植物寄生线虫在田间条件下发生在多种压力(土壤种群密度水平)中。在某些国家和某些物种中,可以使用局部阈值水平来评估经济作物损失的风险。线虫管理程序应在PPN人群认为高或很高的情况下使用多种策略来提供有效的控制和人口减少。这些计划可能包括文化实践,例如作物旋转或下沉时期,阳性,线虫抗性或耐受品种以及甲状酸酯的应用。在一个农作物系统中需要多个nematicide应用在一个农作物周期内或在几个循环中的同一田地上,建议采用不同的作用方式旋转到nematicide,以降低对PPN种群持续选择压力的风险。
将易感农作物植物植物和耐虫害的茎植物是一种有价值的管理实践,可减少全球植物性寄生虫和植物病原体造成的损害。抗甲酸中的耐药根可广泛用于嫁接番茄,茄子和胡椒作物,以控制多种疾病和线虫。已经开发出耐药的甲壳虫根stocks,用于嫁接西瓜,黄瓜,Luffa和Melon。几种果树种类(包括易感柑橘,苹果和橄榄)被嫁接在耐药的砧木上,尤其是用于管理土壤传播疾病和植物 - 寄生虫线虫。嫁接是土壤熏蒸的一种广泛使用的替代品,也是控制土壤传播疾病和线虫害虫的其他农药。Rootstocks of several crops have been developed with speci fi c resistance(s) to soil-borne diseases and plant-parasitic nematodes, including Verticillium wilt, Fusarium wilt, Fusarium crown and root rots, Southern blight, bacterial wilt, Huanlongbing (HLB), Phytophthora root rot, citrus tristeza virus, citrus Canker(Xanthomonas axonopodis),Meloidogyne Incognita,M。Arenaria,M。Javanica和Apple Repleant疾病(phytophthora,Pythium,Pythium,Cylindrocarpon和Rhizoctonia spp。与根神经线虫相互作用,Pratylenchus渗透性)。南部的根管线虫(M. inognita)易感番茄在线虫 - 耐药根上嫁接可降低根的腐蚀和增加的产量(Kunwar等,2015; Frey等,2020)。Meloidogyne Incognita会导致西瓜中的根,植物发育迟缓和果实产量降低。在耐药根stock上敏感的西红柿易受细菌枯萎病(ralstonia solanacearum)的果实,其果实产量高88%至125%(Sostoff等,2019)。野生西瓜根stocks对南部的根管耐药性具有
寄生线虫感染的关键方面是线虫逃避和/或抑制宿主免疫的能力。这种免疫调节能力可能是由于感染过程中数百种排泄/分泌蛋白(ESP)的释放而驱动的。尽管已显示ESP对各种宿主表现出免疫抑制作用,但我们对释放和宿主免疫之间的分子相互作用的理解需要进一步研究。我们最近确定了从昆虫病原线虫(EPN)steinernema carpocapsae释放的分泌的磷脂酶A2(SPLA 2),我们命名为SC-SPLA 2。我们报告说,SC-SPLA 2增加了感染了肺炎链球菌并促进细菌生长增加的果蝇的死亡率。此外,我们的数据表明,SC-SPLA 2还能够下调TOLL和IMD途径相关的抗菌肽(AMP),包括果霉素和防御素,除了抑制了血液中的吞噬吞噬作用外。sc-Spla 2对D. melanogaster有毒,严重程度均与剂量和时间有关。总体而言,我们的数据强调了SC-SPLA 2具有有毒和免疫抑制能力。
使用模型遗传生物秀丽隐杆线虫 (C. elegans),人们在提高 CRISPR/Cas9 编辑效率方面取得了多项进展。我们在此报告了 co-CRISPR“标记”基因的使用:发生过 co-CRISPR 事件的线虫具有明显的、可见的表型,这有助于选择携带目标基因中 CRISPR 事件的线虫。然后通过与野生型杂交去除 co-CRISPR 基因中的突变,但如果 CRISPR 和 co-CRISPR 基因难以分离,则这可能具有挑战性。但是,如果所选线虫呈现野生型并且是从一窝中选出的,则分离出 co-CRISPR 修饰基因可能不那么困难。在这些窝中,单个注射线虫的后代中有很大一部分表现出 co-CRISPR 表型,表明 CRISPR 效率高。这样可以产生在目标基因位点含有所需突变但不带有 co-CRISPR 突变的线虫。使用此方法,我们成功地在秀丽隐杆线虫 nlg-1 基因中产生了离散突变。然而,在对 nlg-1 基因进行测序以验证编辑的过程中,我们发现在 co-CRISPR 基因 unc-58 处发生了基因组重排,通过目测观察,这些重排在表型上是无声的,但却导致以挣扎行为评分的运动能力显著降低。这突出表明,在下游基因功能分析之前,应仔细考虑 co-CRISPR 介导的基因变化的隐藏后果。鉴于此,我们建议在利用表型选择作为流程一部分的 CRISPR 程序之后对 co-CRISPR 基因进行测序。
