在实验室建立西豆皮虫种群
在位于北普拉特的西部中央研究和推广中心的农业生态系统昆虫学实验室，我们进行了关于田间作物农业害虫生态学和管理的实验。西豆虫(WBC)是玉米和干豆的一种重要害虫，对作物数量(产量)和质量都有负面影响。因此，WBC是我们研究项目的主要重点。过去几个夏天，我们进行了实验，以评估WBC的生长和发育、植物间和植物内WBC的移动、杀虫剂和Bt性状在不同侵染率下控制WBC的有效性，以及对WBC的潜在生物防治。
WBC是一种具有挑战性的昆虫，部分原因是它每年只有一代。WBC在冬季处于蛹前阶段，这是一个静止或休息的阶段，然后在接下来的春天和初夏化蛹并完成发育。内布拉斯加州的成虫在7月初开始出现，雌虫在7月和8月在玉米或干豆上产卵。在玉米中，幼虫在孵化后喜欢吃新鲜的流苏组织，之后会移动到植物的保护区域，以轮生组织、花粉和/或丝为食，然后再移动到发育中的穗上并以其为食。一旦WBC幼虫吃得足够多，到了最后的龄期，它们就会在夏末或初秋从植物上掉下来，钻到土壤里，在那里作为前蛹度过冬天，再次开始这个循环。由于WBC每年只有两到三个月的活跃期，我们在夏季的几个月里进行研究的时间有限。
克服这一障碍并延长我们研究季节的一种方法是在实验室建立WBC菌落。我们的WBC蚁群是世界上仅有的三个蚁群之一，这使它成为内布拉斯加州研究这种关键害虫的独特资源。一般来说，像我们这样的实验室菌落也可以在野外研究中发挥重要作用。由于WBC种群在一个地点每年都有变化，而且产卵可能随种植日期而变化，因此在实验室中拥有可靠的WBC种群增加了田间试验成功的可能性。例如，今年夏天，当WBC在一些试验田的感染率不够高时，我们用我们殖民地的雌蛾和雄蛾来感染这些试验田的玉米植株，方法是将它们限制在放置在轮盘上的大向日葵授粉袋中，直到雌蛾产卵。
在实验室中成功饲养一种昆虫包括为昆虫提供它们完成生命周期所需的环境资源的合适替代品，如食物、住所和产卵地点。Débora我们实验室的博士生蒙特扎诺(Montezano)在过去三年里一直致力于调整和优化最初由爱荷华州立大学研究人员开发的WBC饲养方法。与蒙特扎诺一起，来自巴西的访问科学家普莉希拉·科伦坡·达卢兹今年一直在我们实验室组织和维护WBC菌落。Priscila获得了Brasília大学的动物学硕士学位，并带来了她在实验室饲养昆虫，特别是蛾类的多年经验。她是过去几年来访问我们实验室进行研究的几位巴西科学家之一。
这些照片显示在实验室饲养WBC蛾的主要步骤，包括在野外收集成虫(图1)，在实验室为成虫提供适当的营养和产卵基质(图2)，收集卵团(图3)，为幼虫提供人工食物(图4)，以及在幼虫进食和生长时照顾它们(图5)，准备化蛹(图6)和“越冬”作为蛹前(图7)在受控环境条件下(图8)在实验室里。目前，我们估计在我们的蜂群中有近5000个白细胞，并期待在今年秋天使用下一代白细胞进行实验室实验。
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图1。西方豆虫的步入式笼子。(摄影:K. Swoboda Bhattarai和P. Colombo da Luz)
这些笼子由鲍勃·金根据2016年部署的原型进行改造，并在内布拉斯加州的七个地点设置。每个陷阱顶部的黑光灯在晚上吸引成年WBC蛾。这些飞蛾被灯上的嵌板拦截下来，向下漏斗进入陷阱。在诱捕器中放置有斑豆植物的花盆，为WBC成虫提供庇护和雌虫产卵的地方。定期用手收集成虫，或用专门用于收集昆虫的手持真空吸尘器将成虫带到实验室。
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图2。实验室的产卵笼。(摄影:P. Colombo da Luz)
在每个地点收集的成虫被放入实验室单独的产卵笼中。为飞蛾提供人工花蜜溶液(黄色盘子)、水和斑豆植物，在上面产卵。
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图3。豆叶上的WBC卵团(左上);从实验室产卵笼中采集的卵团(左下);Priscila Colombo da Luz正在将新生幼虫转移到人工饲料中(右)。(摄影:K. Swoboda Bhattarai和P. Colombo da Luz)
定期检查植物的卵团，将其从叶片中取出，放入培养皿中，直到卵孵化。刚孵出的幼虫，被称为新生幼虫，用画笔小心翼翼地转移到新的含有一小块人造饲料的培养皿中。
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图4。在培养箱中放入大盘子的中型WBC幼虫。(摄影:P. Colombo da Luz)
WBC一般有六个幼虫龄，从微小的新生儿到近两英寸长的六龄不等。因为它们不像其他毛虫(玉米耳虫和秋粘虫)那样同类相食。Spodoptera frugiperda)，例如)，在同一个培养皿中用条状人工饲料饲养多个WBC幼虫是可能的。WBC的人工饲料是由水、商业上的毛虫饲料(主要含有豆蛋白和其他营养物质)、琼脂(使饲料凝固)和抗菌剂(防止饲料变质和清除毛虫感染)的混合物制成的。
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图5。在单个杯内的后期西豆虫幼虫(左);一只幼虫正在吃一个饭盒，饭盒底部有小颗粒的碎渣(右)。(摄影:K. Swoboda Bhattarai和P. Colombo da Luz)
大的幼虫是“个性化的”，被转移到带通风盖的小塑料杯和一个立方体的饮食。
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图6。一只终龄WBC在沙地上挖洞造越冬室(左上)和沙地表面留下的洞(右上)。一旦孵化完成，幼虫将进入蛹前阶段(左下)，并安全待在孵化室内，一旦条件合适就化蛹。(摄影:K. Swoboda Bhattarai和P. Colombo da Luz)
即将进入蛹前阶段的幼虫是灰色的，当它们被转移到含有潮湿的玩耍沙的单独部分杯时，看起来有些蜡质。在田间，最终的幼虫从植物上掉下来，并在土壤中建立一个土室，在那里利用唾液腺的分泌物化蛹。沙质土壤允许幼虫在土壤中钻得更深，这可能增加它们在寒冷的冬季和耕作等管理措施中生存的机会。
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图7。WBC前蛹托盘(左);Priscila Colombo da Luz检查蛹前保持适当的水分(右)。(摄影:K. Swoboda Bhattarai)
因为保持足够的湿度对蛹前的生存非常重要，所以要定期往每个杯子里加水。在蜂群条件下的前蛹期持续35-45天，之后WBC前蛹过渡到蛹期，成为成虫，重新开始这一过程。
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图8。农业生态系统昆虫学实验室的培养箱里装满了WBC幼虫和前蛹。(摄影:K. Swoboda Bhattarai和P. Colombo da Luz)
预蛹被安置在受控条件下的生长室中:光照16小时，温度约为78华氏度;黑暗8小时，温度为72华氏度，相对湿度75%。
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