afectat

  • obiecte
  • abstract
  • introducere
  • Rezultatul
  • Gravidă B. mori preferă frunzele de dud ca loc de ovipoziție
  • Compușii volatili specifici din frunze de mătase induc și cresc ovipoziția
  • Textura frunzelor nu este un criteriu pentru selectarea unui loc de ovipoziție
  • Dullul volatil specific protejează ouăle de parazitoizi
  • discuţie
  • metode
  • Insecte și substanțe chimice
  • Colectare volatilă și analiză chimică
  • Studii electrofiziologice
  • Testele biologice pentru insecte
  • Test preliminar pentru ovipoziție bipolară
  • Screeningul stimulatorilor de ovipoziție
  • Bioanalize pe Olfactometru pentru viespi parazite
  • Bioanaliză pentru parazitarea ouălor
  • Informatii suplimentare
  • Fișiere PDF
  • Informatii suplimentare
  • Comentarii

obiecte

abstract

La insecte, selectarea unui loc adecvat de ovipoziție este un proces complex care implică mai multe metode și este crucial pentru capacitatea descendenților lor 1, 2. Deoarece ouăle de insecte sunt ținte ușoare pentru prădători și parazitoizi de ouă, femelele însărcinate trebuie să decidă cu privire la adecvarea locului ovipoziției pentru a se asigura că descendenții lor sunt în siguranță 3, 4. În timpul depunerii ouălor, insectele evaluează o serie de factori, cum ar fi culoarea 5, nutriția 6, temperatura 7 și compoziția microbiană 1, 3. În plus, studii recente au arătat că insectele au tendința de a selecta locurile cu ovipoziție care resping parazitoidele și alte amenințări care pot deteriora ouăle sau larvele neonatale 3, 4. Cu toate acestea, nu a fost clar dacă o astfel de funcție de selecție a sitului pentru ovipoziție la insectele foarte domesticite, Bombyx mori, este încă menținută, iar studiul actual a fost conceput pentru a testa dacă a supraviețuit după o lungă istorie de domesticire. Un studiu recent a arătat că domesticirea a perturbat sistemul olfactiv al B. mori, făcându-l mai puțin sensibil la stimulii de mediu 8. Cu toate acestea, selecția locului cu ovipoziție este un comportament înnăscut și este de obicei transmisă descendenței părinților pentru generațiile 9, 10 .

Oamenii au domesticit B. mori de aproape 5.000 de ani. Acest proces de domesticire a exacerbat multe trăsături fenotipice și olfactive și a făcut mai ușor pentru oameni manipularea insectelor în producția și reproducerea mătăsii 8. De asemenea, a făcut ca silkmoth să fie complet dependent de oameni pentru supraviețuire. Deși animalele domesticite sunt diferite de strămoșii lor, ele pot prezenta în continuare un comportament „intuitiv sau înnăscut”. Un astfel de comportament congenital poate apărea atunci când animalele sunt expuse la indicii specifice (de exemplu, indicii olfactive, vizuale sau fizice) sau când suferă modificări fiziologice (de exemplu, când insecta este însărcinată) 11, 12. Din moment ce viermii adulți au muștiuc degenerat, scopul adulților la bărbați este de a găsi un partener și la femele de a găsi un loc favorabil pentru ovipoziție. Deși B. mori este foarte domesticit, am emis ipoteza că anumite comportamente înnăscute care permit localizarea locurilor adecvate de ovipoziție pot fi menținute.

Rezultatul

Sarcina B. mori preferă frunzele de dud ca loc de ovipoziție

În primul rând, am folosit un test binar pentru a determina preferința ouălor ouătoare în locul frunzelor de dud sau a locului tradițional de ovipoziție, hârtia. Ciumele nu aveau restricții și se puteau deplasa liber în arena aleasă. În zece replici, ciumele au preferat în mod constant și au depus majoritatea ouălor pe frunzele de dud. Ciuma (n = 1 per experiment, 10 experimente, fiecare durând 24 de ore) a depus 93,77 ± 3,7% (medie ± sem) de ouă pe frunze de dud, comparativ cu 6,03 ± 0,14% pe hârtie (Figura 1a). Silkmoths a demonstrat în mod clar preferința frunzelor de dud (Figura 1b) ca situri cu ovipoziție (test t asociat; t = 11, 82; df = 9; P

Doi stimulanți pentru ovipoziție (α-humulene și valență) au respins T. chilonis. Substanțele volatile din frunzele de mătase și doi stimulanți pentru ovipoziție (α-humulene și valență) au fost prezentate de parazitoidul ou în cadrul unui test cu olfactometru cu 4 brațe. Parasitoizii din ouă au fost respinși de acești stimulatori de ovipoziție. O diferență semnificativă a fost analizată prin testul t asociat (vezi Rezultate). Poza a fost făcută de VK

Imagine la dimensiune completă

Un milion de ani de presiune evolutivă este un profesor mai bun decât o mie de ani de domesticire. În timp, comportamentele înnăscute simple, cum ar fi alegerea unui loc cu ovipoziție, devin sofisticate și par să aibă un scop. Un astfel de comportament este produsul a milioane de ani de comportament îmbunătățit prin selecție naturală. În acest studiu, am constatat că alegerea locului ovipoziției în B. mora nu este perturbată nici după 5.000 de ani de domesticire. Aluzii specifice volatile de la planta gazdă, dud, M. alba pot stimula ovipoziția și pot ajuta digul să găsească locuri favorabile de ovipoziție.

