curcurbita

  • предметів
  • реферат
  • вступ
  • результат
  • Біопроби польових сортів
  • Біологічні випробування на тепличних сортах
  • Біотест без вибору
  • Тепличний - безкоштовний біологічний тест
  • обговорення

предметів

  • Природні варіації рослин
  • Розмноження рослин

реферат

Смугастий угорський жук (Acalymma vittatum (F.)) є руйнівним шкідником гарбузових культур, і управління ним можна покращити завдяки стійкості рослин-господарів, особливо в системах органічного землеробства. Хоча різниці у вподобаннях смугастих огірків спостерігались для економічно важливих видів, селекціонери та ентомологи Cucurbita pepo L. не мають простих рамок для класифікації та використання цих відмінностей. У цьому дослідженні використовувались новітні філогенетичні дані та біопроби, щоб визначити перевагу броненосці угорських огірків у межах C. pepo. Наші результати вказують на переважний контраст між двома підвидами, що мають відношення до сільського господарства: C. pepo subsp. texana та C. pepo subsp. пепо. Рослини C. pepo subsp. pepo були набагато кращими, ніж C. pepo subsp. Рослини тексани. Така структура переваги жуків у C. pepo дозволить виробникам рослин та ентомологам краще зосередити наукові зусилля на відмові від переваги рослин-господарів щодо контролю смугастих огірків.

Пошкодження рослин родини Cucurbitaceae, спричинені смугастим огірковим жуком, Acalymma vittatum (F.) (Coleoptera: Chrysomelidae), є добре вивченим та економічно важливим явищем. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 смугасті жуки завдають значної шкоди посівам гарбуза (гарбуз, кабачок, кавун, огірок та диня) через трави з листя, квітів, плодів та коренів, 4 та переносячи збудників хвороб основні хвороби, такі як бактеріальне в’янення (Erwinia tracheiphila) 9 та вірус мозаїки кабачків. 10 На цих жуків страждають усі врожаї гарбуза.

Відносна перевага смугастим огірковим жукам - і, отже, ступінь економічної шкоди - різниться у сімейства Cucurbitaceae. 5, 6, 11 Оскільки смугасті огірки можуть знищити щойно висаджений урожай, розроблено деякі стратегії боротьби. Наприклад, виробники, що використовують звичайні методи, мають доступ до ефективного хімічного контролю, особливо до системних неонікотиноїдних інсектицидів. 12 Однак використання цих пестицидів було перевірено через їх потенційний вплив на здоров'я запилювачів. 13, 14, 15 Культурний контроль, такий як веслування та обрізання пасток, також рекомендується виробникам, але не забезпечує повного контролю та збільшення витрат, таких як праця, матеріал або втрата виробничих площ, на пастках. 16 Одним із способів оптимізації боротьби з цими жуками було б з’ясування механізмів, що ведуть до того, що рухає улюбленими смугастими жуками-огірками, та переважне використання цих варіацій для розробки ефективного контролю на рослинах.

Основна біологія, що впливає на переваги рослиноїдних тварин родини Cucurbitaceae, широко вивчена для різних видів кукурбітів та групи спеціалізованих жуків-діабротів (Chrysomelidae: Galerucinae: Luperini), до яких входять смугасті огірки. Загалом, було виявлено, що курбітацини, гарячі тетрациклічні тритерпеноїди, токсичні для більшості травоїдних тварин, але вони постачають стимулятори для цього штаму жуків. 11, 17, 18 Однак показано, що A. vittatum найменш чутливий до курбітацинів цієї групи жуків. 18, 19 Хоча дорослі особини A. vittatum вибирають корми, а личинки досягають кращих результатів, на рослинах огірків (Cucumis sativus) з функціональним продукуванням кукурбітацину С 1, 20 не потрібен кукурбітацин С для ключових фізіологічних процесів, таких як виробництво їх агрегації феромон, 21, 22 та реакція на годування, індукована курбітацином С, сильно залежать від історії їх життя. 23 На перевагу також може впливати хімія або живлення листя. 20, 24 Крім того, міжвидові відмінності в летких речовинах також відіграють певну роль у привабливості. 3, 25, 26, 27

