The authors thank the three anonymous reviewers for their helpful comments on the manuscript. This work was partly supported by Grant-in-Aid for JSPS Fellows (26.11613).

NOT: Bu makale önceki çalışmaları 30 dayanmaktadır. Bazı parçalar Japonya ve Springer Japonya Botanik Derneği izniyle edilir. 1. Çiçek Ziyaretçi Gözlem <ol><li> Gözlem Alanlarının Seçimi <ol><li> Bitki malzemeleri dağıtılan alanları aramak ve araştırma hedeflerini (sığdırmak için çalışma sitelerin sayısını ayarlayın vb resimli kitaplar, akademik dergiler, güvenilir kaynakları kullanarak aday çalışma siteleri seçin, örneğin için yerlerde geniş bir yelpazede Japonya boyunca çiçek ziyaretçilerin karşılaştırılması). </li><li> uzun vadeli araştırma gerekiyorsa bu tür araştırma enstitüleri ve konaklama gibi ilgili başlangıç ​​noktalarından, seçilen aday popülasyonların yerleri ve mesafeleri kontrol edin. </li><li> Kabaca bir birim alandaki bitki bireylerin sayısını sayarak her nüfus boyutunu tahmin. manipüle deney için büyük nüfus seçinbirçok bitki bireyleri kullanarak s. </li><li> çiçek ziyaretçilerin ön gözlem <ol><li> nüfus yoğunluğu bağlı olarak, aynı zaman aralığında görülecektir her alanda hangi hedef bireylerin karar verin. 5-10 taze açılmış çiçekler seçin veya hedef çiçek gibi tomurcukları kırma ve zaten açmış bozulmuş olanları reddetmek. </li><li> Çiçekler farklı zamanlarda çeşitli tozlaştırıcılar 31,32 aralıkları tarafından ziyaret edilebilir, çünkü bütün bir gün süreyle görsel gözlem başlatın. </li><li> kayıt yaprak, çiçek ziyaretçilerin tür adını ve çiçek başına saat başına her ziyareti zamanını kaydetmek. </li><li> çiçek ziyaretçi anter ve / veya stigmata dokunmatik olsun yakından gözlemlemek; eğer onlar yapmak, tozlayıcı olarak ziyaretçileri kaydeder. çiçek ziyaretçiler sadece çiçeği ziyaret ve üreme organları dokunma yoksa, ziyaretçi olarak bunları kaydeder. </li><li> bir böcek net ya da el yapımı aspiratör kullanılarak tespit çiçek ziyaretçi yakalamak veNumuneler (Şekil 1f) olarak korur. Toraks etil asetat veya parmak basıncı ile hızlı bir şekilde tuzağa ziyaretçileri öldürmek ve yumuşak bir çanta içinde veya% 100 etanol ile plastik bir tüp ya da durumda muhafaza. </li><li> gözlem sonra, morfolojik özellikleri kullanarak örneklerin belirli isimlerini belirlemek veya tanımlanmasında zorluklar durumunda, her taksonomik grup için uzman yardım istemek. </li></ol></li></ol></li><li> Alanında Gözlem <ol><li> kendi erişilebilirlik, nüfus büyüklüğü ve çiçek ziyaretçi sayısına dayalı araştırma siteleri seçin. Çiçekli sezonunda çiçek ziyaretçilerin temsili örnek sayılabilir zaman periyodu seçin ve araştırma amaçlarına dayalı gözlem dönemleri belirlemek (örneğin, çiçek ziyaretçiler tarafından ziyaret frekans dalgalanmaları araştırma için, uzun süreler ayarlanmalıdır). </li><li> (Dijital video kameralar gibi, uygun kayıt cihazını hazırlayınörneğin, karanlık kayıt için, kızılötesi fonksiyonlu video kameralar) kullanılmalıdır. </li><li> 1.1.4 aynı şekilde, hedef çiçek seçin. </li><li> Alüminyum Tripodlar video kameralar sabitleyin. yaklaşık 50 cm uzakta, hedef kişilerin önünde tripodlar ile kameralar ayarlayın. </li><li> Kontrol ve filme önce kameraların ekran görüntüleri ışık miktarını ve malzemelerin odağı değiştirin. </li><li> Mevcut davada ön gözlemler ile tahmin uygun zaman dilimleri için aynı anda görsel gözlem ve video çekim (Başlat, gözlem süreleri yaklaşık 05:00 13:00 pm ortalama fazla altı saat vardı ). </li><li> isimlerini ve kayıt sayfalarında onların ziyaretleri kez ziyaretçi ve tozlayıcı türlerin isimlerini belirlemek ve kaydedin. </li><li> Yakalama ve 