Electroantennographic bioassay som et screeningverktøy for vertsplanten flyktige
Summary
En metode for å raskt skjermen vertsplanten flyktige ved måling av elektrofysiologisk respons av voksen navlen orangeworm (<em> Amyelois transitella</em>) Antenner til enkeltkomponenter og blandinger via electroantennographic analyse er demonstrert.
Abstract
Plant flyktige spiller en viktig rolle i plante-insekt interaksjoner. Plantespisende insekter bruker plante flyktige, kjent som kairomones, for å finne sin vertsplanten. 1,2 Når en vertsplanten er en viktig agronomisk vare fôring skade av insekter kan påføre alvorlige økonomiske tap til dyrkere. Følgelig kan kairomones brukes som oktenol å lure eller forvirre disse insektene, og dermed tilby et miljøvennlig alternativ til sprøytemidler for insekt kontroll. 3 Dessverre kan plantene avgi et stort antall flyktige med varierende komposisjoner og forhold til utslipp avhengig av hvilke fenologi av varen eller tiden på dagen. Dette gjør identifisering av biologisk aktive komponenter eller blandinger av flyktige komponenter en krevende prosess. For å identifisere de bioaktive komponentene i vertsplanten flyktige utslipp vi benytter laboratoriet-basert screening bioassay electroantennography (EAG). EAG er et effektivt verktøy for å evaluere og registd elektrofysiologisk de olfactory svarene av et insekt via sine antennal reseptorer. Den EAG screening prosessen kan bidra til å redusere antallet av flyktige testet for å identifisere lovende bioaktive komponenter. Men EAG bioassay bare gi informasjon om aktivering av reseptorer. Det gir ikke informasjon om hvilken type insekt atferd forbindelsen utløser, noe som kan være som en tiltrekkende, frastøtende eller annen type atferdsresponsen. Flyktige fremlokkende en betydelig respons ved EAG, relativt til en passende positiv kontroll, er vanligvis tatt på ytterligere testing av atferdsmessige reaksjoner på insekt pest. Den eksperimentelle designen presenteres vil detalj metodikken brukt til å skjerme mandel-baserte vertsplanten flyktige 4,5 ved måling av elektrofysiologiske antennal svarene av en voksen insekt skadedyr navlen orangeworm (Amyelois transitella) til enkeltkomponenter og enkle blandinger av komponenter via EAG bioassay. Metoden benytter to excised antenner plassert over en "gaffel" elektrode holder. Protokollen viste her presenterer en rask, high-throughput standardisert metode for screening flyktige. Hver volatile er på et sett, konstant mengde som å standardisere stimulans nivå og dermed tillate antennal svar til være en indikasjon på den relative chemoreceptivity. Den negative kontrollen bidrar til å eliminere den elektrofysiologisk respons til både rester av løsemidler og mekanisk kraft av puff. Den positive kontrollen (i dette tilfellet acetophenone) er en enkelt stoff som har utløst en konsekvent reaksjon fra mannlige og kvinnelige navlen orangeworm (NOW) møll. En ekstra semiochemical standard som gir konsistent respons og brukes for bioassay studier med den mannlige NÅ møll er (Z, Z) -11,13-hexdecadienal, en aldehyd komponent fra det kvinnelige-produserte sex feromon. 6-8
Protocol
Discussion
Bruk av electroantennogram innspillinger som et bioassay å bestemme chemoreception reaksjoner fra et mål insekt er ganske vanlig og tallrik studier utnytte EAG som en detektor for avløpsvann fra en gass kromatogram (GC-EAD) finnes i litteraturen. 9,10 Metoden viste vil gi en rask screening av tilsvarende mengder flyktige komponenter med høy replications for trygg tildeling av den relative respons. Den AutoSpike program i Syntech programvare er et godt program for screening flyktige siden det er i stand ti…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denne forskningen ble gjennomført under USDA-ARS SFI Prosjekt 5325-42000-037-00D og med resultater fra CRADA 58-3K95-7-1198 og TFCA 58-5325-8-419. Forfatterne ønsker å takke for Suterra for gave (Z, Z) -11,13-hexadecadienal, B. Higbee for produktive diskusjoner, og J. Baker for teknisk assistanse.
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 |
References
- 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).
