alfaj

  • elemeket
  • absztrakt
  • bevezetés
  • az eredmény
  • Szántóföldi fajta biológiai vizsgálatok
  • Az üvegházhatású fajták biológiai vizsgálata
  • Bioteszt választás nélkül
  • Üvegházhatást okozó biológiai teszt
  • vita

elemeket

  • A növények természetes változatai
  • Növényszaporítás

absztrakt

A csíkos magyar bogár (Acalymma vittatum (F.)) a töknövények romboló kártevője, kezelését javíthatná a gazdanövények ellenálló képessége, különösen az ökológiai gazdálkodási rendszerekben. Noha a csíkos uborka preferenciáiban különbségeket figyeltek meg gazdaságilag fontos fajok esetében, a Cucurbita pepo L. növénynemesítők és entomológusok nem rendelkeznek egyszerű kerettel e különbségek osztályozásához és kiaknázásához. Ez a tanulmány a legfrissebb filogenetikai bizonyítékokkal és biológiai vizsgálatokkal rangsorolta a magyar uborka páncélosának a C. pepo-ban való preferenciáját. Eredményeink preferenciális kontrasztokat javasolnak két mezőgazdaságilag releváns alfaj: C. pepo subsp. texana és C. pepo subsp. pepo. A C. pepo subsp. a pepo-t erősen előnyben részesítették, mint a C. pepo subsp. Texana növények. A C. pepo-ban a bogárpreferencia ezen struktúrája lehetővé teszi a növénytermesztőknek és az entomológusoknak, hogy a kutatási erőfeszítéseket jobban összpontosítsák a gazdanövény nem preferálására a csíkos uborka elleni védekezésre.

A Cucurbitaceae család növényeinek a csíkos uborkabogár, az Acalymma vittatum (F.) (Coleoptera: Chrysomelidae) okozta károsodása jól tanulmányozott és gazdaságilag fontos jelenség. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 A csíkos bogarak a levelekből, virágokból, gyümölcsökből és gyökerekből származó gyógynövényeken keresztül 4 és a vektoros kórokozók jelentős kárt okoznak a töknövényekben (tök, tök, görögdinnye, uborka és dinnye). főbb betegségek, mint például a bakteriális hervadás (Erwinia tracheiphila) 9 és a tök mozaik vírus. 10 Ezeket a bogarakat minden töknövény befolyásolja.

A csíkos uborkabogarak relatív preferenciája - és ezáltal a gazdasági kár mértéke - a Cucurbitaceae családban változik. 5, 6, 11 Mivel a csíkos uborka tönkreteheti az újonnan ültetett növényt, ezért néhány szabályozási stratégiát kidolgoztak. Például a hagyományos módszereket alkalmazó termelők hozzáférhetnek a hatékony kémiai kontrollokhoz, különösen a szisztémás neonikotinoid rovarirtókhoz. 12 E peszticidek használatát azonban a beporzók egészségére gyakorolt ​​lehetséges hatásuk miatt tesztelték. 13., 14., 15. A kulturális ellenőrzések, például az evezés és a trimmelés a csapdák számára is ajánlott a termelők számára, de nem kínálnak teljes ellenőrzést és növelik a csapdák költségeit, például a munkaerőt, az anyagot vagy a termőhely elvesztését. 16 E bogarak elleni védekezés optimalizálásának egyik módja az lenne, ha tisztáznánk azokat a mechanizmusokat, amelyek ahhoz vezetnek, ami az előnyös csíkos uborkabogarakat hajtja, és ezeket a variációkat előnyben részesítenénk a növények hatékony védekezésének fejlesztésére.

A Cucurbitaceae család növényevőinek preferenciáit befolyásoló alapvető biológiát alaposan tanulmányozták a különféle cucurbit fajok és egy speciális diabrotikus bogarak (Chrysomelidae: Galerucinae: Luperini) csoportjára vonatkozóan, amelyek csíkos uborkát is tartalmaznak. Általában a curbitacinokról, a forró tetraciklusos triterpenoidokról kiderült, hogy mérgezőek a leggyakoribb növényevőkre, de stimulánsokat adnak a bogár ezen törzséhez. 11, 17, 18 Azonban az A. vittatum a legkevésbé érzékeny e bogárcsoport kurbitacinjaira. 18, 19 Bár az A. vittatum felnőttek úgy döntenek, hogy etetnek, és a lárvák jobb eredményeket érnek el, az uborkanövényeken (Cucumis sativus), ahol a C 1-es cucurbitacin funkcionálisan termelődik, a 20 nem igényli a cucurbitacin C-t a legfontosabb fiziológiai folyamatokhoz, például az aggregációjuk előállításához. feromon (21, 22) és a kurbitacin C által kiváltott táplálkozási válasz nagymértékben függ életük történetétől. 23 A preferenciát a levelek kémiája vagy táplálkozása is befolyásolhatja. 20, 24 Ezenkívül az illékony anyagok fajok közötti különbségei is szerepet játszanak a vonzerőben. 3, 25, 26, 27

