (< 5 см от источника) и посадки.
Примечание: 3D отслеживания, используя две камеры и съемки может использоваться дать более подробную информацию о летных характеристик. В общем камеры монтируются над рейс-Арена и угловые, чтобы захватить две разные точки зрения. - Сбор насекомых, посадка на стенах в аэродинамическую трубу, вне шлейф запаха и заменить обратно на держатель.
Примечание: Насекомые могут предоставляться один шанс, чтобы реагировать на запахи с наветренной рейса и не будут заменены. - Изменения для очистки стекла аппаратных между процедурами.
Примечание: Частое контроля лечения следует запустить для выявления возможного загрязнения источников. - Усыпить насекомых или замораживания после экспериментов с CO2 .
Примечание: В зависимости от исследования вопрос, может быть забил для развития яйца или визуального осмотра проверить состояние крылья или усиков самки.
4. Очистка
- Вымойте все аппаратные металла и стекла с этанол и вода и оставить до полного высыхания.
- Тепло все стекла и металла оборудования до 300 ° C для 6 h для удаления загрязнений.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Blowflies сильно реагирует на запахи от мертвых животных, которые представляет эфемерное роста субстрата19,20. С помощью мертвых мышей в качестве источника природных запахов, мы исследованы детали рейса поведение 15 день старого, повязана женского C. vicina, с или без, визуальные раздражители рядом с запахом релиз точки13. Чтобы устранить естественный визуальную подсказку, мы использовали описанной выше системы Стеклянный кувшин. С скоростью ветра 30 см s-1 blowflies отображается, более, чем 80% взлета и поведение ориентированных полет в подветренной конце аэродинамической и более чем 60% из них передовые с движение контролируемых и ориентированной на наветренной часть тоннеля ( Рисунок 2). Там был статистически значимого влияния визуальной подсказки на поведение ориентированных полет. Однако эффективно отображать полный спектр поведения, которые в естественных условиях blowflies предоставит возможность депозит яйца на каркас (взлета, ориентированных на рейс и посадки), добавление визуальную подсказку необходимо пометить запах Источник. Использование визуальной подсказкой значительно увеличили посадок в источнике от 14% до 40%. Этот простой извлечения больших аэродинамической эксперимент13 иллюстрирует необходимость полного счета сенсорные способов, используемых в расположение ресурса насекомых, и это показывает, что расширенная информация относительно поведения может укрепить результаты и Впоследствии позволяют больше знаний, чтобы извлечь из каждого эксперимента.
Чтобы ответить на какие летучие подсказки, Гороховая плодожорка использует, чтобы найти подходящий хост завод для откладки яиц, мы изучили наветренной ориентации женщин 5-7 день старого вязка к растений гороха в разных фенологических стадиях (лист, Бутон, цветок, стручок) в аэродинамической трубе14 . Скорость ветра была 30см s-1, 1000 люкс интенсивности света, температуре 20-22 ° C и относительная влажность 60-70%. Мы использовали сочетание визуальные и обонятельные сигналы, поместив живых растений непосредственно на наветренной конец аэродинамической арены и сравнения поведенческих ответ с соответствующим headspace экстрактов. Мы также протестировали синтетическая смесь десяти antennaly активных гороха завод летучих веществ. Поведенческие реакции Гороховая плодожорка (рис. 3) показал, что растяжением женщины были гораздо больше привлекают растения гороха с цветами (58%) и почки (52%), чем для растений гороха в лист (10%) или стадии стручка (24%). Подобные ответы были замечены с помощью соответствующего headspace экстрактов. Растяжением женщины были наиболее привлекает headspace экстракты, полученные из растений гороха (56%), следуют гороха растения с бутонами (42%), и низкого ответы были записаны для pod (28%) и конечные стадии (10%). Тестирование смесь распыляется syntheic десяти antennaly активных гороха летучих веществ как стимулы, привели к посадке ответ 34%.
