一些昆虫病的线虫很热

昆虫致病线虫是用作生物防治剂的昆虫致命寄生虫。尽管它们在该领域的有效性是可变的,但最近的研究强调了感染性少年的温度和年龄调节其宿主寻求行为。

昆虫对农作物的损害对粮食安全构成了重大威胁,每年造成数十亿美元的损害。尽管有许多控制方法,例如化学杀虫剂,天然农药和转基因植物,并且很容易用于阻止害虫,但由于它们对健康和环境的不利影响,它们的广泛使用引起了人们的关注。更安全的替代方案是生物防治的应用昆虫病毒线虫(EPN),是昆虫的广泛而致命的寄生虫。许多EPN物种在商业上可用,既有适用于各种环境的广泛宿主范围。

昆虫病毒线虫

属的寄生虫病线虫(EPN)Steinernema异性疾病特别针对昆虫,提供了几种优势作为生物防治剂,因为它们是无创的,对人类和环境安全,并且可以适合低成本的质量生产。

昆虫病原线虫及其细菌共生体的一般生命周期。资料来源:Wikimedia Commons
昆虫病原线虫及其细菌共生体的一般生命周期。资料来源:Wikimedia Commons

EPNs感染了昆虫作为发育中的感染少年(IJS)。在识别和感染宿主之后,IJS通过从肠道中释放内共生细菌迅速杀死了宿主,并继续发展和繁殖直到资源耗尽。然后,新的IJS从主机尸体中浮出水面,以寻找新的主机。寻求行为的主机可能是等待通过主机的伏击者,也可能是积极寻求主机的巡洋舰,尽管这些行为并不是相互排斥的,并且存在中间形式。尽管寻求主持人的策略各不相同,但所有的IJS都积极回应托管化学感应线索,并被CO吸引2以及各种特定于宿主的气形剂。

寻求主机回复的变异性

杀虫剂的化学刺激刺激的吸引力uced by potential hosts is a recognised means of host location; however, why EPNs show variable efficacy in the field is not fully understood. Several variables have been shown to influenceEPN有效性,包括温度,湿度,土壤类型和应用的时机。一个更令人惊讶的归因是,发现嗅觉的行为对宿主特异性气味似乎取决于IJ的培养温度和年龄而有所不同。温度和年龄是否能进一步影响EPN,通过寻求采用的宿主寻求行为策略,或者是一种有吸引力或令人反感的程度?为了调查这一点,Lee and colleagues评估了温度和IJ年龄对六种EPN物种的宿主寻求策略行为以及大鼠寄生虫的影响浓氧化物ratti。

挑剔的线虫

Steinernema Carpocapsae在其研究中使用了通常用于生物防治的广泛分布的EPN。

Steinernema Carpocapapae显示嗅觉行为的温度依赖性差异。https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-016-0259-0
Steinernema Carpocapsaeshows temperature-dependent differences in olfactory behaviour. Source: https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-016-0259-0

当在15个15号培养线虫时,发现了嗅觉行为的变化,从潜在宿主中鉴定出的多种化学EPN吸引剂,驱虫剂和气味。oC,20oC或25oC.从宿主出现四周后,使用趋化性测定法发现其嗅觉偏好与培养温度的关系显着差异。有趣的是,这些影响是可逆的。

在两周内使IJS适应不同的温度,使它们的偏好改变了那些在不同温度下具有吸引力/驱虫剂的气味。通过在温度互换后每两天对选定气味的进一步测试响应,温度诱导的嗅觉偏好变化被证明在几天到几周内逐渐发生。这种嗅觉可塑性与季节温度变化的自然响应是一致的,但不是日常温度变化。

在测试的不同温度下的气味偏好也表明是高度稳定的。在室温和随后的温度交换为15处的IJS种植oc在出现的当天和其中的维护时间四个月,证明嗅觉行为的初始温度介导的变化后,嗅觉偏好在恒定温度条件下保持不变。

To investigate whether olfactory plasticity is conserved across EPNs, five other species had their responses to an odorant-panel examined under the same cultivation conditions. Interestingly,核炎核炎嗅觉反应主要随着IJ年龄的函数而变化,并未受到培养温度的显着影响。

其他四个EPN在不同程度上表现出嗅觉行为的年龄和温度依赖性变化,表明对EPN的嗅觉调查作用的广泛保存。在哺乳动物 - 寄生虫线虫中也观察到温度依赖性嗅觉可塑性S.Ratti当使用温度交换后施加哺乳动物衍生的气味时。

Ste。Carpocapae显示了温度引起的寻求宿主策略的变化。资料来源:https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/S12915-016-0259-0
Ste。胶带shows temperature-induced changes in host-seeking strategy. Source: https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-016-0259-0

你要来还是要去?

寻求宿主的策略是EPN生物学的另一个基本方面,这也可能受到培养温度的影响吗?为了回答这个问题,小组随后进行了评估Ste。胶带IJS特征在于伏击者,用于变化,刺激性(一种伏击行为,IJ站立在其尾巴上并在不同温度下挥舞着头部以促进宿主的附着力)和寻求宿主的行为。使用自动蠕虫跟踪,运动温度在25oC或通过温度切换到15oc在主持人出现后立即。但是,使用“微木”芯片的测定显示IJS保持在25oc比换温度的倾向更大,表明Ste。胶带在较高的温度下充当伏击者,在较低温度下更像是巡洋舰。所以,Ste。胶带在响应不断变化的环境条件下,采用灵活的转换寻求行为。

结论

EPNs作为生物防治代理人表现出巨大的希望,并且不随身携带缺点与其他杀虫产品相关。尽管它们在该领域的疗效是不一致的,并且排除了广泛的采用,但研究开始揭示寻求宿主的响应的复杂性及其对上下文依赖性调制的不适率。最近的研究已经表明,寄生线虫会因温度和内部线索(例如年龄)的外部线索而改变其嗅觉偏好,并提出有望增强EPN在该领域的实用性。

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