Vannak olyan rendszerek, ahol hipotéziseket lehet tesztelni e preferenciákat kontrolláló biokémiai tényezők szerepéről. Például a cucurbitacin C-t termelő izogén vonalak és az uborka nem termelő vonalai állnak rendelkezésre. 28 Azonban az egyik faj, amelyben ilyen erőforrások nem léteznek, a gazdaságilag fontos faj, a Cucurbita pepo .

A C. pepo két mezőgazdaságilag fontos és genetikailag sokféle C. pepo subsp. pepo és C. pepo subsp. texana, 29, 30, amely valószínűleg különböző háziasítási eseményekből származott. 31, 32, 33 Ezek az alfajok számos különféle piaci kategóriájú tököt tartalmaznak: C. pepo subsp. a pepo magában foglalja a gubót, a tököt, a zöldségeket és a cukkinit, míg a C. pepo subsp. A Texana tartalmaz gyomrot, pulykát, fésűkagylót és tököt. 34 Ezek a piaci osztályok fenotípusosan sokféle terményből állnak, 35 mivel egyeseket éretlen gyümölcsként (pl. Cukkini), míg másokat teljesen érett gyümölcsként (pl. Gyomor tök) fogyasztanak.

Fontos, hogy ezen a fajon a csíkos uborka gazdaszervezetének preferenciái változtak. 5., 6., 11., 36. Úgy tűnik azonban, hogy a csíkos uborka-preferencia egyes metabolit-előrejelzője nem előnyösebb a C. pepo-ban. Ehelyett tanulmányok azt sugallják, hogy számtalan olyan tényező lehet a C. pepo-ban, amely hozzájárul a csíkos bogár uborka előnyben részesítéséhez, beleértve a bogár élettörténetét, 23 aggregációs feromont, 21, 22 étrendet, 20, 24 és a curbitacin szintjének ingadozását . 11.

A preferenciát kiváltó összetett kapcsolatok száma miatt hasznos lenne egy egyszerű keretrendszer kidolgozása a csíkos bogarak C. pepo-ban való preferenciájának megszervezésére. Egy keret létrehozása konszolidálhatná a bogárpreferenciát befolyásoló tényezőkről szóló tanulmányokat, és lehetővé tenné számukra a növénynemesítési döntésekbe történő könnyebb beilleszkedést.

Ezért a tanulmány célja az A. vittatum C. pepo-ban való preferenciáinak strukturálása volt. A termesztett C. pepo fajták széles skáláját, beleértve a különböző alfajú és piaci osztályú fajtákat, üvegházi és szántóföldi szelekciós teszteken tesztelték, hogy értékeljék a csíkos uborka gazdájának preferenciáját. Ezenkívül terepen és üvegházban végzett, szelektálatlan vizsgálatokat végeztek a gazda-preferenciák további tisztázása érdekében a C. pepo-ban, valamint a nem preferenciális tulajdonságok használatára vonatkozó stratégiák megismertetése érdekében.

az eredmény

Szántóföldi fajta biológiai vizsgálatok

A korai betakarítás és a vegyes betakarítású paneleket az Organic Research Farmban értékelték, hogy teszteljék az A. vittatum preferenciáját a való világban, és megállapítsák, hogy az átültetett C. pepo subsp. A texana a csíkos uborka bogarak kisebb növényevő természetes populációjában szenvedett, mint más alfajok (C. pepo subsp.) növényei. pepo (1. ábra). A korai betakarítási panelen a C. pepo alcsoport károsodását figyeltük meg. A texana fajták több közvetlen és kereszttűzfajta, beleértve a Success PM-t is, 5% -os lombvesztésétől a Lioness közvetlen fajtához tartozó 10% -os lombhullásig terjedtek (1. táblázat). Ezzel szemben minden C. pepo subsp. a pepo fajtánál nagyobb volt a lombhullás százalékos aránya, mint a C. pepo subsp. texana, a Partenon cukkini fajta 20% -ától a Romulus növényi velőfajta 46% -áig terjed. Jelentős különbségek voltak a levelek lombvesztésében a különböző alfajok összes piaci osztálya, valamint az egész alfaj között (P

A szomszédos fiatal transzplantációk összehasonlítása a területen kiemeli a csíkos uborka preferencia hatását a növények egészségére. C. pepo subsp. a ) nagyon előnyös, és bogár és bogár takarmányként súlyosan károsodik, míg a nem előnyben részesített fajok, a C. pepo subsp. texana "Success PM" ( c ) szinte mentes a növényi hibáktól.

