Måle flyturen evne til Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus (Murayama), et rimelig, lite og lett bygget fly Mill
Summary
Vi utviklet en rimelig og små fly mill, bygget med vanlig elementer og brukes enkelt i eksperimentering. Bruker apparatet, målt vi flyturen evne til en ambrosia beetle, Platypus quercivorus.
Abstract
Ambrosia beetle, Platypus quercivorus (Murayama) er vektoren for en fungal patogen som forårsaker masse dødelighet Bøkefamilien trær (japansk eik wilt). Derfor kan vet spredning kapasiteten bidra til å informere overlapping/tre fjerning innsats for å hindre denne sykdommen mer effektivt. I denne studien vi målt fly hastighet og varighet og anslått flight avstanden beetle bruker en nyutviklet flight mill. Flight mill er rimelig, liten og konstruert bruker vanlig elementer. Både fly mill armen og den loddrette aksen utgjør tynn nål. En bille prøven er festet til et tips av armen ved hjelp av øyeblikkelig lim. Det andre tipset er tykk på grunn av dekket med plast, dermed den letter oppdagelsen av rotasjoner av armen. Revolusjonen av armen er oppdaget av et bilde sensor montert på en infrarød LED, og angis ved en endring i utgangsspenning når armen over LED. Foto sensoren er koblet til en PC og spenning utdataene lagres på en samplingsfrekvens på 1 kHz. Ved å gjennomføre eksperimenter ved hjelp av denne klassen møllen, fant vi at P. quercivorus kan fly minst 27 km. Fordi våre flight mill omfatter billige og små vanlige elementer, kan mange fly mills forberedt og brukes samtidig i et lite laboratorium plass. Dette gjør at forskere å få en tilstrekkelig mengde data innen en kort perioden.
Introduction
Dyr migrere lange avstander på leting etter mat og kameratene. Migrere dyr kan noen ganger føre uønskede følgesvenner. Kvinnelige ambrosia beetle, Platypus quercivorus (Murayama) er en kjent vektor av sopp patogen, Raffaelea quercivora Kubono et Shin-Ito. Denne patogen forårsaker masse dødelighet Bøkefamilien trær (japansk eik wilt) og høy dødelighet1. Siden 1980, denne sykdommen har utvidet i Japan, og har blitt en alvorlig problem2.
P. quercivorus er et lite insekt (4-5 mm i kroppens lengde og 4-6 mg i kroppsvekt) årlig utvidelse av sykdommen antyder at de er i stand til å fly til flere km3,4. Den mannlige P. quercivorus finner en verten treet og slipper en aggregering feromon som tiltrekker både menn og kvinner5. Følgelig verten treet angrepet masse av fra Art, og til slutt dør. Mannlige kjeder en tunnel inne i treet etter landing og en feromon-tiltrukket kvinner går inn i tunnel og legger egg. Den skraverte P. quercivours vokse i tunnelen før de blir voksne. Voksne dukke opp og spre for å finne nye verter. Dermed er utvidelse av sykdommen muligens relatert til vandrende evne til dette bobla. Men er omfanget som bobla kan fly fortsatt uklart. I tillegg, kvinner er større enn menn6 (kvinnelig: 4.6 mm og mannlige: 4,5) og mannlige biller etter et mål-tre, angi tunnelen i treet og deretter tiltrekke kvinner. Vurderer disse seksuelle forskjeller i kroppsstørrelse og rollen av fly i livet, seksuelle forskjeller finnes i flygeferdigheter, men forskjellen i evne er fortsatt uklart.
Generelt, er det svært vanskelig å måle vandrende evne i feltet, spesielt flight evne, på grunn av det brede utvalget av trekkfugler området. Vandrende evne er målt i laboratorier under bundet forhold, for eksempel en flyreise mill system for over 60 år7,8,9,10,11,12 , 13. fly mill systemer har vist at noen insekter har muligheten for langdistanse fly. For eksempel lengste flygning avstanden mountain pine Bobla i et fly mill var over 24 km14, og Tetrastichus planipennisi Yang fløy maksimalt 7 km15. Selv om flight mill er et vanlig verktøy, resultere biologiske metoder med et levende dyr ofte i store individuelle forskjeller. For å overvinne dette, er mange målinger, gjentatt flere ganger, nødvendig for å få pålitelige beregninger betyr spredning kapasitet. Flere enkeltpersoner bør derfor brukes samtidig for rask innsamling av en tilstrekkelig mengde data. Men samtidig eksperimenter krever et større mellomrom, flere eksperimentelle oppsett, og er costlier i forhold til en enkelt måling system. Derfor flight møllen må være lav, bør være lett bygget med vanlig elementer og kompakt i størrelse. Videre skal den eksperimentelle prosedyren ikke være komplisert eller trenger en dyktig operatør.
I denne studien vi samlet en liten, rimelig flukt mill (figur 1 og figur 2) som enkelt kan brukes til eksperimentering og målt flyturen evne til ambrosia beetle, P. quercivorus.
Protocol
Representative Results
Discussion
Vi utviklet en rimelig, lett-å-bygge og kompakt flight mill for små insekter som P. quercivorus (4-5 mm i kroppens lengde og 4-6 mg i kroppsvekt). Våre flight mill omfattet bare vanlige elementer som en nål, en IR LED, et bilde sensor, øyeblikkelig lim, etc., og krever ikke en sofistikert, dyre eller sjeldne elementer som datastyrt elektriske enheter. Dette aktivert enkel og rask innsamling av nødvendigheter og redusert eksperimentelle kostnader. Faktisk, det koster bare 1000 JPY (ca 10 USD, 8 Eur…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi takker Mr. S. Fukaya, Mr. N. Okuda og Mr. T. Ishino for å hjelpe med eksperimenter. Denne studien ble støttet av Grants-in-Aid for vitenskapelig forskning fra Japan Society for fremme av vitenskap (nr 15K 14755).
