Een techniek om Screen Amerikaanse Beech voor Weerstand tegen de Beech Scale Insect (<em> Cryptococcus fagisuga</em> Lind.)
Summary
Beuken schors ziekte wordt geïnitieerd door het voeren van de activiteiten van de beuk schaal insect dat schimmel toegangspunten creëren in de bast. Bomen die resistent zijn tegen de schildluis zijn ook bestand tegen ziektes. Hier presenteren we het protocol dat we hebben ontwikkeld om individuele beuken screenen op beuken schaal weerstand.
Abstract
Beuken schors ziekte (BBD) resulteert in een hoge mate van initiële sterfte, met achterlating overlevende bomen die sterk verzwakt en vervormd. De ziekte wordt geïnitieerd door het voeren activiteiten van de invasieve beuk schildluis, Cryptococcus fagisuga die ingangspunten voor infectie leidt bij een van de Neonectria soorten schimmels. Zonder schaal besmetting, is er weinig kans voor schimmelinfectie. Met behulp van schaal eieren kunstmatig besmetten gezonde bomen in zwaar BBD beïnvloed stands aangetoond dat deze bomen waren resistent tegen de schildluis gedeelte van de ziekte complex 1. Hier presenteren we een protocol dat we hebben ontwikkeld op basis van de kunstmatige besmetting techniek Houston 2, die kan worden gebruikt om te screenen op schaal-resistente bomen in het veld en in kleinere gepot zaailingen en enten. De identificatie van schaal-resistente bomen is een belangrijk onderdeel van het beheer van BBD door boomverbeterprogramma's en bosbouwkundige manipulatie.
Introduction
Beuken schors ziekte (BBD) heeft een nadelig effect op Amerikaanse beuk in Noord-Amerika al sinds de introductie van de invasieve beuken schaal insect, Cryptococcus fagisuga, in de Canadese provincie Nova Scotia in de late jaren 1890 3. Dit insect-ziekte complex wordt gestart wanneer de beuk schaal insect steekt zijn voeding stilet in de bast creëren kleine scheurtjes die ingang voor infectie door een van de Neonectria soort schimmel (Neonectria ditissima of Neonectria faginata). Als de schimmel mycelium groeien, kunnen grote delen van het weefsel sterft, uiteindelijk volledig girdling de boom. De schade van de ziekte verzwakt de boom, waardoor het gevoelig voor breuk bij hoge windsnelheden 4. Sterfte niveaus in de eerste golf van de ziekte zijn gemeld zo hoog als 50% 5 te zijn. Overleven bomen worden vaak ernstig misvormd als kankers vormen verminderen waarde van de boom als een houtproduct.0; Dergelijke bomen hebben een neiging voor root-kiemen die leidt tot de vorming van "beuken struikgewas" die voorkomen dat andere, meer gewenste soorten uit de instelling, het verminderen van de economische en ecologische waarde van de stand 6. Hoewel beuk schors ziekte is niet waarschijnlijk leiden tot het uitsterven van de Amerikaanse beuk, het verandert staan samenstelling en gezondheid leidt tot een afname van voedsel en leefgebied voor wilde dieren 7,8.
In stands beïnvloed door BBD jaren hebben bomen die vrij zijn van symptomen van de ziekte blijft gerapporteerd. Kunstmatige enting studies hebben aangetoond dat deze bomen zijn bestand tegen de schildluis 2. Zonder schaal besmetting, is er weinig kans voor Neonectria infectie, het minimaliseren van de impact van de schimmel. Grootschalige sterfte in Amerikaanse beuk door Neonectria infectie zonder voorafgaande schaal besmetting nooitgemeld, zodat de weerstand tegen de beuk schildluis resulteert in resistentie tegen BBD.
Recent onderzoek naar het beheer van de BBD is gericht op de identificatie, vermeerdering, teelt, en het behoud van de Amerikaanse beuken met resistentie tegen de beuk schaal insect. Genetische studies hebben aangetoond dat de resistentie tegen de schildluis erfelijk en zorgvuldige selectie en kweken van resistente bomen kunnen leiden tot aanzienlijke verbetering in een enkele generatie 9. Deze bevinding heeft de inspanningen van de staat en de nationale bosbeheerders in de Verenigde Staten om de regionale zaadgaarden van resistente Amerikaanse beuk vast te stellen om een bron van genetisch diverse BBD-resistente zaad voor restauratie aanplant 10,11 aangewakkerd. Onderzoek heeft ook aangegeven dat bosbouwkundige manipulatie van stand genetica door het verwijderen van gevoelige bomen en het behoud van resistente bomen kunnen resulteren in verbeterings 9,12. </ P>
Beheer van BBD door boom verbeteractiviteiten of via het verrichten van bosbouwkundige voorschriften vereist het vermogen om te kiezen voor en te onderscheiden tussen beuken schaal-resistente en vatbare bomen. De hier gepresenteerde methoden zijn aangepast van een methode voor het eerst geïntroduceerd door Dave Houston om kunstmatig te enten zaailingen met beuken schaal eieren 1. De methode kan worden gebruikt als onderzoekshulpmiddel kwantitatieve trait loci (QTL) geassocieerd met resistentie of onderscheid te maken tussen resistente en vatbare gepot zaailingen of geënt ramets in genetische studies identificeren. Alternatief kan het worden gebruikt voor het screenen van bomen in het veld om resistente bomen identificeren zaadgaard ontwikkeling of retentie in het veld. Vatbare bomen kunnen worden geïdentificeerd en verwijderd om de effecten ziekte minimaliseren.
