En teknik för att Screen amerikansk Beech för Resistance till Beech Scale Insect (<em> Cryptococcus fagisuga</em> Lind.)
Summary
Bok bark sjukdom initieras genom att mata verksamhet bok skala insekt som skapar svamp ingångar i barken. Träd som är resistenta mot skalan insekten är också sjukdomsresistenta. Här presenterar vi de protokoll som vi har utvecklat för att screena individuella bokträd för bok skala motstånd.
Abstract
Beech bark sjukdom (BBD) resulterar i hög initial dödlighet, lämnar efter överlevande träd som i hög grad är försvagade och deformerade. Sjukdomen initieras genom inmatning verksamhet invasiv beech skala insekt, Cryptococcus fagisuga, vilket skapar ingångspunkter för infektion genom att en av de Neonectria arter av svampen. Utan skal angrepp, det finns små möjligheter för svampinfektion. Använda skala ägg till artificiellt angripa friska träd i kraftigt BBD påverkade montrar visade att dessa träd var resistenta mot skalan insekt del av sjukdomskomplexet 1. Här presenterar vi ett protokoll som vi har utvecklat, baserad på den konstgjorda angrepp teknik av Houston 2, som kan användas för att screena för skala tåliga träd i området och i mindre krukväxter plantor och ympkvistar. Identifieringen av skala tåliga träd är en viktig del i förvaltningen av BBD genom trädförbättringsprogram och skogsvårds manipulation.
Introduction
Beech bark sjukdom (BBD) har haft en negativ inverkan på amerikansk bok i Nordamerika sedan introduktionen av den invasiva bok skala insekt, Cryptococcus fagisuga, i den kanadensiska provinsen Nova Scotia i slutet av 1890-talet 3. Denna insekt-sjukdomskomplexet initieras när den bok skalan insekten sätter sin matningstråden in i barken skapa små sprickor som ger farstun för infektion av en av Neonectria arter av svamp (Neonectria ditissima eller Neonectria faginata). Som svamp mycel växer, kan stora delar av vävnaden dör, så småningom helt girdling trädet. Skadan från sjukdomen försvagar trädet, vilket gör det en benägenhet att gå av i hård vind 4. Dödlighet i den första vågen av sjukdomen har rapporterats vara så hög som 50% 5. Överlevande träd är ofta svårt deformerade som cankers bildar minskar värdet av trädet som en träprodukt.0; Sådana träd har en benägenhet för root-groning som leder till bildandet av "bok snår" som hindrar andra mer önskvärda arter från att etablera, minska den ekonomiska och ekologiska värde stativet 6. Även bok bark sjukdom är inte sannolikt att leda till utrotning av den amerikanska bok, förändrar det stå sammansättning och hälsa som leder till en minskning av mat och livsmiljö för vilda djur 7,8.
I bestånd som påverkas av BBD under många år, har träd som förblir fria från symptom på sjukdomen rapporterats. Konstgjorda ympning studier har visat att dessa träd är resistenta mot skalan insekten 2. Utan skal angrepp, det finns små möjligheter till Neonectria infektion, minimera effekterna av svampen. Storskalig dödlighet i amerikansk bok på grund av Neonectria infektion i frånvaro av tidigare skal angrepp har aldrigrapporterats, så motståndet till bok skala insekts resultat i motstånd till BBD.
Ny forskning om hantering av BBD har fokuserat på att identifiera, förökning, uppfödning och bevarande av amerikanska bokträd med motstånd till bok skala insekt. Genetiska studier har visat att resistens mot skalan insekten är ärftlig och noggrant urval och avel av resistenta träd kan leda till betydande förbättringar i en enda generation 9. Detta fynd har underblåst insatser från statliga och nationella skogsförvaltare i USA att etablera regionala fröplantager av resistenta amerikansk bok för att ge en källa för genetiskt skiftande BBD resistent utsäde för restaurering planteringar 10,11. Forskning har också visat att skogsvårds manipulation av monter genetik genom att avlägsna känsliga träd och bibehållande av resistenta träd kan leda till monter förbättring 9,12. </ P>
Hantering av BBD genom trädförbättringsaktiviteter eller genom att utföra skogsvårds recept kräver förmåga att välja på och skilja mellan bok skala tåliga och mottagliga träd. De metoder som presenteras här har anpassats efter en metod som först introducerades av Dave Houston till artificiellt ympa plantor med bok skala ägg 1. Metoden kan användas som en screeningmetod för att identifiera kvantitativa drag loci (QTL) associerad med resistens eller att skilja mellan resistenta och känsliga krukväxter plantor eller ympade rameter i genetiska studier. Alternativt kan den användas för screening av mogna träd i området för att identifiera resistenta träd för fröplantage utveckling, eller kvarhållande i fält. Känsliga träd kan identifieras och tas bort för att minimera påverkan sjukdomen.
Protocol
Representative Results
Discussion
De kritiska steg som krävs för att lyckas i denna analys inkluderar att utföra en lönsamhetstest på äggen och användning av känsliga kontroller vid varje testad plats, och med krukväxter material. Det är också viktigt att använda mer än en provdyna per träd eller plantor. Vi har funnit att både i fält och i mer kontrollerade tester på krukväxter, kan en vanlig felkälla vara pad misslyckande. Till exempel, i fältet, även med vår modifikation av täcker testdynan med hus wrap för att förhindra fukt…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna erkänner tacksamt stöd från US Forest Service Forest hälsoskydd utvärdering Övervakning och Special Technology Development Program som har stött utvecklingen, modifiering och tillämpning av det protokoll som beskrivs här för att hitta träd som är resistenta och mottagliga för bok skala insekt. Vi är också tacksamma för Holden Arboretum, Kirtland, OH, för deras fortsatta samarbete och stöd av vår amerikanska bok motstånds screeningprogram.
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).