1.1.4.5 ile aynı şekilde tutmayı ile tozlaştırıcılar tanımlar. </li><li> Yineleyin her observatio için 1.2.7 için 1.2.1 Adımn dönemi. Araştırma hedefleri ve ön gözlem verilerine dayanarak gözlem süreleri ayarlayın. </li></ol></li><li> Veri Analizleri sonra Gözlem <ol><li> 1.1.4.6 aynı şekilde tozlaştırıcılar gözlemden sonra yakalanan örneklerin tür isimlerini belirlemek. </li><li> video klipleri kontrol edin ve görsel gözlem için aynı şekilde türlerin isimleri ve onların ziyaret sürelerini not edin. </li><li> görsel gözlem ve video kayıt verilerinden her çiçek ziyaretçinin saatte çiçek başına ziyareti frekansları hesaplayın. Bu tür Ar, SPSS, ve / veya SAS 33-35 (örn varyans iki yönlü analizi (ANOVA gibi temel istatistik ve uygun yazılımı kullanarak, dayalı uygun istatistiksel yöntemler kullanılarak her bir ziyaretçinin siteleri ve yıllar arasında istatistiksel olarak bu frekansları karşılaştırın ) R yazılımı Tukey dürüst anlamlı bir fark (HSD) testi ile). </li></ol></li></ol> 2. Torbalama ve Kafes Deneyleri<ol><li> Torbalama ve Kafes Deney için hazırlıklar <ol><li> Torbalama deneyler için, küçük örgü boyutlarına sahip çanta (~ 0.5-1 mm) hazırlamak ve tamamen çiçek ziyareti engellemek için bunları kullanmak (örneğin, dokunmamış kumaş çantalar 2011 ve 2012 torbalama deneyler için kullanılmıştır). </li><li> kafes deneyler için, hedef küçük ziyaretçilerin geçmesine izin ancak daha büyük olanları dışlayan bir çapa sahip tel ya da plastik örgü panoları hazırlamak ve bir kafes oluşturacak şekilde bu örgü panoları bağlayın. mesh çapından büyük boşluk olmadığından emin olun. Hedef bitki türünün ve bireysel numaraları göre kafesleri ebadı ve şekli ayarlanabilir. </li></ol></li><li> torbalama Deneyleri <ol><li> otobur veya şiddetli bir ortamda hiçbir zararı var tedavi başına 30 bireyleri seçin. tedavi için, her bir bitkiden tek bir çiçek seçin veya tek bir bitki ayrı ayrı çiçekler kullanın. </li><li> Çanta to bant ile onları etiketleme sonra alanda çiçek hedef (seri numarası ve alfabenin; Şekil 1g). Kendi kendine tozlaşma olasılığını önlemek için torba içinde anter veya stigmata dokunmamaya özen gösterin. </li><li> Dikkatle yumuşak bir ip veya tel (Şekil 1d) kullanarak çiçek çanta düzeltmek. </li><li> Dikkatle gerektiği gibi çanta ya da rüzgar, ağırlığı altında eğim veya çöküşü karşı bireyleri desteklemek için yumuşak ip veya tel kullanarak desteklerle dik bireysel çiçekler ayarlayın. hasar oluşturmak için değil, böylece büküm veya yumuşak bir hedef bireyin sapı etrafında bir ip veya tel sarın. </li><li> torbalama deneylerinde Tedaviler <ol><li> &quot;Denetim&quot; tedavisi için hedef çiçekler etiket yapıştırmayın ve hiçbir tedavi yapmak. çiçek ziyaretçi serbestçe ziyaret etmek için izin. </li><li> &quot;Döllenmedir&quot; Tedavi için, onlar çiçek kadar tomurcukları kapak ve ardından Torbalı çiçek anter kaldırın. Bazı Polle koystigmata birden bireylerden n taneleri. </li><li> &quot;Elekten geçirme&quot; Tedavi için, açık çiçekler kadar tomurcukları kapsayacak ve onların stigmata üzerine aynı çiçeklerden polen koydu. Yine bu tedavi çiçekleri örtün. </li><li> &quot;Otomatik kendini&quot; Tedavi için, çiçeklenme sezonu sonuna kadar çanta ile tomurcukları kapsamaktadır. </li><li> &quot;Breaking tomurcuk&quot; Tedavi için, ziyaret edilen kırılma tomurcukları tespit ve küçük arıların giriş veya çıkış gözlemlemek (Şekil 1b, c). küçük arılar tarafından ziyareti sonrasında aynı çiçek üzerinde tekrarlanan polen birikimlerinin önlenmesi için kırılma tomurcukları anter kaldırmak ve çanta bu tomurcuklar hızla ileri visitations önlemek için. </li><li> &quot;Çiçekli&quot; Tedavi