опитомяване

  • елементи
  • абстрактно
  • Въведение
  • резултатът
  • Бременни B. mori предпочита черничевите листа като място за яйценосене
  • Специфични летливи съединения от копринени листа предизвикват и увеличават яйцекладката
  • Структурата на листата не е критерий за избор на място за яйценосене
  • Специфична летлива черница предпазва яйцата от паразитоиди
  • дискусия
  • методи
  • Насекоми и химикали
  • Летливи събиране и химически анализ
  • Електрофизиологични изследвания
  • Биологични тестове за насекоми
  • Предварителен тест за биполярно яйцеклад
  • Скрининг на стимулатори на яйцеклетки
  • Биопроби на олфактометър за паразитни оси
  • Биопроба за паразитиране на яйца
  • Допълнителна информация
  • PDF файлове
  • Допълнителна информация
  • Коментари

елементи

абстрактно

При насекомите изборът на подходящо място за яйценосене е сложен процес, който включва няколко метода и е от решаващо значение за способността на техните потомци 1, 2. Тъй като яйцата на насекомите са лесна цел за хищниците и паразитоидите на яйцата, бременните жени трябва да вземат решение относно пригодността на мястото на яйцеклетката, за да гарантират, че потомството им е в безопасност 3, 4. По време на снасянето на яйца насекомите оценяват редица фактори, като цвят 5, хранене 6, температура 7 и микробен състав 1, 3. В допълнение, скорошни проучвания показват, че насекомите са склонни да избират места с яйцекладки, които са отблъскващи за паразитоиди и други заплахи, които могат да увредят яйцата или новородените ларви 3, 4. Не беше ясно обаче дали такава функция за избор на място за яйценосене при силно опитомени насекоми, Bombyx mori, все още се поддържа и настоящото проучване е предназначено да провери дали е оцеляло след дълга история на опитомяване. Неотдавнашно проучване показа, че опитомяването нарушава обонятелната система на B. mori, правейки я по-малко чувствителна към дразнители от околната среда 8. Изборът на място с яйцекласване обаче е вродено поведение и обикновено се предава на потомството на родителите в продължение на поколения 9, 10 .

Хората са опитомили B. mori в продължение на почти 5000 години. Този процес на опитомяване изостри много фенотипни и обонятелни черти и улесни хората за боравене с насекоми при производството и развъждането на коприна 8. Това също направи Silkmoth напълно зависим от хората за оцеляване. Въпреки че опитомените животни са различни от своите предци, те все още могат да проявяват „интуитивно или вродено“ поведение. Такова вродено поведение може да възникне, когато животните са изложени на специфични сигнали (например обонятелни, визуални или физически сигнали) или когато претърпят физиологични промени (например, когато насекомото е бременно) 11, 12. Тъй като възрастните копринени червеи имат изродени мундщуци, целта на възрастните при мъжете е да намерят партньор, а при жените да намерят благоприятно място за яйцекладка. Въпреки че B. mori е силно опитомен, ние предположихме, че някои вродени поведения, позволяващи локализирането на подходящи места за яйценосене, могат да бъдат поддържани.

резултатът

Бременност B. mori предпочита черничевите листа като място за яйценосене

Първо, използвахме двоичен тест, за да определим предпочитанието на яйцата за снасяне на яйца пред листата на черница или традиционното място за яйценосене, хартия. Язвата нямаше ограничения и можеше да се движи свободно в избраната арена. В десет копия чумите постоянно предпочитаха и снасяха повечето яйца върху черничевите листа. Чумата (n = 1 на експеримент, 10 експеримента, всеки с продължителност 24 часа) положи 93,77 ± 3,7% (средно ± sem) яйца върху черничеви листа, в сравнение с 6,03 ± 0,14% върху филтърните хартии (Фигура 1а). Silkmoths ясно демонстрира предпочитанието на черничевите листа (Фигура 1b) като места с яйцекладка (сдвоен t-тест; t = 11, 82; df = 9; P

Два стимулатора на яйцекласването (α-хумулен и валентност) отблъскват T. chilonis. Летливи вещества от копринени листа и два стимулатора на яйцеклетката (α-хумулен и валентност) бяха представени от яйцепаразитоида в 4-раменен тест за олфактометър. Паразитоидите от яйцата са били отблъснати от тези стимулатори на яйцекладката. Значителна разлика беше анализирана чрез сдвоен t-тест (вж. Резултати). Снимката е направена от VK

Изображение в пълен размер

Милион години еволюционен натиск е по-добър учител от хиляда години опитомяване. С течение на времето простите вродени поведения, като например избиране на място с яйцекладка, стават сложни и изглежда имат цел. Подобно поведение е плод на милиони години подобрено поведение чрез естествен подбор. В това проучване установихме, че изборът на място за яйценосене в B. mora не се нарушава дори след 5000 години опитомяване. Специфични летливи намеци от растението гостоприемник, черница, M. alba могат да стимулират яйцекладката и да помогнат на кея да намери благоприятни места за яйцекладка.