Protocol
Representative Results
Discussion
De kritische stappen nodig zijn voor succes van deze test omvatten het uitvoeren van een levensvatbaarheidstest op de eieren en het gebruik van gevoelige controles op elke locatie getest en met gepot materialen. Het is ook belangrijk om meer dan een testveld per boom of zaailing gebruiken. Wij hebben gevonden dat zowel het veld als in meer gecontroleerde proeven met potplanten, een frequente bron van fouten kan pad mislukking. Bijvoorbeeld, in het veld, zelfs met onze wijziging van de dekking van het testveld met huis w…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs zeer erkentelijk voor de financiering van de US Forest Service Bos gezondheidsbescherming Evaluatie Monitoring en Special Technology Development Programma's die de ontwikkeling, aanpassing en toepassing van de hier beschreven om bomen die resistent zijn en vatbaar voor de beuk schaal insect identificeren protocol hebben gesteund. We zijn ook dankbaar voor de Holden Arboretum, Kirtland, OH, voor hun voortdurende samenwerking en ondersteuning van onze Amerikaanse beuk weerstand bevolkingsonderzoek.
Materials
| Nylon Mesh Sheet, 250 micron | Small Parts | CMN-0250-D | Mesh opening size: 250 microns square, % of open area: 34, thread diameter: 180 micron, width: 24”, Length: 12”, Package quantity: 1 |
| http://www.amazonsupply.com/dp/B000FMWH1S/ref=sp_dp_g2c_asin | |||
| Tyvek Home Wrap | DuPont | D1349991 | 9 ft x 150 ft roll, can ask for it to be cut in half. |
| http://www.lowes.com/pd_14582-2020-D13499991_0__ | |||
| Polyethylene foam, ½” thick | Columbus Foam Products | N/A | 2 ft x 50 ft roll |
| http://www.colsfoam.com/apcfp/products.htm | |||
| MetroMix 510 | Sun Gro | N/A | 2.8 cu. ft. bark, peat moss, vermiculite, bark ash, starter nutrient charge (with Gypsum), slow release nitrogen and dolomitic limestone. |
| Horticulture | http://sungro.com/products_displayProduct.php?product_id=118&brand_id=17 | ||
| Osmocote Plus 15-9-12 | Everris | E903206 | Standard 3-4 month release. |
| http://everris.us.com/product/15-9-12 | |||
| Sight Savers 10 X | Bausch & Lomb | 813434 | 10 x magnification illuminated coddington |
| http://www.amleo.com/Bausch—Lomb-Illuminating-Codington-Magnifier-10x/p/CM10/ | |||
| Nikon Mini Field Stereoscope | Nikon | 7314 | 20 x magnification |
| http://www.opticsplanet.com/nikon-fieldmicroscope.html | |||
| Silicone II clear | GE | 159538 | 2.9 oz clear window & door caulk |
| http://www.midlandhardware.com/159538.html |
References
- Houston, D. R. A technique to artificially infest beech bark with the scale, Cryptococcus fagisuga (Lindinger). U.S. Forest Service. , (1982).
- Houston, D. R. American beech resistance to Cryptococcus fagisuga. Proceeding, IUFRO beech bark disease working party conference. , 38-42 (1983).
- Ehrlich, J. The beech bark disease: a nectria disease of Fagus, following Cryptococcus fagi. 10, 593-692 (1934).
- Papaik, M. J., Canham, C. D., Latty, E. F., Woods, K. D. Effects of an introduced pathogen on resistance to natural disturbance: beech bark disease and withdrow. 35, 1832-1843 (2005).
- Miller-Weeks, M. Current status of beech bark disease in New England and New York. Proceeding, IUFRO beech bark disease working party conference. , 21-23 (1983).
- Houston, D. R. Beech bark disease: The aftermath forests are structured for a new outbreak. J. For. 73, 660-663 (1975).
- Twery, M. J., Patterson, W. A. Variations in beech bark disease and its effects on species composition and structure of northern hardwood stands in central New. 14, 565-574 (1984).
- Jakubus, W. J., McLaughlin, C. R., Jensen, P. G., McNulty, S. A., Evans, C. A. Alternate year beechnut production and its influence on bear and marten populations. Beech Bark Disease: Proceedings of the Beech Bark Disease Symposium. , 79-87 (2005).
- Koch, J. L., Carey, D. W., Mason, M. E., Nelson, C. D. Assessment of beech scale resistance in full- and half-sib families. Can. J. For. Res. 40, 265-272 (2010).
- Koch, J. L. Beech bark disease: The oldest “new” threat to American beech in the United States. Outlooks Pest Manag. 21, 64-68 (2010).
- Koch, J. L., Mason, M. E., Carey, D. W., Palmieri, K. Screening for resistance to beech bark disease: improvements and results from seedlings and grafted field selections. Proceedings of the 4th International Workshop on Genetics of Host-Parasite Interactions in Forestry. , (2012).
- Leak, W. B. Fifty year impacts of the beech bark disease in the Bartlett Experimental Forest, New Hampshire. Northern J. Appl. For. 23, 141-143 (2006).
- Koch, J. L., Carey, D. W., Yaussy, D. A. Controlled cross-pollinations with American beech trees that are resistant to beech bark disease. Proceedings of the 14th Central Hardwood Forest Conference. , 358-364 (2004).
- Carey, D. W., Mason, M. E., Bloese, P., Koch, J. L. Hot callusing for propagation of American beech by grafting. HortSci. 48, 620-624 (2013).
- Koch, J. L., Carey, W. W., Evans, C. A. The genetics of resistance of American beech to beech bark disease: knowledge through 2004. Beech Bark Disease: Proceedings of the Beech Bark Disease Symposium. , 98-105 (2005).