için, torba açma aşamasına kadar tomurcuklar kırılma-tomurcuk aşamasında visitations önlemek için. Bundan sonra, çanta kaldırmak ve ziyaretçilerin nektar ve polen toplamak için izin verir. </li><li> &quot;Bud&quot; tedavisi için,Açılmamış tomurcuklarından anter kaldırmak ve yapay onları outcross. Çanta bu tomurcuklar hızla çiçek visitations önlemek için. </li></ol></li></ol></li><li> kafes Deneyleri <ol><li> Hazırlanan kafesleri hedef bitki bireyleri kapsamaktadır. Farklı stigmata (Şekil 1e) arasındaki temas ve polen birikimlerinin önlemek için elle kafesli çiçek konumlarını ayarlayın. </li><li> &quot;Kafes&quot; Tedavi için, açılmamış tomurcukları olan bireyler seçmek ve seçilen çiçekler belirlenmesi için onlara etiketler koydu. Kafes etiketli tomurcukları ile bireylerin kafeslerde (yani çiçek böcekler açılmamış tomurcukları ziyaret edemez ve kafeslerin yerleştirildikten sonra ziyaret böceklerin sadece etkilerinin tahmin edilebilir) kurulmadan önce gelen etkilere reddetmek için. </li><li> kafes tabanı ve toprak arasında ziyaretçiler tarafından girişini önlemek için demir direkleri kullanılarak yere sıkıca kafesleri takın. </li></ol></li><li> Veri Analizleri AfTorbalama ve Kafes Deney ter <ol><li> Kesme ve anne kişilerden ayırarak çiçekli sezonu (Şekil 1g) sonunda etiketli tüm çiçek toplamak. onların bulaşmasını önlemek için ayrı ayrı etiketli örnek koruyun. </li><li> varlığı veya etiketli her ayarlanmış meyvenin bulunmadığı kontrol edin meyve ayarlanması durumunda her meyvenin tohumu numaralarını flower.Record. </li><li> (Meyve-set oranı, çiçek sayısına bölünmesiyle meyve sayısı olarak tanımlanır) ve sayısına bölünmesiyle tohum sayısı olarak tanımlanan olgun meyve (tohum-set oranı, başına tohum numaraları çiçek başına meyve numaraları oranını hesaplamak ovüllerin) kayıtlı tüm numaraları kullanarak. </li><li> İstatistiksel böyle 1.3.3 listelenenler gibi uygun yöntemler ve yazılımlar kullanarak tedaviler arasında meyve ve tohum seti oranları karşılaştırma (örneğin, Tukey HSD ya da R yazılımı 33 Fisher&#39;in kesin testi ile tek yönlü ANOVA). </li><li> torbalama deneylerin sonuçlarını kullanarak malzemelerin incelenmesi <ol><li> istatistiksel hayvan tozlaştırıcılar ihtiyacını testi &quot;Kontrol&quot; ve &quot;Auto-benlik&quot; tedaviler arasında sonuçlarını karşılaştırmak. </li><li> polen sınırlama derecesini tahmin etmek için, &quot;Control&quot; ve &quot;döllenmedir&quot; tedavileri karşılaştırın. </li><li> Kendi kendine uyumluluğu test etmek için, &quot;döllenmedir&quot; ve &quot;kendini dölleme&quot; tedavileri karşılaştırın. </li></ol></li><li> kırma-tomurcuk tozlaşma etkileri Değerlendirmeleri <ol><li> kırma tomurcuk stigmata üreme olgun olup olmadığını ve &quot;Denetim&quot; tedavi değeri kırılma-tomurcuk aşamasında kontrol için kullanılabilir olup olmadığını belirlemek için &quot;Denetim&quot; ve &quot;Bud&quot; tedavileri karşılaştırın. </li><li> belirlemek için &quot;Otomatik kendini&quot; ve &quot;Breaking tomurcuk&quot; tedavileri karşılaştırmak ister kırılma küçük arılar ile döllenen çiçek üreme başarısı-bud sahne autogamy (yani, kırma-tomurcuk tozlaşma varlığını test etmek için) performans bitkilerin istatistiki olarak daha yüksek olduğunu. Bundan sonra, kırma-tomurcuk tozlaşma tozlaşma verimliliğini tahmin etmek &quot;Control&quot; bu iki tedavi karşılaştırın. </li><li> kırma-tomurcuk tozlaşma üreme etkilerini tahmin etmek için &quot;Breaking tomurcuk&quot;, &quot;Cage&quot; ve &quot;Çiçeklenme&quot; tedavileri karşılaştırın. </li></ol></li></ol></li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