Изборът на подходящо място за яйценосене е сложно поведение, при което женското насекомо може да използва входове от множество сензорни модалности, за да вземе правилното решение, за да увеличи максимално пригодността на своето потомство. Въпреки че вземането на решения изисква сложни сензорни данни, нашите открития предполагат, че насекомите използват специални вродени шаблони за разпознаване, настроени на специфични обонятелни сигнали, когато избират мястото на яйцекладката. Вродените шаблони за разпознаване са вградени като кабел за директно предаване в генома на организма по време на еволюцията и се предават от родителите на техните потомци. Копринените молци предпочитат да яйцеслоят върху черница, която го е приемала милиони години. Тъй като в природата няма B. mori, е доста трудно да проучим еволюционното взаимодействие на растенията и насекомите между копринени молци, B. mori и черници, M. alba. Нашето изследване ни предоставя емпиричен поглед върху това как коприненият молец е еволюирал, за да избере черница като негов гостоприемник, а откритите стимуланти на яйцекласването могат да помогнат за бъдещи изследвания на специалните нервни вериги, които са в основата на това вродено поведение. В допълнение, стимулантите за яйценосене също могат да се използват за увеличаване на снасянето на яйца при това икономически важно насекомо.

методи

Насекоми и химикали

Чума B. PM (PM × CSR 2 хибрид) е получена от ферма в Бангалор, Индия. Чумите могат да се чифтосват, докато естествено не се измъкнат от мястото си за чифтосване. Веднага бяха използвани за биологични тестове. Осите Trichogramma chilonis са закупени от NBAII, Бангалор, Индия, отглеждани на яйца Corcera. Осите, хранени с 10% разтвор на мед и вода, дозирана в памучни тампони, се поддържат в камерите за култивиране при 25 ° C, 75% относителна влажност и 14 D/10 Nh фотопериоди. Освободените оси за възрастни се оставят да се чифтосват в продължение на 24 часа, преди да се използват за биологични анализи. Автентичните съединения (> 95% чистота), изброени в Допълнителна таблица S1 (онлайн) са закупени от Sigma Aldrich, Сейнт Луис. Луис, Мисури, САЩ.

Събиране на летливи вещества и химичен анализ

Електрофизиологични изследвания

Проведени са проучвания върху електрофизиологичната активност на елюата Porapak Q и отделни съединения от черница в различни концентрации, както е описано по-рано 9, 10 .

Биологични тестове за насекоми

Поведенческите тестове бяха разделени на три части. Първо, ние изучихме предпочитанието на яйцеклетката на B. mori, използвайки двоичен селекционен тест. Второ, използвахме EAD за идентифициране на електрофизиологично активни летливи съединения и тяхната стимулираща яйцекладираща активност. Трето, изследвахме дали избраните летливи съединения отблъскват обикновения яйцепаразитоид, T. chilonis .

Предварителен тест за биполярно яйцеклад

Листата на черницата или филтърната хартия са използвани като субстрат за яйценосене, за да се определи изборът на коприна за избор на място. Арената 30 cm x 20 cm x 15 cm беше разделена на две равни части, като едната част съдържаше филтърна хартия (контролна), а другата част съдържаше листа от черница или активни летливи EAD. Бременна женска щам беше поставена в центъра на арената и оставена да избира за 24 часа. Всички анализи се провеждат в контролирана камера, поддържана при 25 ° С, 75% относителна влажност и 14 D/10 N h фотопериод. Използван е един експеримент за насекомо, с 10 експеримента, всеки с продължителност 24 часа.

Скрининг на стимулатори на яйцеклетки

Биопроби на олфактометър за паразитни оси

Биопроба за паразитиране на яйца

В биологичния тест за паразитиране на яйца използвахме подобна подредба, както е описана в предварителния тест за биполярно яйцеснасяне. Яйца от копринена кърпа върху филтърна хартия (по 450 яйца всяка) бяха поставени в контролни и обработени части на арената. Филтърната хартия с яйцата върху третираната част получи летливи вещества (100 μl летливи вещества от черничеви листа или 100 μl предварително определени концентрации на синтетични летливи съединения; вижте метода и допълнителната таблица S1 онлайн). Осите (1000 сдвоени жени) бяха пуснати на арената и паразитираха от копринени яйца за 24 часа. Процентът на паразитиране е регистриран след 7 дни паразитиране.

Допълнителна информация

PDF файлове

Допълнителна информация

Подробности за електрофизиологично активните летливи фракции от черница

Коментари

Изпращайки коментар, вие се съгласявате да спазвате нашите Общи условия и насоки на общността. Ако откриете нещо обидно или несъвместимо с нашите условия или насоки, означете го като неподходящо.