Існують системи, де можна перевірити гіпотези про роль цих біохімічних факторів, що контролюють уподобання. Наприклад, доступні ізогенні лінії, що виробляють кукурбітацин С, і непродукуючі лінії огірків. 28 Однак одним із видів, у яких таких ресурсів не існує, є економічно важливий вид Cucurbita pepo .

C. pepo містить два важливих у сільському господарстві та генетично різноманітних підвидів C. pepo subsp. pepo та C. pepo subsp. texana, 29, 30, що, ймовірно, виникло внаслідок різних подій одомашнення. 31, 32, 33 До цих підвидів належать ряд різних ринкових класів патисонів: C. pepo subsp. pepo включає кокон, гарбуз, овочі та кабачки, тоді як C. pepo subsp. Тексана включає шлунок, індичку, морський гребінець і патисони. 34 Ці ринкові класи складаються з фенотипово різноманітного набору культур, 35 оскільки деякі споживаються як незрілі плоди (наприклад, кабачки), тоді як інші споживаються як повністю стиглі плоди (наприклад, шлунковий гарбуз).

Важливо відзначити, що у цього виду спостерігались зміни в уподобаннях господаря в смугастий огірок. 5, 6, 11, 36 Однак, одиничний провісник метаболіту переваги смугастого огірка, схоже, не є кращим у C. pepo. Натомість дослідження показали, що у C. pepo може бути незліченна кількість факторів, які сприяють перевазі жуків, включаючи історію життя жуків, 23 агрегаційні феромони, 21, 22 дієти, 20, 24 та коливання рівня курбітацину. 11

Через кількість складних взаємозв’язків, що викликають перевагу, було б корисно розробити просту структуру для організації переваги смугастих жуків у C. pepo. Створення структури може об'єднати дослідження факторів, що впливають на перевагу жуків, і дозволити їх легше інтегрувати в рішення щодо селекції рослин.

Отже, метою цього дослідження було структурувати уподобання A. vittatum у C. pepo. Широкий асортимент культивованих сортів C. pepo, включаючи сорти різних підвидів та ринкових класів, тестували в тестових та польових селекційних тестах, щоб оцінити перевагу смугастого огірка-господаря. Крім того, були проведені невибіркові дослідження на місцях та в теплицях для подальшого з'ясування переваг господаря у C. pepo та для інформування стратегій використання переважних ознак.

результат

Біопроби польових сортів

Панелі раннього врожаю та змішаного врожаю оцінювали на Органічній дослідницькій фермі, щоб перевірити перевагу A. vittatum у реальному світі та виявити, що пересаджена C. pepo subsp. texana страждала меншою рослиноїдною природною популяцією смугастих огіркових жуків, ніж рослини інших підвидів, C. pepo subsp. pepo (рисунок 1). Збитки в підгрупі C. pepo спостерігались на панелі раннього врожаю. сорти тексани варіювали від 5% дефоліації кількох сортів прямого та перехресного вогню, включаючи Успіх ПМ, до 10% дефоліації з прямим сортом Lioness (табл. На відміну від цього, кожен C. pepo subsp. сорт пепо мав вищий середній відсоток відшарування, ніж C. pepo subsp. texana, коливається від 20% у сорту кабачків Partenon до 46% у сорту кісткового мозку Romulus. Були значні відмінності в дефоліації листя між усіма ринковими класами різних підвидів, а також між підвидами в цілому (P

Порівняння молодих сусідніх пересадок у полі підкреслює вплив переваги смугастого огірка на здоров’я рослин. C. pepo subsp. a ) є вкрай бажаним і сильно пошкоджений як корм жуків та жуків, тоді як не кращий вид C. pepo subsp. сорт тексана "Успіх ПМ" ( c ) майже не містить дефектів трав.