Результаты показывают связь между принимающей завод фенологии и соответствующий завод запах, а также ее влияние на поведение повязана C. nigricana самок. Растяжением женщины имеют явное предпочтение для растений гороха во время разработки цветок и профиль связанный запах имеет решающее значение для места размещения. Кроме того, этот эксперимент показывает, что повязана C. nigricana самки можно отличить разных фенологических стадиях растений гороха когда зондирования только летучие подсказки. Сенсорная интеграция имеет важное значение для места размещения и может увеличить способность воспринимать незначительные различия, особенно в самок13,21,22. Тем не менее в этом эксперименте аэродинамической посадки ответы на headspace выдержки из цветковых растений гороха (56%) без присутствия визуальные подсказки были так же, как ответы на реальный завод (58%). Сходство между headspace экстрактов только и реальной растения означает, что запах основных принимающих завод cue для спаренных C. nigricana самок.
Одной из основных задач при разработке kairomone воблеры от аэродинамических поведенческих анализов, переводит готовой смеси в полевых условиях. Аэродинамической имеет чистый запах фон, тогда как полевых условиях пронизаны запахи от окружающей растительности, которые могут изменить химической информации.
Были проведены эксперименты в аэродинамической трубе с самками поля собраны на скорость ветра 30 см s-1, интенсивность света 5 люкс, температуре 19-20 ° C и относительной влажности 55-65%. Эксперименты с и без фона запахи, помогали в развитии растений летучих на основе поля приманки для фруктов яблоко моли Argyresthia conjugella11. Результаты показывают, что запах распылителей с комплексом смесь (7 компоненты) и простая смесь (2 компоненты) имеют аналогичные наветренной притяжения когда представлены только на фоне чистой (Рисунок 4A). В assay выбор однако, с газированной поля, встроенные в apple летучих фон, самки моли фруктов яблоко предпочитаемого комплекса, но не просто смесь (рис. 4В).
Результаты показывают, что сочетание сложности является ключевым игроком преодолеть влияние фона завод и что фон взаимодействия необходимо учитывать при разработке кайромонов для использования на местах.
Рисунок 1. Аэродинамическая схема расположен в NIBIO, Ås - Норвегия. Аэродинамической помещается в комнате, климат-контролем. Воздушный поток фильтруется фильтром активированным углем, до и после применения запах и затем направляется обратно в комнату. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2. Средний процент поведенческих реакции (±SE) Красноголовая синяя vicina на естественный запах источников с и без зрительных раздражителей. Запах раздражители ограничивается стеклянную банку и введен в аэродинамической трубе потоком уголь отфильтрованного воздуха. Эта цифра была изменена от [АБК, а. и Кнудсен, г. к. (2011) половые различия в обоняние опосредованной остроты в blowflies и ее последствия для гендерных треппинга. Entomologia Experimentalis et наша 139 25-34]. Существенные различия определяются по t тесты (уровень значимости: p = 0,05) на в общей сложности 50 летит за экспериментальное лечение, с средними на основе доли респондентов среди 10 мух, протестировано на пять отдельных дней. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
На рисунке 3. Процент, посадка ответ (±SE) Cydia nigricana для растений гороха в разных фенологических стадии, соответствующие коллекции headspace и синтетических летучих смесь 10 активных соединений, antennaly. Headspace и синтетических blend был освобожден из ультразвуковой распылитель. Растительный материал был помещен непосредственно на арену полета. Эта цифра была изменена с [Thöming, G., Norli, х. р., сок, H. & Кнудсен, г. к. (2014) гороха завод летучих Руководство принимающих расположение поведения в Гороховая плодожорка. Членистоногих завод взаимодействий. 8 (2), 109-122]. Существенные различия определяются ANOVA (уровень значимости: p = 0,05). Для всех процедур по крайней мере 50 женщин были протестированы и моли имел 6 мин ответить на запах. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 4. Процент Argyresthia conjugella приближается к сложным и упрощенный аттрактанты (< 5 см). (A). наветренной влечение к области фармацевты без фона. (B). наветренной влечение к области диспенсеры внедренные на фоне нестабильной завод. Эта цифра была изменена от [Кнудсен, г. к. & Tasin, м. (2015) пятнистость захватчиков: система мониторинга на основе летучих веществ растений для прогнозирования фруктов яблоко моли нападения в яблоневые сады. Фундаментальной и прикладной экологии 16 (4), 354-364]. Существенные различия определяются ANOVA (уровень значимости: p = 0,05). Для всех процедур по крайней мере 45 женщин были протестированы и моли было 5 минут ответить на запах. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
В ветровом туннеле является полезным инструментом для выявления привлекательных и репелленты запахов для многих насекомых4,9. С глубокими знаниями об экологии, биологии и поведения насекомых изучал его летные характеристики могут быть легко идентифицированы и экологические условия, скорость ветра, визуальные раздражители и запаха приложения могут быть приспособлены к подходят. Когда начиная с новых видов, рекомендуется для тонкой настройки аэродинамических параметров с использованием наиболее привлекательный источник возможных. С кайромонов, это обычно живут хост растительного материала или натуральных пищевых источников и клетке с феромонами, призывая женского или мужского пола (в зависимости от изучал насекомых). Чтобы определить репелленты, существует также потребность в привлекательный источник на котором для измерения антагонизм9. Эти первоначальные результаты будут также служить в качестве основы для дальнейших экспериментов.