Çiçek gözlem ve torbalama deneyleri sırasıyla ziyaret frekansları ve bitkilerin dişi üreme başarısını ortaya çıkarmak için bu çalışmada kullanılmıştır. Analiz için ziyaretçilerin zamanlamasını ve süresini kayıt ve gözlemci önyargı engellemek çünkü Dafni (1992) 38, video kaset yöntem etkili oldu. Ancak, zaman, bu yöntem pahalı ekipman gerekli ve gözlem süreleri pil ömrü ile sınırlı kalmıştır. Son zamanlarda, video kayıtları üretmek için ekipman maliyeti düşm...

Bitki pollinator etkileşimleri Evrimsel biyoloji ve ekoloji çalışmaları için prime örneklerdir. Diğer biyotik ve abiyotik faktörler de etkisi 3,4,5 sarf olmasına rağmen çiçek ve tozlaştırıcılar arasındaki Mutualistik ilişkiler, doğal seleksiyon sonucu angiosperm 1,2 çeşitlendirilmesi teşvik sanılıyor. Aynı zamanda çiçek özellikleri en etkili tozlaştırıcılar uyum ve daha fazla meyve ve tohum 6 üretmek için değişti düşünülmektedir. Bu inançlar çeşitli yorumlara 7 dahil gibi tozlanma etkinliği gibi farklı endeksler dayalı büyük çalışmalar olsa inşa edilmiştir. Tozlaşma sistemleri genelleştirilmiş çiçekli bitkiler tozlayıcı 8 çeşitli tarafından ziyaret edilmektedir. Burada, bir çiçek ziyaretçinin çiçek ödül almak için ziyaret etti ve tozlaştırıcının tozlaşmak çiçek ziyaretçi olarak tanımlanan bir hayvan türü olarak tanımlanmıştır.Bu ziyaretçilerin bazılarını ziyaret çiçekler stigmatasına conspecific polen taneleri taşıyan ve tozlayıcı olarak sınıflandırılabilir. Diğer ziyaretçiler de bazı tür içi polen olabilir; onlar yüzünden tozlayıcı ve çiçekler arasında davranışsal ya da morfolojik uyumsuzluklara daha az tozlaşma yapmak olabilir. Bitki üreme katkısı bu karşılaştırılabilir farklılıklar çiçek özellikleri 9 selektif basınç değişen derecelerde üretmek olabilir ve çiçekli bitkilerin adaptif sapma neden olabilir. Dölleyici toplumun kompozisyon ve akraba türler bolluğu 10 önemli olmasına rağmen, bu nedenle, her ziyaretçinin etkinliğinin doğru değerlendirme uyarlanabilir ve / veya bitkilerin evrimsel süreçleri belirlemek de önemlidir. Bu çalışmada, ziyaret sıklığı başına meyve ve tohum üretimi olarak tanımlanan pollinator verimliliği, nicel tahminler 11 tespit edilmiştir. specler ve her çiçek ziyaretçi sıklığı gözlendi ve ziyaret edilen çiçekler üreme etkileri tahmin edilmiştir. İnsan gözlemler yoluyla çiçek ziyaretler kayıt tozlaşma ekolojide klasik bir yöntemdir. Ancak bu yöntem bitkilerin önünde kalması ve dikkatli, uzun vadeli ölçümleri almak için gerekli olan gözlemciler, büyük bir yük getirmektedir. Son zamanlarda, filme ve kayıt teknolojileri hızla gelişmiştir ve düşük maliyetli dijital video kameralar pollinator gözlemleri 12,13 video kayıt giriş sağlamıştır. Bu yöntemler çiçek ziyaretçiler temel bilgi toplama kolaylaştırabilir ve bir hedef bitki türlerinin tozlanma ekolojisi bir anlayış geliştirmek için yardımcı