Повнорозмірне зображення

Біологічні випробування на тепличних сортах

Для контролю зміни поля обидві панелі також піддавали дії смужки огіркових жуків, зібраних на полі в умовах обмеженого парникового середовища. Жуки завдали значно більшої шкоди C. pepo subsp. сорти пепо, що відображають результати польових випробувань. На панелі раннього врожаю різниця в дефоліації підвиду була дуже значною (P

Зменшення дефоліації листя на суші без вибору. Середня кількість рослин зі значним (⩾ 10% відшарування листя) на польових ділянках без відбору. Різниця між сортами у пошкодженні листя була значною (Р 34 і узгоджується з повідомленнями про геномну диференціацію цих підвидів. 29, 30 В цілому, ми виявили в різних біопробах, що сорти C. pepo subsp. Пепо були більш пошкоджені смугастими огірковими жуками, і що C. pepo subsp. pepo .

Однак обмінні процеси рослин, які сприяють жукам у C. pepo, недостатньо охарактеризовані. Загалом у сімействі Cucurbitaceae кукурбітацини класично описуються як ключові біомолекули, що диктують поведінку травоїдних тварин. Звичайні рослини, як правило, погано сприймають рослини, багаті курбацином; Наприклад, подвійні кліщі (Tetranuchys urticae Koch.) Страждали від вищої смертності 28 та мали меншу плодючість 42 при годуванні гарячим огірком. І навпаки, протягом тривалої загальної еволюційної історії особливі травоїдні Cucurbitaceae, такі як A. vittatum та його найближчі родичі штаму Luperini (наприклад, плямистий жук, Diabrotica undecimpunctata howardi), пристосувалися переносити кукурбітацини, а в деяких випадках виявляють, що кормові стимулятори. 17, 18, 43 Однак немає переконливих доказів того, що відмінності в перевазі A. vittatum між підвидами C. pepo можуть бути віднесені до одного якісного фактора при різній присутності карбітацинів.

Кукурбітацини B, D та E були знайдені у C. pepo, 11, 19, 20, 24, 44, 45, але вони мають надзвичайно низькі концентрації порівняно з дикими та культивованими видами, які, як відомо, приваблюють A. vittatum., Наприклад, у декількох сортах раніше вирощували пастки. 11, 19, 46 Хоча в C. pepo були виявлені курбітацини, більшість з небагатьох точних вимірювань були зроблені в тканинах кореня 20 та сім'ядольних тканинах, 11, 24, а не в тканині листя. Було встановлено, що кокурбітацини в листі досягають максимум 5-10 мкг г-1 у свіжій тканині у переважних видів C. pepo subsp. сорт кабачок пепо, чорний, 44 р., що нижче зафіксованого рівня виявлення шляхом годування діабротичними жуками 20 мкг г - 1 курбітацину у свіжій тканині. 19 Крім того, вміст курбітацину в листках рослин C. pepo погано корелює з сім’ядольними курбітацинами і, як вважають, регулюється іншим генетичним шляхом. Генетична основа виробництва курбітацину в C. pepo в цілому також недостатньо охарактеризована. На відміну від виробництва кукурбітацину С у C. sativus, виробництво кукурбітацину у С. pepo не контролюється одним геном. 24, 47