Размеры аэродинамической трубе следует рассматривать дать номер для свободного передвижения и проявлением врожденной летных характеристик. С сильным листовки и крупных насекомых большой полет арены могут быть необходимы. Для мелких насекомых может использоваться часть арены. Скорость ветра может быть специфическими для насекомых видов изучал и следует подогнать способность полета. Все отдушки, но в особенности с феромонами следует позаботиться о том, чтобы избежать загрязнения и частого контроля лечения следует избегать ложных выводов.
Активированный уголь фильтры будет поставлять пустой холст для применения нужного запаха. Но может быть обратная сторона для очистки лабораторных условиях, потому что естественный фон запахи могут взаимодействовать с11,распылителей развитые области23. Перевод аэродинамической трубе смеси повсеместно летучих веществ в полевых условиях может быть меньше прямо вперед и опции включить фон, запахи в аэродинамической трубе следует рассматривать. С феромонами, имеющие собственный летучих веществ, перевод в полевых условиях, меньше проблем. Это также относится к летучих веществ из редких ресурсов, такие, как труп кайромонов используемых Calliphorid летит24.
Опрыскиватель является отличным инструментом для освобождения летучих веществ в известных концентрациях и соотношениях смесь. Опрыскиватель обходит проблемы расчета темпов выброса, который быстро становится сложным. С распыляется headspace это легко сравнить эффективность летучих headspace коллекции путем сравнения влечение к жизни растений и нетронутыми растительных материалов. Содержание летучих коллекции могут быть идентифицированы с газового хроматографа, в сочетании с масс-спектрометром. Опрыскиватель использует образец растворителя разбавленным. Растворитель может взаимодействовать с насекомых летно-технических характеристик и следует позаботиться о том, чтобы определить влияние. Этанол является приманки для некоторых видов насекомых, например., Жуков woodboring25. Как функции опрыскиватель, колеблющегося на ультразвуковой частоты, также следует рассмотреть анти хищническое ответ на некоторые виды способны обнаруживать биты26.
Притяжения ползающих насекомых также могут быть опробованы в аэродинамической трубе27. Помост, параллельно и в центре шлейф запаха затем могут быть установлены внутри Арена28. Однако особое внимание следует решать вопросы загрязнения.
В аэродинамическую трубу также может быть мощным инструментом для проверки биотехнологические решения, как исследование о генетически модифицированных Vitis vinifera растения с измененной kairomone коэффициент выбросов и соответствующих л botrana притяжения показал29. Трансгенные растения, headspace извлекает и синтетических смесей были протестированы для привлечения л botrana в аэродинамической трубе и привели к сокращению привлекательность по сравнению с контролем растений V. vinifera29.
Есть, однако, некоторые ограничения на использование ветра туннелей, которые следует тщательно рассматривать в каждом конкретном случае. Как насекомые обычно используются на арене только один раз, видов с долгого времени менее идеально подходит для аэродинамической экспериментов. Также красный перечисленных видов может быть спорным для тестирования в лабораторных исследованиях и поведения. Однако насекомых-вредителей, для которых существует значительная потребность в привлекательные приманки, обычно имеют время коротких поколения, и достаточного числа могут быть получены от коллекции полей или воспитании протокол.