olabilir. Ancak, tozlaşmanın ziyareti frekansları mutlaka onların tozlaşma etkinliğinin 7,14 korelasyon ve her tozlayıcı niteliksel etkilerini değerlendirmek için önemlidir değilÇiçek fitness. Tozlaşma etkinliği stigmata 15,16 polen taneleri sayısı, polen tüpü büyümesi 17,18 meyve ve / veya tohum üretimi 19,20 ile tahmin edilmiştir. Deneyler torbalama, kendini uyumluluk, autogamy 21,22 ve Apomiksis 23 varlığını test etmek için tipik yöntemler, ziyaretçi münhasır çanta kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Diğer çiçek ziyaretçi sınırlandırılmıştır nerede Ayrıca, ziyaretçi topluluğu belli bir tozlayıcı için tozlanma etkinliğinin değerlendirilmesi sıklıkla ortamlarda yapılmıştır (yani olduğunu büyük pollinatorsu dışlamak kadar küçük bir ağ ile bir tel kafes, ağ, ya da çanta çiçekli bitkiler üzerinde set). Örneğin, küçük örgü çanta ile torbalama deneyleri karıncalar ya da thrips 24,25 döllenme yeteneğini ortaya çıkarmak için yapılmıştır. Dahası, bir tel kafes ya da net kullanarak kuş dışlama deneyleri Aloe takson etkili tozlayıcı göstermiştir26-28. Bu çalışmanın amacı vardı: 1) Bir önceki yazıda kullanılan yöntemleri tanıtmak ve 2) çiçek ziyaretçiler, onların ziyaret frekanslarda diğer çalışmalarda genel kullanım için bu yöntemleri geliştirmek ve bitki uygunluk üzerindeki etkileri Lycoris sanguinea Var.. sanguinea Japonya boyunca ve dar Kore&#39;de 29 geniş dağıtılan ve huni şeklindeki kırmızımsı-turuncu çiçekler (Şekil 1a) sahiptir cinsi Lycoris dahildir türlerinden biridir. Bir önceki çalışmada ortaya L. sanguinea var. sanguinea tanımlanamayan bir küçük arı türlerinin ve daha büyük türlerin Amegilla florea 29 dahil olmak üzere birçok böcek türlerinin tarafından ziyaret edildi. Ancak, bu ziyaretçilerin ziyaret frekansları ve tozlaşma etkinliği tespit edilmemiştir. çiçek ziyaretçilerin tanımlanması için tozlaştırıcılar gözlemler ilk gerçekleştirildi. küçük arılar tarafından ziyaret Obse edildihenüz tam açmamış olan çiçekler SVEd (tomurcukları kırma, Şekil 1b, c). Küçük arılar kırma tomurcukları undehisced antherler etrafında aceleyle hareket ve çene kemiklerini kullanarak polen toplanmıştır. hipotez anter ve çiçek stigmata arasındaki boşluklar arıların vücut uzunluğundan daha küçük olduğu için küçük arılar kırılma-tomurcuk aşamasında tozlaştırıcının olabileceğini oldu. Bu nedenle, torbalama deneyler L. üreme stratejileri incelemek için ek kırılma-tomurcuk aşamasında küçük arıların tozlaşma yeteneğini test, ve yapılmıştır sanguinea var. sanguinea. Bu tomurcuklar arıların tozlaşma yeteneği bir tahmin izin ziyaret küçük arılar, sonra Torbalı bulundu. bireylerin açılmamış tomurcukları ile kafesli bulundu. Küçük-örgü kafes tüm flowe boyunca küçük arıların tozlaşma verimliliği bir tahmin sağlayan sadece küçük arılar geçebileceği hangi aracılığıyla kullanıldıhalka sahne.