Хоча курбітацини, безумовно, є найбільш вивченим спеціалізованим захисним метаболітом з посівів гарбуза, є дані, що інші класи нелетких та летких біомолекул можуть пояснити відмінності в перевазі рослиноїдних тварин між підвидами. Повідомлялося про відмінності в нелетких поживних речовинах, таких як сім'ядольний цукор, 24 та азот у коренях, 20. Також було показано, що контрасти летких квітів 25, 26, 27 та летких рослин 3 без квітів викликають різну перевагу жуків. Можуть існувати й інші, поки невідомі, фактори, які контролюють надзвичайну різницю в уподобаннях, оскільки ці два підвиди C. pepo генетично відрізняються, 29, 30, і, ймовірно, виникли в різних подіях одомашнення. 31, 32, 33 Хоча майбутні роботи повинні досліджувати широкий спектр біохімічних речовин, включаючи поживні речовини, типи курбітацину та загальні рівні та фітонциди - та взаємодії - які можуть призвести до переваги A. vittatum, важливо визнати, що ця перевага, ймовірно, зумовлена комплексним набором факторів у динамічній та екологічно чутливій біохімічній системі.

Незважаючи на те, що будуть докладені зусилля для досягнення більш повного розуміння біохімічної та генетичної бази, що лежить в основі переваги, ці знання про перевагу A. vittatum, структуровані підвидами C. pepo, будуть негайно застосовані при прийнятті рішень щодо селекції рослин та сільського господарства. Стратегії відлову вже використовують дуже бажаний гарбуз, щоб відтягнути жуків від ринкової культури. 49, 50, 51, 52 Виведення методу обрізання в пастці, система контролю за допомогою поштовху 53, була запропонована для боротьби з A. vittatum у C. pepo, 27, де непридатний сорт поєднується з вподобаною культурою. Наші результати ідентифікують C. pepo subsp. посіви тексани як переважної посадки "поштовху" і поставив питання про те, чи може фактор "поштовху" улюбленого сорту бути достатньо сильним, щоб бути ефективною формою боротьби зі шкідниками. Зокрема, як би реагував A. vittatum, якби на фермі не було джерела їжі (наприклад, монокультура "Успіх ПМ")? Якби не було "бажаного" джерела їжі, жуки все одно завдали б мінімальної шкоди "не-кращому" джерелу їжі.?

Наші результати як польових, так і тепличних експериментів дозволяють припустити, що, хоча відмова від переваг не є рівною стійкості як така, вона використовує нюанси в підгодівлі смугастих огіркових жуків, в результаті чого улюблений сорт має значно меншу шкоду, навіть якщо бажаний сорт не є доступні на місцевому рівні. Крім того, концентровані пошкодження спостерігались у теплиці лише на кількох рослинах не кращого сорту, що піднімає питання про роль стійкості рослин-господарів у перевазі. Цей результат, коли несприятливість для A. vittatum виявляється як у присутності, так і у відсутності бажаного генотипу, також підтверджується подальшим експериментальним відбором A. vittatum в огірках (Cucumis sativus). 1

Хоча в цих селекційних випробуваннях не використовувались лише два з багатьох доступних сортів, використовуючи структурну структуру для організації переваги підвиду A. vittatum у межах C. pepo, незліченна кількість інших сортів може бути ретельно протестована як для відбору, так і для налаштування друку. В цілому, невибіркова частина цього дослідження дала нове розуміння переваг смугастого угорського жука та ефективності полів та надала інформацію про розведення сортів C. pepo, надавши докази корисності впровадження небажаності між підвидними бар'єрами .,

Це дослідження було першим, хто розглянув підвид як рушійну силу переваги жуків у межах C. pepo та дав чітке визначення переважно між двома основними комерційними підвидами - C. pepo subsp. pepo та C. pepo subsp. тексана - з C. pepo subsp. тексана сильніша за бажану речовину окремо і серед кращих видів C. pepo subsp. сорти пепо. Засновуючи цю роботу на біологічному контексті, цей контраст забезпечує доступну структурну структуру для розуміння варіацій, які віддають перевагу C. pepo, і було виявлено його використання в сільськогосподарському середовищі. Ця структура відразу дозволяє селекціонерам рослин та ентомологам розширити можливості боротьби зі шкідниками, а також підтримує подальшу роботу щодо розуміння біохімічних та генетичних основ переваги A. vittatum. .