进行了本研究,以评估昆虫致病性线虫,Steinernema Carpocapsae Weiser和三种昆虫病变真菌(Metarhizium arisopliae(Metschn。)(Metschn。)Sorokin,Trichoderma Harzianum Rifai和T. Viride Pers。)针对Spodoptera Frugiperda的第二和第四幼虫龄(J. E. Smith)。结果表明,CarpoCapeAe在接种后4天(DPI)使用叶片浸入法(DPI)的LC 50值分别为52.03和4.11感染力少年(IJS)ML -1,在接种后4天,在接种后使用叶片浸出方法,使脆性链球菌的第二和第四个幼虫龄出现了明显的死亡率。另一方面,三种测试的昆虫病作用真菌对弗鲁吉帕尔达链球菌的幼虫龄产生了较强的毒性。真菌T。arzianum在第二个幼虫龄(LC 50 = 1.1×10 7孢子ML -1)和M. Anisopliae上显示出最高的杀虫活性,在10 dpi后,在第四个幼虫龄(LC 50 = 1.5×10 7个孢子ML -1)上表现出最高的杀虫活性。我们的结果表明,在250 IJS ML -1的幼虫中完全抑制了帕克环链球菌和成年幼虫的成年出现。昆虫致病性线虫和真菌对S. frugiperda幼虫龄的致命作用表明,这些生物控制剂在这种侵入性昆虫的综合害虫管理程序中可能是有用的候选者。
抽象的微生物组在昆虫适应中起着至关重要的作用,尤其是在病原体侵袭等压力下。然而,有益微生物组的组装如何尚不清楚。木质甲虫甲虫替代品是松木疾病(PWD)线虫的主要害虫和载体,提供了独特的模型。我们在甲虫和微生物相互作用的画廊中使用扩增子测序(16S rRNA和ITS)进行了受控的体验。PWD显着改变了细菌和真菌群落,提出了不同的组装过程。确定性因素,例如优先效应,宿主选择和微生物相互作用形状的微生物组组成,将健康与PWN感染的画廊区分开。静脉细菌,富公司和ophiostomataceae可能是有益的,可以帮助甲虫的发育和病原体耐药性。这项研究揭示了线虫诱导的画廊微生物组的变化如何影响甲壳虫的发育,从而在昆虫 - 病原体相互作用的情况下散发出微生物组的灯光。洞察力收集到增强对PWD传播的理解,并通过微生物组操纵提出新的管理策略。
同时暴露于光和电击。最终,光和电击之间的关联建立起来,当它们单独暴露于光时,它们开始收缩,就像受到电击一样,表现出条件反射。在训练阶段发生并且动物学会了电击关联之后,他将它们切成两半。让它们再生十四天,这样每只受过训练的动物都会长出两条新的线虫:一条从头部,一条从尾部。在恢复期之后,再生的动物再次接受训练,并记录达到条件反射所需的光电击配对试验次数。如果记忆转移假设是正确的,并且记忆存储在遗传物质中,那么从受过训练的动物的尾巴和头部再生的线虫应该比最初未受过训练的线虫对照组更快达到条件反射。这正是麦康奈尔在一篇发表在著名神经科学杂志上的文章中所报告的。根据他的研究结果,在斩首之前接受过训练的涡虫需要明显较少的训练就能在光照下开始收缩。
生态学。一级学士。现任职位:2016 年至今,德克萨斯理工大学生物科学系助理教授。先前的专业任职:2013-2016 年,俄勒冈州立大学综合生物学系博士后研究员 (AAUW) 和博士后学者。导师:Dee Denver。2011-2013 年,蒙大拿大学生物科学系博士后研究助理。导师:John McCutcheon。II. 研究 作者角色说明:1 表示共同第一作者;* 表示我在德克萨斯理工大学实验室的研究生;** 表示我在德克萨斯理工大学实验室的本科生。出版物 – 同行评议期刊上的文章:2019 Wasala SK、Brown AMV、Kang J、Howe DK、Peetz AB、Zasada IA、Denver DR(2019)植物寄生线虫田间种群中沃尔巴克氏体和 Cardinium 内共生体的丰度和分布变化。微生物学前沿 10:964。doi:10.3389/fmicb.2019.00964 2018 Howe DK、Smith M、Tom D、Brown AMV、Peetz AB、Zasada IA、Denver DR(2018)使用进化率不同的分子标记分析美洲剑线虫物种复合体中的线虫-内共生体共同进化。线虫学。 https://doi.org/10.1163/15685411-00003233
图1。(a)Berghia stephanieae和(b)Hermissenda opalescens中的线虫细胞中的特殊吞噬作用(即,在(a)berghia berghia opalescens中。(c)从Goodheart等人修改的广义CNIDOSAC示意图。2018 [14](根据CC by 4.0 Creative Commons许可)突出了Cnidosac的主要功能。(插图)线虫细胞(n)是由cnidosac(CS)内的cnidophages吞噬的。缩写:C,Cerata; CI,Cilia Tufts; CP,Cnidophage,DG,消化腺; E,Cnidosac的入口; EP,上皮; ex,从cnidosac退出;他,血细胞; m,肌肉; n,黑头囊。
摘要:生物限制因素包括病原真菌、病毒细菌、食草昆虫以及寄生线虫等,造成作物产量损失和品质下降,常规管理措施对这些生物限制因素的效果有限。转基因技术的进步为改良作物的生物抗性提供了直接而有方向性的途径。目前,通过异源表达外源基因和RNAi技术,已培育出上百个抗食草昆虫、病原病毒和真菌的转基因事件和数百个抗性品种,并获准种植和上市,显著减少了产量损失和品质下降。然而,通过过量表达内源基因和RNAi技术进行抗细菌和线虫的转基因改良的探索尚处于试验阶段。 RNAi 和 CRISPR/Cas 技术的最新进展为提高作物对病原细菌和植物寄生线虫以及其他生物限制的抵抗力开辟了可能性。