<table><tbody><tr><td>recording sheet</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>insect net</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>pooter</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>ethyl acetate</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>100% Ethanol</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>plastic tube</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>plastic case</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>soft bag</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>digital video camera(s)</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>tripod(s)</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>bags</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>wire or plastic mesh boards</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>iron wires</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>labeling tape</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>stick supporters</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>soft strings or wire</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>pincette(s)</td><td>any</td><td>NA</td><td></td></tr></tbody></table>

field experiments of pollination ecology: the case of lycoris sanguinea var. sanguinea

Plant-pollinator interactions have been studied for approximately one hundred years. During that time, many field methods have been developed to clarify the pollination effectiveness of each pollinator for visited flowers. Pollinator observations have been one of the most common methods to identify pollinators, and bagging and cage experiments have been conducted to show the effectiveness of specific pollinators. In a previous study of Lycoris sanguinea var. sanguinea, its effective pollinators, the visitation frequencies of each floral visitor, and its reproductive strategies were not identified. This study reports the observation that small bees visited flowers that were partially opened (breaking buds). To the best of our knowledge, this phenomenon has not been reported previously. Further, this study investigates the hypothesis that small bees can pollinate at that flowering stage. This study demonstrates the basic methods of field experiments in pollination ecology using L. sanguinea var. sanguinea. Pollinator observations and digital video showed the visitation frequencies of each floral visitor. Bagging and cage experiments revealed that these flowers could be pollinated fully and that breaking-bud pollination could be important for the pollination of this plant species. The advantages and disadvantages of each method are discussed, and recent developments, including laboratory experiments, are described.

Beş popülasyonlar pollinator gözlemler için seçildi. Ön gözlem aşamasında, açılış çiçek ve kırılma tomurcukları küçük arılar için çeşitli böcek türlerinin ziyaretleri teyit edildi. Çiçek ziyaretçi gözlemler beş çalışma sitelerini ziyaret edenlerin çoğu küçük arı türlerinin Lasioglossum japonicum fertleri olduğunu ortaya koymuştur. Toplam ziyaret kaydı bu türün ziyareti oranları üç bölgede (Şekil 2)% 90&#39;ınd...

Watch this Scientific Journal Video about Field Experiments of Pollination Ecology: The Case of Lycoris sanguinea var. sanguinea at JoVE.com

Field Experiments of Pollination Ecology: The Case of Lycoris sanguinea var. sanguinea

Belirli bir bitki türünün tozlaştırıcılar etkinliğini göstermek için, saha deneyleri birden çok yöntem geliştirilmiştir. Bu çalışma Lycoris sanguinea var. Sanguinea vaka çalışması ve yeni tozlaşma mekanizması, kırma-tomurcuk tozlanma kullanarak tozlaşma ekoloji için tarla denemeleri temel yöntem gösterilmektedir.

Tozlaşma Ekoloji Saha Deneyleri: Örneği<em&gt; Lycoris sanguinea</em&gt; Var.<em&gt; sanguinea</em

Plant-pollinator interactions have been studied for approximately one hundred years. During that time, many field methods have been developed to clarify ...

field-experiments-pollination-ecology-case-lycoris-sanguinea-var

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Environment

Field Experiments of Pollination Ecology: The Case of Lycoris sanguinea var. sanguinea

11.4K Görüntüleme.  Chiba University.  Belirli bir bitki türünün tozlaştırıcılar etkinliğini göstermek için, saha deneyleri birden çok yöntem geliştirilmiştir. Bu çalışma Lycoris sanguinea var. Sanguinea vaka çalışması ve yeni tozlaşma mekanizması, kırma-tomurcuk tozlanma kullanarak tozlaşma ekoloji için tarla denemeleri temel yöntem gösterilmektedir. 