Teljes méretű kép

Az üvegházhatású fajták biológiai vizsgálata

A szántóföldi változások ellenőrzésére mindkét panelt a mezőn betakarított uborka bogárcsíknak is kitették zárt üvegházi környezetben. A bogarak lényegesen nagyobb kárt okoztak a C. pepo subsp. pepo fajták, tükrözve a terepi vizsgálat eredményeit. A korai betakarítási panelen az alfaj lombozatának eltérése nagyon szignifikáns volt (P

A szárazföldi levélhullás csökkenése választás nélkül. Jelentős (⩾ 10% levélfertőzés) növények átlagos száma a szántóföldi parcellákon szelekció nélkül. A fajták közötti különbség a levélkárosodásban szignifikáns volt (P 34, és összhangban áll ezen alfajok genomiális differenciálódásának jelentéseivel. 29, 30 Összességében különböző biológiai vizsgálatokban azt tapasztaltuk, hogy a C. pepo al. Pepo fajtákat jobban károsították a csíkos uborka bogarak és C. pepo subsp. fajták esetében a texans kevésbé károsodott, ha szelekciós kísérletekben (1. ábra) vagy szelekcióban (2. ábra) mutatták be ezeket az eredményeket. Mindezen eredményeknél az alfajok döntő tényezőként vesznek részt az A. vittatum preferenciájában C. pepo .

A C. pepo-ban a bogarakat kedvelő növények anyagcsere-folyamata azonban nem jól jellemezhető. Általánosságban elmondható, hogy a Cucurbitaceae családban a cucurbitacinokat klasszikusan kulcsfontosságú biomolekulákként írták le, amelyek meghatározzák a növényevők viselkedését. A közönséges növények általában rosszul vannak a curbacinban gazdag növényeken; Például a kettős atkák (Tetranuchys urticae Koch.) Magasabb halálozásban szenvedtek 28, és alacsonyabb termékenységük volt 42, amikor forró uborkával etették. Ezzel szemben egy hosszú közös evolúciós történelem során a Cucurbitaceae nevű különleges növényevők, például az A. vittatum és közeli rokonai a Luperini törzsben (például a foltos bogár, a Diabrotica undecimpunctata howardi) alkalmazkodtak a cucurbitacinok tolerálásához, és egyes esetekben azt tapasztalták, hogy takarmány stimulánsok. 17, 18, 43 Nincs azonban meggyőző bizonyíték arra, hogy az A. vittatum C. pepo alfajok közötti preferenciájának különbségei egy kvalitatív tényezőnek tulajdoníthatók a corbbitacinek különböző jelenlétében.

A B, D és E cukurbitacinokat a C. pepo, 11, 19, 20, 24, 44, 45-ben találták, de rendkívül alacsony koncentrációban vannak az vadon élő és tenyésztett fajokhoz képest, amelyekről ismert, hogy vonzzák az A. vittatumot, például számos fajtát. csapdákat növesztett. 11, 19, 46 Bár a curbitacinokat a C. pepo-ban találták, a néhány pontos mérés többségét a 20-as gyökérszövetben és a sziklevélszövetben, 11, 24 nem a levélszövetben végezték el. Megállapították, hogy a levelekben található kokurbitacinok az előnyben részesített C. pepo subsp. Fajok friss szövetében maximum 5-10 μg g-1 értéket érnek el. fajta pepo cukkini, fekete, 44, amely a kimutatási szint alatt van, ha friss szövetben 20 μg g - 1 curbitacint táplálunk diabrotikus bogaraknak. 19 Ezenkívül a C. pepo növények leveleiben a kurbitacin tartalma gyengén korrelál a sziklevelű curbitacinokkal, és azt gondolják, hogy egy másik genetikai út szabályozza. A curbitacin C. pepo-ban történő előállításának genetikai alapja általában szintén nem jól ismert. A C. sativus cucurbitacin C termelésével ellentétben a C. pepo cucurbitacin termelését egyetlen gén nem szabályozza. 24, 47