Materials
| needle | Seirin | J type No. 5 x 40 mm | |
| epoxy resin adhesive | Konishi | #16113 | |
| metal plate | from a home improvement store | ||
| disposable plastic pipette | from a home improvement store | ||
| snap button | from a craft store | ||
| IR sensor | Hamamatsu Photonics | S7136 | |
| IR LED | OptoSupply | OSIR5113A | 150 mW |
| custom-made program | downloadable from Github. URL: https://github.com/HidetoshiIkeno/FlightMill |
||
| instant glue | Toagosei | 31204 | |
| A/D converter | LabJack Co. | U3-HV | |
| DAQ software | AzeoTech | DAQFactoryExpress | download from AzeoTech Web page. |
References
- Kubono, T., Ito, S. Raffaelea quercivora sp. nov. associated with mass mortality of Japanese oak, and the ambrosia beetle (Platypus quercivorus). Mycoscience. 43, 255-260 (2002).
- Kobayashi, M., Ueda, A. Wilt disease of Fagaceae trees caused by Platypus quercivorus (Murayama) (Coleoptera: Platypodidae) and the associated fungus: Aim is to clarify the damage factors. J Jpn For Soc. 87, 435-450 (2005).
- Nunokawa, K. Local distribution and spreading process of damages caused by Japanese oak wilt in Niigata Prefecture, Japan (in Japanese). Bulletin of Niigata Prefectural Forest Research Institute. 48, 21-32 (2007).
- Ohashi, A. Distribution and spreading of damages caused by Japanese oak wilt in Gifu Prefecture, Japan (in Japanese). Bulletin of the Gifu Prefectural Research Institute for Forests. 37, 23-28 (2008).
- Tokoro, M., Kobayashi, M., Saito, S., Knuura, H., Nakashima, T., Shoda-Kgaya, E., Kashiwagi, T., Tebayashi, S., Kim, C., Mori, K. Novel aggregation pheromone, (1S,4R)-p-menth-2-en-1-ol, of the ambrosia beetle, Platypus quercivorus (Coleoptera: Phatypodidae). Bulletin of FFPRI. , 49-57 (2007).
- Nobuchi, A. Platypus quercivorus Murayama (Coleoptera, Platypodidae) attacks to living oak trees in Japan, and information of Platypodidae (I). Forest Pest. 42, 2-6 (1993).
- Clements, A. N. The sources of Energy for flight in mosquitoes. J Exp Biol. 32, 547-554 (1955).
- Armes, N. J., Cooter, R. J. Effects of age and mated status on flight potential of Helicoverpaarmigera (Lepidoptera: Noctuidae). Physiol Entomol. 16, 131-144 (1991).
- Stewart, S. D., Gaylor, M. J. Effects of age, sex, and reproductive status on flight by the tarnished plant bug (Heteroptera: Miridae). Environ Entomol. 23, 80-84 (1994).
- Sarvary, M. A., Bloem, K. A., Bloem, S., Carpenter, J. E., Hight, S. D., Dorn, S. Diel flight pattern and flight performance of Cactoblastis castorum (Lepidoptera: Pyralidae) Measured on a flight mill: influence of age, gender, mating status, and body size. J Econ Entomol. 101 (2), 314-324 (2008).
- Zhang, Y., Wyckhuys, K. A. G., Asplen, M. K., Heinpel, G. E., Wu, K. Effect of Binodoxys Communis parasitism on flight behavior of the soybean aphid, Aphis glycines. Biol Control. 62, 10-15 (2012).
- Sappington, T. W., Burks, C. S. Patterns of flight behavior and capacity of unmated navel orangeworm (Lepidoptera: Pyralidae) Adults related to age, gender, and wing size. Environ Entomol. 43, 696-705 (2014).
- Attisano, A., Murphy, J. T., Vickers, A., Moore, P. J. A simple flight mill for the study of tethered flight in insects. J. Vis. Exp. (106), e53377 (2015).
- Evenden, M., Whitehouse, L., C, M., Sykes, J. Factors influencing flight capacity of the mountain pine beetle (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae). EnvironEntomol. 43, 187-196 (2014).
- Fahrner, S. J., Lelito, J. P., Blaedow, K., Heimpel, G. E., Aukema, B. H. Factors affecting the flight capacity of Tetrastichus planipennisi (Hymenoptera: Eulophidae), a classical biological control agent of Agrilus Planipennis (Coleoptera: Buprestidae). Environ Entomol. 43, 1603-1612 (2014).
- Pham, D. L., Ito, Y., Okada, R., Ikeno, H., Isagi, Y., Yamasaki, M. Phototactic behavior of the ambrosia beetle Phatypusquercirorus (Murayama) (Coleoptera: Platypodidae) before and after flight. J Insect Behav. 30, 318-330 (2017).
- Wanner, H., Gu, H., Dorn, S. Nutritional value of floral nectar sources for flight in the parasitoid wasp, Cotesia glomerata. Physiol Entomol. 31, 127-133 (2006).
- Rowley, W. A., Graham, C. L. The effect of age on the flight performance of female Aedes aegypti mosquitoes. J Insect Physiol. 14, 719-728 (1968).