Video: Field Experiments of Pollination Ecology: The Case of Lycoris sanguinea var. sanguinea

Methods for Performing Crosses in Setaria viridis, a New Model System for the Grasses

Setaria viridis is an emerging model system for C4 grasses. It is closely related to the bioenergy feed stock switchgrass and the grain crop foxtail millet. Recently, the 510 Mb genome of foxtail millet, S. italica, has been sequenced 1,2 and a 25x coverage genome sequence of the weedy relative S. viridis is in progress. S. viridis has a number of characteristics that make it a potentially excellent model genetic system including a rapid generation time, small stature, simple growth requirements, prolific seed production 3 and developed systems for both transient and stable transformation 4. However, the genetics of S. viridis is largely unexplored, in part, due to the lack of detailed methods for performing crosses. To date, no standard protocol has been adopted that will permit rapid production of seeds from controlled crosses.
The protocol presented here is optimized for performing genetic crosses in S. viridis, accession A10.1. We have employed a simple heat treatment with warm water for emasculation after pruning the panicle to retain 20-30 florets and labeling of flowers to eliminate seeds resulting from newly developed flowers after emasculation. After testing a series of heat treatments at permissive temperatures and varying the duration of dipping, we have established an optimum temperature and time range of 48 &deg;C for 3-6 min. By using this method, a minimum of 15 crosses can be performed by a single worker per day and an average of 3-5 outcross progeny per panicle can be recovered. Therefore, an average of 45-75 outcross progeny can be produced by one person in a single day. Broad implementation of this technique will facilitate the development of recombinant inbred line populations of S. viridis X S. viridis or S. viridis X S. italica, mapping mutations through bulk segregant analysis and creating higher order mutants for genetic analysis.

Methods for Performing Crosses in Setaria viridis, a New Model System for the Grasses

We have developed a methodology for performing crosses in Setaria viridis (S. viridis). The method involves pruning the panicle prior to a hot water treatment to kill viable pollen. Crosses are performed following a well-controlled growth regime and typically result in the recovery of 1 to 7 cross-pollinated seed/s per panicle.

In Cross Sahne Yöntemleri<em&gt; Setaris viridis&#39;in</emOtlar için&gt; Yeni Bir Model Sistemi

Setaria viridis is an emerging model system for C4 grasses. It is closely related to the bioenergy feed stock switchgrass and the grain crop foxtail ...

Çevre

Administering and Detecting Protein Marks on Arthropods for Dispersal Research

Monitoring arthropod movement is often required to better understand associated population dynamics, dispersal patterns, host plant preferences, and other ecological interactions. Arthropods are usually tracked in nature by tagging them with a unique mark and then re-collecting them over time and space to determine their dispersal capabilities. In addition to actual physical tags, such as colored dust or paint, various types of proteins have proven very effective for marking arthropods for ecological research. Proteins can be administered internally and/or externally. The proteins can then be detected on recaptured arthropods with a protein-specific enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Here we describe protocols for externally and internally tagging arthropods with protein. Two simple experimental examples are demonstrated: (1) an internal protein mark introduced to an insect by providing a protein-enriched diet and (2) an external protein mark topically applied to an insect using a medical nebulizer. We then relate a step-by-step guide of the sandwich and indirect ELISA methods used to detect protein marks on the insects. In this demonstration, various aspects of the acquisition and detection of protein markers on arthropods for mark-release-recapture, mark-capture, and self-mark-capture types of research are discussed, along with the various ways that the immunomarking procedure has been adapted to suit a wide variety of research objectives.

Proteins are often used to mark arthropods for dispersal research. Methods for administering internal and external protein marks on arthropods are demonstrated. Protein mark detection techniques, either through indirect or sandwich enzyme-linked immunosorbent assays (ELISAs), are also illustrated.

Yönetme ve Dağılma Araştırma Arthropodlara Protein Marks algılama

Monitoring arthropod movement is often required to better understand associated population dynamics, dispersal patterns, host plant preferences, and other ...