В аэродинамическую трубу, безусловно, имеет свое место в химической экологии поведенческих исследований. Она может быть построена различными способами, в зависимости от бюджета, и функциональные возможности могут быть добавлены в соответствии с различными вопросами исследования. Аэродинамической имеет преимущество, позволяя наблюдения и измерения полета поведения насекомых ответы на запахи и другие сенсорные стимулы.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Нет
Acknowledgments
М. Tasin было поддержано Советом Швеции исследования устойчивого развития (анкетах, гранта 2013-934).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Flight arena | any | NA | Construct to fit the filter housing |
| Filter housing x 2 | Camfill Farr | Contains the dust and charcoal filters | |
| Fan x 2 | Fischbach | Model D640/E35 | Silent fan with continous dimmer switch |
| Perforated grids | any | NA | Two different open areas are needed, e.g. 54 and 51% |
| Flowmeter | Swema air | Swema air 300 | Identifying the wind speed |
| Ultrasonic sprayer | SonoTek | Sprayer nozzle with conical tip and inserted microbore | |
| Broadband ultrasonic generator | SonoTek | Function generator | |
| Syringe pump | CMA microdialysis | CMA 102 | Liquid delivery |
| FEP tubing | CMA microdialysis | 0.12 mm inner diameter | |
| Tubing adaptors | CMA microdialysis | Connectors for zero internal volume | |
| Gastight syringe | any | NA | 1000 µL syringe for headspace collections and synthetic blends |
| Gastight syringe | any | NA | 1000 µL syringe for cleaning sprayer |
| Torch | any | NA | Small light source for checking sprayer release |
| Timer | any | NA | Timer with alarm function |
| Holder for insect release | any | NA | Metal construction |
| Lighting | any | NA | LED is preferable due to low heat production |
| Moisturiser | any | NA | Size depends on volume of wind tunnel room |
| Temperature control | any | NA | Temperture range depends on species |
| Glass tubes | any | NA | Tubes (2.8 cm diameter, 13 cm long) for insects |
| Snap cap | any | NA | Snap cap that fits the glass tube |
| Gauze | any | NA | Fabric to close the glass tube |
| Rubber band | any | NA | To hold gauze in place |
| Glass cylinder | any | NA | Cylinder for odour containment and landing platform (10 cm diameter, 12.5 cm long) |
| Glass jars | any | NA | Glass jars for dynamic headspace collection |
| Connectors and tubes | any | NA | Tubes and connectors depends on type of glass jars |
| Air supply | any | NA | From laboratory air or bottles |
| Charcoal filters | any | NA | For cleaning the outside air sypply |
| Vial | any | NA | Small vial with water to keep plant material fresh |
| Oven | any | NA | Heat metal and glassware to 300 degrees to decontaminate |
References
- Hansson, B. S., et al. Insect olfaction. , Springer. Berlin Heidelberg. (1999).
- Murlis, J., Elkinton, J. S., Cardé, R. T. Odor Plumes and How Insects Use Them. Annual Review of Entomology. 37, 505-532 (1992).
- Todd, J. L., Baker, T. Ch. 3. Insect olfaction. Hansson, B. , Springer. 67-96 (1999).
- Carde, R. T., Willis, M. A. Navigational strategies used by insects to find distant, wind-borne sources of odor. Journal of Chemical Ecology. 34 (7), 854-866 (2008).
- Baker, T. C., Fadamiro, H. Y., Cosse, A. A. Moth uses fine tuning for odour resolution. Nature. 393 (6685), 530 (1998).
- Bruce, T. J. A., Wadhams, L. J., Woodcock, C. M. Insect host location: a volatile situation. Trends in Plant Science. 10 (6), 269-274 (2005).
- Srinivasan, M. V., Zhang, S. W.
- Rhainds, M., Kettela, E. G., Silk, P. J. Thirty-five years of pheromone-based mating disruption studies with Choristoneura fumiferana (Clemens) (Lepidoptera: Tortricidae). Canadian Entomologist. 144 (3), 379-395 (2012).
- Sharpington, P. J., Healy, T. P., Copland, M. J. W. A wind tunnel bioassay system for screening mosquito repellents. Journal of the American Mosquito Control Association. 16 (3), 234-240 (2000).
