Electroantennographic Bioassay als een screeningsinstrument voor Host Plant Vluchtige stoffen
Summary
Werkwijze snel scherm waardplant vluchtige door meting van de elektrofysiologische reactie van volwassen navel orangeworm (<em> Amyelois transitella</em>) Antennes aan enkele componenten en mengsels via electroantennographic analyse is aangetoond.
Abstract
Plant vluchtige stoffen spelen een belangrijke rol in de plant-insect interacties. Plantenetende insecten gebruik van planten vluchtige stoffen, bekend als kairomonen, hun waardplant vinden. 1,2 Wanneer een waardplant is een belangrijke grondstof agronomische voeding aantasting door insecten kunnen toebrengen ernstige economische verliezen voor de telers. Bijgevolg kan kairomonen worden gebruikt als lokstof te lokken of te verwarren deze insecten, en dus bieden een milieuvriendelijk alternatief voor pesticiden voor insectenbestrijding. 3 Helaas planten kunnen een groot aantal vluchtige stoffen uit te stoten met verschillende samenstellingen en verhoudingen van de emissies afhankelijk van de fenologie van de goederen of de tijd van de dag. Hierdoor identificatie van biologisch actieve bestanddelen of mengsels van vluchtige componenten een moeizaam proces. Om u te helpen identificeren van de bioactieve componenten van de waardplant vluchtige emissie we gebruiken het laboratorium op basis van screening bioassay electroantennography (EAG). EAG is een doeltreffend instrument voor het evalueren en record elektrofysiologische reacties van de geur van een insect via hun antennaal receptoren. De EAG screening proces kan bijdragen tot het verminderen van het aantal vluchtige stoffen getest om veelbelovende bioactieve componenten te identificeren. Echter, EAG bioassays alleen informatie over de activering van receptoren. Het geeft geen informatie over het type insect het gedrag van de compound lokt; die zouden kunnen worden als een lokstof, insectenwerende middelen of een ander type van gedrags-respons. Vluchtige stoffen uitlokken van een significante reactie van EAG, ten opzichte van een geschikte positieve controle, worden meestal gemaakt op verder onderzoek van de gedragsreacties van het insect plaag. De experimentele opzet gepresenteerd behandelt in detail de methodologie gebruikt om amandel-based waardplant vluchtige stoffen 4,5 door meting van de elektrofysiologische antennaal reacties van een volwassen insect plaag navel orangeworm (Amyelois transitella) om afzonderlijke componenten en eenvoudige mengsels van componenten via EAG bioassay te screenen. De methode maakt gebruik van twee excised antennes geplaatst in een "vork" elektrode houder. Het protocol hier aangetoond presenteert een snelle, high-throughput gestandaardiseerde methode voor het screenen van vluchtige stoffen. Elke vluchtige is op een set, constante hoeveelheid met betrekking tot de prikkel niveau dus te standaardiseren en laat antennaal reacties op een aanwijzing van de relatieve chemoreceptivity. De negatieve controle helpt bij het elimineren van de elektrofysiologische reactie op zowel resterende oplosmiddel en mechanische kracht van het bladerdeeg. De positieve controle (in dit geval acetofenon) is een verbinding die heeft geleid tot een consistente reactie van mannelijke en vrouwelijke navel orangeworm (NOW) mot. Een extra feromoon norm consistente reactie levert en wordt gebruikt voor biotoetsen de mannelijke motten NOW is (Z, Z) -11,13-hexdecadienal een aldehyde component van de vrouwelijke geproduceerde sexferomoon. 6-8
Protocol
Discussion
Gebruik van electroantennogram opnamen een bioassay voor chemoreceptie reactie van een doel insect bepalen is tamelijk veel en diverse onderzoeken waarin EAG een detector voor effluent van een gaschromatogram (GC-EAD) kan worden gevonden in de literatuur. 9,10 De werkwijze aangetoond zal een snelle screening van equivalente hoeveelheden vluchtige componenten met hoog replicatie voor betrouwbare overdracht van de relatieve reactiviteit. Het AutoSpike programma in de Syntech software een goed programma voor scr…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit onderzoek werd uitgevoerd onder USDA-ARS CRIS Project 5325 tot 42,000-037-00D en met de resultaten van CRADA 58-3K95-7-1198 en TFCA 58-5325-8-419. De auteurs dankbaar erkennen Suterra voor de gave van de (Z, Z) -11,13-hexadecadienal, B. Higbee voor productieve discussies, en J. Baker voor technische ondersteuning.
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).