Alegerea unui loc adecvat pentru ovipoziție este un comportament complex în care insectele femele pot utiliza intrări din mai multe modalități senzoriale pentru a lua decizia corectă de a maximiza adecvarea descendenților lor. Deși luarea deciziilor necesită intrări senzoriale complexe, descoperirile noastre sugerează că insectele folosesc șabloane de recunoaștere înnăscute speciale reglate pe indicii olfactivi specifici atunci când se selectează locul ovipoziției. Șabloanele de recunoaștere înnăscute sunt încorporate ca un cablu de transmisie directă în genomul organismului în timpul evoluției și sunt transmise de la părinți la descendenții lor. Silkmoths preferă să se depoziteze pe dud, care a găzduit-o de milioane de ani. Întrucât nu există B. mori în sălbăticie, este destul de dificil pentru noi să studiem interacțiunea evolutivă a plantelor și insectelor dintre silkmoths, B. mori și dud, M. alba. Studiul nostru ne oferă o viziune empirică a modului în care ar fi putut evolua silkmoth pentru a selecta dudul ca gazdă, iar stimulenții descoperiți ai ovipoziției pot ajuta la studiile viitoare ale circuitelor nervoase dedicate care stau la baza acestui comportament înnăscut. În plus, stimulenții pentru ovipoziție pot fi folosiți și pentru a crește depunerea ouălor la această insectă importantă din punct de vedere economic.

metode

Insecte și substanțe chimice

Plague B. PM (PM × CSR 2 hibrid) a fost obținut de la o fermă din Bangalore, India. Ciumele s-ar putea împerechea până când vor ieși în mod natural din poziția lor de împerechere. Au fost folosite imediat pentru teste biologice. Viespile Trichogramma chilonis au fost achiziționate de la NBAII, Bangalore, India, cultivate pe ouă Corcera. Viespile hrănite cu o soluție de miere 10% și apa distribuită în tampoane de bumbac au fost menținute în camere de cultură la 25 ° C, 75% umiditate relativă și 14 D/10 Nh fotoperioade. Axele adulte eliberate au fost lăsate să se împerecheze timp de 24 de ore înainte de a fi utilizate pentru teste biologice. Compușii autentici (> 95% puritate) enumerați în tabelul suplimentar S1 (online) au fost cumpărați de la Sigma Aldrich, St. Louis. Louis, MO, SUA.

Colectare volatilă și analiză chimică

Studii electrofiziologice

Studiile privind activitățile electrofiziologice ale eluatului Porapak Q și ale compușilor individuali din frunze de dud la diferite concentrații au fost efectuate așa cum s-a descris anterior 9, 10 .

Testele biologice pentru insecte

Testele comportamentale au fost împărțite în trei părți. În primul rând, am studiat preferința de ovipoziție a lui B. mori folosind un test de selecție binară. În al doilea rând, am folosit EAD pentru a identifica compuși volatili activi electrofiziologic și activitatea lor de stimulare a ovipoziției. În al treilea rând, am studiat dacă compușii volatili selectați resping parazitoidul ou obișnuit, T. chilonis .

Test preliminar pentru ovipoziție bipolară

Frunzele de dud sau hârtia de filtru au fost utilizate ca substrat de ovipoziție pentru a determina selecția mătăsurilor pentru selectarea sitului. Arena de 30 cm x 20 cm x 15 cm a fost împărțită în două părți egale, o parte conținând hârtie de filtru (control) și cealaltă parte conținând fie frunze de dud, fie EAD volatile active. O tulpină de femeie însărcinată a fost plasată în centrul arenei și lăsată să o selecteze timp de 24 de ore. Toate testele au fost efectuate într-o cameră controlată menținută la 25 ° C, 75% umiditate relativă și o fotoperioadă de 14 D/10 N h. A fost utilizat un experiment per insectă, cu 10 experimente, fiecare durând 24 de ore.

Screeningul stimulatorilor de ovipoziție

Bioanalize pe Olfactometru pentru viespi parazite

Bioanaliză pentru parazitarea ouălor

În testul biologic pentru parazitarea ouălor, am folosit un aranjament similar celui descris în testul preliminar de ovipoziție bipolară. Ouă silkmoth pe hârtie de filtru (450 ouă fiecare) au fost plasate în părți de control și tratate ale arenei. Hârtia de filtru cu ouăle pe partea tratată a primit substanțe volatile (100 μl de substanțe volatile din frunze de dud sau 100 μl de concentrații prestabilite de compuși volatili sintetici; a se vedea metoda și tabelul suplimentar S1 online). Viespile (1.000 de femele împerecheate) au fost eliberate în arenă și parazitate de ouă de silkmoth timp de 24 de ore. Procentul de parazitare a fost înregistrat după 7 zile de parazitare.

Informatii suplimentare

Fișiere PDF

Informatii suplimentare

Detalii despre fracțiunile volatile electrofiziologic active din frunzele de dud

Comentarii

Prin trimiterea unui comentariu, sunteți de acord să respectați Termenii și condițiile și Regulile comunității. Dacă găsiți ceva jignitor sau nu respectați termenii sau liniile directoare, marcați-l ca fiind nepotrivit.