- Baker, T. C., Linn, C. E. Techniques in pheromone research. Hummel, H. E., Miller, T. A. , Springer. 75-110 (1984).
- Knudsen, G. K., Tasin, M. Spotting the invaders: A monitoring system based on plant volatiles to forecast apple fruit moth attacks in apple orchards. Basic and Applied Ecology. 16 (4), 354-364 (2015).
- Knudsen, G. K., Norli, H. R., Tasin, M. The ratio between field attractive and background volatiles encodes host-plant recognition in a specialist moth. Frontiers in Plant Science. 8, (2017).
- Aak, A., Knudsen, G. K. Sex differences in olfaction-mediated visual acuity in blowflies and its consequences for gender-specific trapping. Entomologia Experimentalis et Applicata. 139, 25-34 (2011).
- Thöming, G., Norli, H. R., Saucke, H., Knudsen, G. K. Pea plant volatiles guide host location behaviour in the pea moth. Arthropod-Plant Interactions. 8 (2), 109-122 (2014).
- El-Sayed, A., Godde, J., Arn, H. Sprayer for quantitative application of odor stimuli. Environmental Entomology. 28 (6), 947-953 (1999).
- Haynes, K. F., Baker, T. C. An analysis of anemotactic flight in female moths stimulated by host odour and comparison with the males' response to sex pheromone. Physiological Entomology. 14 (3), 279-289 (1989).
- Spitzen, J., Takken, W. Keeping track of mosquitoes: A review of tools to track, record and analyse mosquito flight. Parasites and Vectors. 11 (1), (2018).
- Masante-Roca, I., Anton, S., Delbac, L., Dufour, M. -C., Gadenne, C. Attraction of the grapevine moth to host and non-host plant parts in the wind tunnel: effects of plant phenology, sex, and mating status. Entomologia Experimentalis et Applicata. 122 (3), 239-245 (2007).
- Johansen, H., et al. Blow fly responses to semiochemicals produced by decaying carcasses. Medical and Veterinary Entomology. 28, 9 (2014).
- Paczkowski, S., Maibaum, F., Paczkowska, M., Schutz, S. Decaying Mouse Volatiles Perceived by Calliphora vicina Rob.-Desv. Journal of Forensic Sciences. 57 (6), 1497-1506 (2012).
- Aluja, M., Prokopy, R. J. Host odor and visual stimulus interaction during intratree host finding behavior of Rhagoletis pomonella flies. Journal of Chemical Ecology. 19 (11), 2671-2696 (1993).
- Reeves, J. Vision should not be overlooked as an important sensory modality for finding host plants. Environmental Entomology. 40 (4), 855-861 (2011).
- Knudsen, G. K., et al. Discrepancy in laboratory and field attraction of apple fruit moth Argyresthia conjugella to host plant volatiles. Physiological Entomology. 33 (1), 1-6 (2008).
- Aak, A., Knudsen, G. K., Soleng, A. Wind tunnel behavioural response and field trapping of the blowfly Calliphora vicina. Medical and Veterinary Entomology. 24, 250-257 (2010).
- Montgomery, M. E., Wargo, P. M. Ethanol and other host-derived volatiles as attractants to beetles that bore into hardwoods. Journal of Chemical Ecology. 9 (2), 181-190 (1983).
- Skals, N., Anderson, P., Kanneworff, M., Löfstedt, C., Surlykke, A. Her odours make him deaf: Crossmodal modulation of olfaction and hearing in a male moth. Journal of Experimental Biology. 208 (4), 595-601 (2005).
- Willis, M. A., Avondet, J. L., Zheng, E. The role of vision in odor-plume tracking by walking and flying insects. Journal of Experimental Biology. 214 (24), 4121-4132 (2011).
- Martel, J. W., Alford, A. R., Dickens, J. C. Laboratory and greenhouse evaluation of a synthetic host volatile attractant for Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata (Say). Agricultural and Forest Entomology. 7 (1), 71-78 (2005).
- Salvagnin, U., et al. Adjusting the scent ratio: using genetically modified Vitis vinifera plants to manipulate European grapevine moth behaviour. Plant Biotechnology Journal. 16 (1), 264-271 (2018).