Habár a kurbitacinok minden bizonnyal a tök növények közül a legjobban vizsgált speciális védekező metabolitok, bizonyítékok vannak arra, hogy a nem illékony és illékony biomolekulák más osztályai megmagyarázhatják az alfajok növényevők előnyben részesítésének különbségeit. A nem illékony tápanyagok, például a sziklevelű cukor, a 24 és a gyökér nitrogén, 20 különbségről számoltak be. Az illékony virágok 25, 26, 27 és a virág nélküli 3 illékony növények kontrasztjai szintén kimutatták, hogy a bogarak eltérő preferenciát váltanak ki. Lehetnek más, egyelőre ismeretlen tényezők is, amelyek szabályozzák a preferencia rendkívüli különbségét, mivel a C. pepo e két alfaja genetikailag megkülönböztethető, 29, 30, és valószínűleg különböző domesztikációs eseményekben merültek fel. 31, 32, 33 Bár a jövőbeni munkának biokémiai anyagok széles skáláját kell feltárnia, beleértve a tápanyagokat, a kurbitacin típusait, az összes szintet és az illékony anyagokat - és kölcsönhatásokat -, amelyek az A. vittatum preferenciájához vezethetnek, fontos, hogy felismerjük, hogy ez a preferencia valószínűleg a átfogó tényezők által dinamikus és környezetre érzékeny biokémiai rendszerben.

Bár törekedni fognak a preferencia hátterében álló biokémiai és genetikai keretek teljesebb megértésére, a C. pepo alfajok által strukturált A. vittatum preferencia ezen ismeretei azonnal alkalmazhatók lesznek a növénynemesítéssel és a gazdálkodással kapcsolatos döntésekben. A csapdázási stratégiák már a nagyon preferált tököt használják a bogarak eltávolítására a piaci terméstől. 49, 50, 51, 52 Csapdavágás, push-pull vezérlő rendszer (53) levezetését javasolták az A. vittatum elleni védekezésre a C. pepo-ban (27), ahol egy nem megfelelő fajtát párosítanak egy nagyon előnyös terméssel. Eredményeink azonosítják a C. pepo subsp. A texana növények, mint a "push" előnyös ültetése, és felvetette a kérdést, hogy az előnyben részesített fajta "push" tényezője elég erős lehet-e ahhoz, hogy hatékony kártevők elleni védekezési forma legyen. Különösen hogyan reagálna az A. vittatum, ha a gazdaságban nem lenne élelmiszer-forrás (például a "Success PM" monokultúra)? Ha nem lenne "előnyben részesített" táplálékforrás, akkor a bogarak még mindig minimális kárt okoznának a "nem előnyben részesített" táplálékforrásban.?

A terepi és az üvegházhatású kísérletek eredményeink azt sugallják, hogy bár a nem preferálás nem egyenlő az ellenállással, mégis árnyalatokat alkalmaz a csíkos uborka bogarak etetésének módszereiben, ami azt eredményezi, hogy az előnyben részesített fajtának lényegesen kevesebb károsodása van, még akkor is, ha az előnyben részesített fajta nem helyben elérhető. Ezenkívül az üvegházban csak néhány, a nem előnyben részesített fajtánál figyeltek meg koncentrált károsodást, ami felvetette a gazda növényekkel szembeni rezisztencia szerepének kérdését. Ezt az eredményt, amikor az A. vittatum nem preferálása a preferált genotípus jelenlétében és hiányában egyaránt megnyilvánul, az A. vittatum további kísérleti szelektálása uborkában (Cucumis sativus) is megerősíti. 1

Noha ezek a szelekciós tesztek a rendelkezésre álló sokféle fajtából csak kettőt használtak fel, egy strukturális keretrendszer segítségével az A. vittatum alfajok preferenciájának megszervezéséhez a C. pepo-n belül, számtalan más fajtát lehet szigorúan tesztelni mind a szelekció, mind a nyomtatás szempontjából - húzza ki a beállításokat. Összességében a tanulmány nem szelektálható része új betekintést nyújtott a csíkos magyar bogár preferenciáiba és a szántóföldi hatékonyságba, és információkat szolgáltatott a C. pepo fajták tenyésztéséről, bizonyítékot szolgáltatva az alfajok akadályai közötti nem preferencia bevezetésének hasznosságára. .,

Ez a tanulmány volt az első, amely az alfajokat tekintette a C. pepo-n belüli bogárpreferencia mozgatórugójának, és egyértelmű meghatározást adott elsősorban a két fő kereskedelmi alfaj - C. pepo subsp. pepo és C. pepo subsp. texana - C. pepo subsp. A texana erősebb, mint önmagában az előnyben részesített anyag és a C. pepo subsp. pepo fajták. Mivel ez a munka biológiai kontextuson alapul, ez a kontraszt hozzáférhető strukturális keretet nyújt a C. pepo-nál előnyben részesített variációk megértéséhez, és felfedezték annak alkalmazását a mezőgazdasági környezetben. Ez a struktúra azonnal lehetővé teszi a növénynemesítők és entomológusok számára a kártevőirtási lehetőségek kibővítését, és támogatja az A. vittatum preferencia biokémiai és genetikai alapjainak megértése érdekében végzett jövőbeli munkát is. .