Summary

Bioensaio eletroantenográfica como uma ferramenta de triagem para voláteis da planta hospedeira

Published: May 06, 2012
doi:

Summary

Um método para rapidamente tela voláteis de plantas hospedeiras por medição da resposta electrofisiológica de orangeworm umbigo do adulto (<em> Amyelois transitella</em>) Antenas com os componentes isolados e misturas através de análise eletroantenográfica é demonstrada.

Abstract

Voláteis de plantas desempenham um papel importante na interação planta-inseto. Insetos herbívoros usar voláteis de plantas, conhecidos como cairomônios, para localizar sua planta hospedeira. 1,2 Quando uma planta hospedeira é um dano de alimentação importante agronômico mercadoria por pragas de insetos podem causar sérios prejuízos econômicos aos produtores. Por conseguinte, cairomônios pode ser usado como atractivos para atrair ou confundir estes insectos e, assim, oferecem uma alternativa ambientalmente amigável para pesticidas para controlo de insectos. 3 Infelizmente, as plantas podem emitir um vasto número de voláteis com composições diferentes e os rácios de emissões dependentes da fenologia da mercadoria ou a hora do dia. Isto torna a identificação de componentes biologicamente ativos ou misturas de componentes voláteis um processo árduo. Para ajudar a identificar os componentes bioativos de emissões de voláteis de plantas hospedeiras que empregamos o laboratório baseado eletroantenografia bioensaio de triagem (EAG). EAG é uma ferramenta eficaz para avaliar e record eletrofisiologicamente as respostas olfativas de um inseto através de seus receptores antenais. O processo de triagem EAG pode ajudar a reduzir o número de produtos voláteis testados para identificar promissores componentes bioactivos. No entanto, bioensaios EAG apenas fornecer informações sobre a ativação dos receptores. Ele não fornece informações sobre o tipo do comportamento dos insetos do composto provoca, o que poderia ser como um tipo, atrativo repelente ou outra resposta comportamental. Voláteis que desencadeiem uma resposta significativa por EAG, em relação a um controle apropriado positivo, são normalmente tomadas para mais testes de respostas comportamentais da praga. O delineamento experimental apresentado irá detalhar a metodologia empregada para a tela à base de amêndoa voláteis de plantas hospedeiras 4,5 por medição das respostas eletrofisiológicas antenais de um adulto de insetos pragas umbigo orangeworm (Amyelois transitella) com os componentes isolados e misturas simples de componentes através de EAG bioensaio. O método utiliza dois exantenas cised colocado em um suporte de eletrodo de "garfo". O protocolo demonstrado aqui apresenta uma resposta rápida, o método de alto rendimento padronizado para voláteis de triagem. Cada volátil é a um conjunto de montante, constante como para padronizar o nível de estímulo e, assim, permitir que as respostas antenais para ser indicativo da chemoreceptivity relativa. O controlo negativo ajuda a eliminar a resposta eletrofisiológica para tanto a força de solvente residual e mecânica do sopro. O controlo positivo (neste exemplo acetofenona) é um composto único que provocou uma resposta consistente de macho e fêmea traça umbigo orangeworm (SE). Um padrão semioquímicos adicional que proporciona uma resposta consistente e é utilizado para estudos de bioensaio com a traça Agora o macho é (Z, Z) -11,13-hexdecadienal, um componente de aldeído a partir da feromona do sexo feminino produzidos. 6-8

Protocol

1. Preparação de compostos voláteis detectados a partir da planta hospedeira para EAG Triagem Após a identificação apropriada e de autenticação de todos os voláteis através de GC-MS, executar EAG análise baforada de cada volátil disponível. Triagem inicial pode ser um número idêntico de baixo das respostas antenais (N = 3-5) para cada sexo, a fim de alcançar uma indicação de chemoreceptivity relativa num curto período de tempo (Tabela 1). Prepara-se uma solução …

Discussion

Uso dos registos eletroantenogramas como um bioensaio para determinar as respostas quimiorecepção de um insecto alvo é bastante comum e numerosos estudos utilizando EAG como um detector para efluente de um cromatograma de gás (GC-EAD) podem ser encontradas na literatura. 9,10 O método demonstrado proporcionará uma triagem rápida de quantidades equivalentes de componentes voláteis, com repetições elevadas para atribuição confiante da capacidade de resposta relativa. O programa AutoSpike no software…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Esta pesquisa foi realizada no Projeto CRIS USDA-ARS 5.325-42.000-037-00D e com os resultados de CRADA 58-3K95-7-1198 e TFCA 58-5325-8-419. Os autores agradecem Suterra para o dom do (Z, Z) -11,13-hexadecadienal, B. Higbee para discussões produtivas, e J. Baker para assistência técnica.

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  

Referências

  1. Bruce, T. J. A., Wadhams, L. J., Woodcock, C. M. Insect host location: a volatile situation. Trends in Plant Sci. 10, 1360-1385 (2005).
  2. 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).
  3. Norin, T. Semiochemicals for insect pest management. Pure Appl. Chem. 79, 2129-2136 (2007).
  4. 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).
  5. Beck, J. J., Higbee, B. S., Gee, W. S., Dragull, K. Ambient orchard volatiles from California almonds. Phytochem. Lett. 4, 199-202 (2011).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. Molyneux, R. J., Schieberle, P. Compound identification: a Journal of Agricultural and Food Chemistry perspective. J. Agric. Food Chem. 55, 4625-4629 (2007).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
check_url/pt/3931?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Beck, J. J., Light, D. M., Gee, W. S. Electroantennographic Bioassay as a Screening Tool for Host Plant Volatiles. J. Vis. Exp. (63), e3931, doi:10.3791/3931 (2012).

View Video