Herbivore-indusert Blueberry flyktige og Intra-plante signaleringsprotokoll
Summary
En push-pull metode for å samle planter flyktige stoffer er beskrevet. Metoden åpner for en sammenligning av flyktige indusert av herbivore fôring, eksogene metyl jasmonate, og mekaniske skader. Denne teknikken brukes også til å undersøke den flyktige responsen uskadet grener til eksponering for flyktige fra herbivore-skadet grener innen blåbær planter.
Abstract
Herbivore-indusert anlegget flyktige (HIPVs) er vanligvis slippes ut fra anleggene etter herbivore angrep 1,2. Disse HIPVs er i hovedsak regulert av defensive anlegget hormonet jasmonic syre (JA) og flyktige avledede metyl jasmonate (MeJA) 3,4,5. Over de siste tre tiårene har forskerne dokumentert at HIPVs kan frastøte eller tiltrekke planteetere, tiltrekker den naturlige fiender av planteetere, og i noen tilfeller kan de indusere eller prime plante forsvar før herbivore angrep. I en nyere artikkel 6, rapporterte jeg at fôring av sigøyner møll sommerfugllarver, eksogene MeJA søknad, og mekaniske skader indusere utslippene av flyktige stoffer fra blåbær planter, om enn annerledes. I tillegg blåbær grener svare på HIPVs slippes ut fra nabolandet grener av den samme planten ved å øke nivåene av JA og motstand mot planteetere (dvs. direkte plante forsvar), og ved priming flyktige utslipp (dvs. indirekte plante forsvar). Lignende finneninger har blitt rapportert nylig for Sagebrush 7, poppel 8 og lima bønner ni ..
Her beskriver jeg en push-pull metode for å samle blåbær flyktige indusert av herbivore (sigøyner møll) fôring, eksogene MeJA søknad, og mekaniske skader. De flyktige samling Enheten består av en 4 L flyktige samling kammer, en 2-delt giljotin, en luft levering system som renser innkommende luft, og et vakuum system koblet til en felle fylt med Super-Q adsorbent å samle flyktige 5,6,10 . Flyktige samles i Super-Q fellene er elueres med diklormetan og deretter separert og kvantifisert ved hjelp av gasskromatografi (GC). Denne flyktige innsamlingsmetode ble brukt n min studie 6 til undersøke flyktige responsen uskadet grener til eksponering for flyktige fra herbivore-skadet grener innen blåbær planter. Disse metodene er beskrevet her. Kort fortalt er uskadet blåbær greiner utsatt for HIPVs from nabolandet grener innenfor samme plante. Ved å bruke de samme teknikkene som er beskrevet ovenfor, er flyktige stoffer som slippes ut fra greinene etter eksponering for HIPVs innsamlet og analysert.
Protocol
Discussion
The push-pull volatile collection apparatus described here represents a standard method for headspace collections of plant volatiles. This apparatus was used to determine the volatile response of blueberry leaves to herbivory by gypsy moth caterpillars and also allowed me to provide new evidence for the role of HIPVs in intra-plant signaling.
The results presented here show that caterpillar feeding, exogenously-applied MeJA , and mechanical wounding increased volatile emissions at the site of…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatteren takker Robert Holdcraft for teknisk assistanse. Denne studien ble finansiert delvis ved USDA CSREES Special Grant (2009-34155-19957) og luke fond (NJ08192).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| Volatile collection chambers | Analytical Research Systems, Inc. | VCC-G6X12DT-1P | Gainesville, FL |
| Air compressor, 20 gal, oil free, 2 hp | Westward | 3JR71 | Sold by Grainger, Inc. |
| Air delivery system | Analytical Research Systems, Inc. | VCS-ADS-4AFM4C | Gainesville, FL |
| Air collection system | Analytical Research Systems, Inc. | VCS-MVCS-4CX1P | Gainesville, FL |
| Vacuum pump 100-150V, ¼ hp | Gast Manufacturing, Inc. | 4F740 | Sold by Grainger, Inc. |
| Methyl jasmonate | Sigma-Aldrich | J2500 | St. Louis, MO |
| Tween-20 | Sigma-Aldrich | 93773 | St. Louis, MO |
| Rhodamine-B | Sigma-Aldrich | St. Louis, MO | |
| Plastic spray bottles, 2 oz | Setco Inc. | Cranbury, NJ | |
| Spun polyester sleeves | Rockingham Opportunities Corp. | Reidsville, NC | |
| Super-Q volatile collection traps | Analytical Research Systems, Inc. | VCT-1/4X3-SPQ | Gainesville, FL |
| Scion Image Software | Scion Corporation | Frederick, MD | |
| Dichloromethane | Sigma-Aldrich | 270997 | St. Louis, MO |
| Gas chromatograph HP 6890 | Hewlett Packard | ||
| Gas chromatograph Varian 3400 | Varian | ||
| n-octane | Sigma-Aldrich | 296988 | St. Louis, MO |
| Mass spectrometer MAT 8230 | Finnigan | San Jose, CA | |
| HP-1 GC column | Agilent Technologies | Palo Alto, CA |
|
| MDN-5S GC column | Supelco, Inc. | Bellefonte, PA |
Referências
- Dicke, M., Van Loon, J. J. A. Multitrophic effects of herbivore-induced plant volatiles in an evolutionary context. Entomol. Exp. Appl. 97, 237-237 (2000).
- Mumm, R., Dicke, M. Variation in natural plant products and the attraction of bodyguards involved in indirect plant defense. Can. J. Zool. 88, 628-628 (2010).
- Hopke, J. Herbivore-induced volatiles: the emission of acyclic homoterpenes from leaves of Phaseolus lunatus and Zea mays can be triggered by a β-glucosidase and jasmonic acid. FEBS Lett. 352, 146-146 (1994).
- Rodriguez-Saona, C. Behavioral and electrophysiological responses of the emerald ash borer, Agrilus planipennis, to induced volatiles of Manchurian ash, Fraxinus mandshurica. Chemoecology. 16, 75-75 (2006).
- Rodriguez-Saona, C. Herbivore induced volatiles in the perennial shrub, Vaccinium corymbosum, and their role in inter-branch signaling. J. Chem. Ecol. 35, 163-163 (2009).
- Karban, R. Damage-induced resistance in sagebrush: volatiles are key to intra- and interplant communication. Ecology. 87, 922-922 (2006).
- Frost, C. J. Within-plant signalling by volatiles overcomes vascular constraints on systemic signalling and primes responses against herbivores. Ecol. Lett. 10, 490-490 (2007).
- Heil, M., Bueno Silva, J. C. Within-plant signaling by volatiles leads to induction and priming of an indirect plant defense in nature. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104, 5467-5467 (2007).
- Turlings, T. C. Exploitation of herbivore-induced plant odors by host-seeking parasitic wasps. Science. 250, 1251-1251 (1990).
- Makovic, I. Volatiles involved in the nonhost rejection of Fraxinus pennsylvanica by Lymantria dispar larvae. J. Agric. Food Chem. 44, 929-929 (1996).