Choice and No-Choice Assays for Testing the Resistance of A. thaliana to Chewing Insects

Larvae of the small white cabbage butterfly are a pest in agricultural settings. This caterpillar species feeds from plants in the cabbage family, which include many crops such as cabbage, broccoli, Brussel sprouts etc. Rearing of the insects takes place on cabbage plants in the greenhouse. At least two cages are needed for the rearing of Pieris rapae. One for the larvae and the other to contain the adults, the butterflies. In order to investigate the role of plant hormones and toxic plant chemicals in resistance to this insect pest, we demonstrate two experiments. First, determination of the role of jasmonic acid (JA - a plant hormone often indicated in resistance to insects) in resistance to the chewing insect Pieris rapae. Caterpillar growth can be compared on wild-type and mutant plants impaired in production of JA. This experiment is considered "No Choice", because larvae are forced to subsist on a single plant which synthesizes or is deficient in JA. Second, we demonstrate an experiment that investigates the role of glucosinolates, which are used as oviposition (egg-laying) signals. Here, we use WT and mutant Arabidopsis impaired in glucosinolate production in a "Choice" experiment in which female butterflies are allowed to choose to lay their eggs on plants of either genotype. This video demonstrates the experimental setup for both assays as well as representative results.

Plant resistance to chewing insect herbivores can be tested in several ways. Here, we demonstrate how to set-up a choice and a no-choice experiment with the model plant Arabidopsis thaliana to identify resistance against the pest species Pieris rapae.

Çiğneme Böcekler A. thaliana Direnç Test seçimi ve No-Choice Tahliller

Larvae of the small white cabbage butterfly are a pest in agricultural settings. This caterpillar species feeds from plants in the cabbage family, which ...

Biyoloji

In Vitro Rearing of Solitary Bees: A Tool for Assessing Larval Risk Factors

Although solitary bees provide crucial pollination services for wild and managed crops, this species-rich group has been largely overlooked in pesticide regulation studies. The risk of exposure to fungicide residues is likely to be especially high if the spray occurs on, or near host plants while the bees are collecting pollen to provision their nests. For species of Osmia that consume pollen from a select group of plants (oligolecty), the inability to use pollen from non-host plants can increase their risk factor for fungicide-related toxicity. This manuscript describes protocols used to successfully rear oligolectic mason bees, Osmia ribifloris sensu lato, from egg to prepupal stage within cell culture plates under standardized laboratory conditions. The in vitro-reared bees are subsequently used to investigate the effects of fungicide exposure and pollen source on bee fitness. Based on a 2 &#215; 2 fully crossed factorial design, the experiment examines the main and interactive effects of fungicide exposure and pollen source on larval fitness, quantified by prepupal biomass, larval developmental time, and survivorship. A major advantage of this technique is that using in vitro-reared bees reduces natural background variability and allows the simultaneous manipulation of multiple experimental parameters. The described protocol presents a versatile tool for hypotheses testing involving the suite of factors affecting bee health. For conservation efforts to be met with significant, lasting success, such insights into the complex interplay of physiological and environmental factors driving bee declines will prove to be critical.

In Vitro Rearing of Solitary Bees: A Tool for Assessing Larval Risk Factors

Fungicide sprays on flowering plants may expose solitary bees to high concentrations of pollen-borne fungicide residues. Using laboratory-based experiments involving in vitro-reared bee larvae, this study investigates the interactive effects of consuming fungicide-treated pollen derived from host and non-host plants.

Vitro Yalnız arı yetiştirme: larva Risk faktörleri değerlendirmek için bir araç

Although solitary bees provide crucial pollination services for wild and managed crops, this species-rich group has been largely overlooked in pesticide ...

Comparative Karyotype Analysis of Lycoris aurea Herb Populations Using Fluorochrome Banding and 45S and 5S rDNA-FISH

To understand karyotype variation in eight populations, detailed karyotypes were meticulously established using chromosomal measurements, fluorescence bands, and rDNA FISH signals. The number of 45S rDNA sites varies from one to five pairs per population, with the most common number per karyotype being four pairs. The 45S rDNA locus is predominantly located in the short arms and terminal regions of chromosomes, while the 5S rDNA locus is found mainly in the short arm and the terminal or proximal regions. Populations HBWF, HNXN, HBBD, and HNZX showed a similar distribution of 45S rDNA sites, as did GXTL, HBFC, and SCLS, indicating a close relationship between populations with similar 45S rDNA site distributions. The karyotypes of all studied populations are symmetrical, comprising stable and metastable centromeres or exclusively stable centromeres. Scatter plots of MCA and CVCL effectively distinguish their karyotypic structures. The analysis includes six quantitative parameters (x, 2n, TCL, MCA, CVCL, CVCI). Additionally, the results indicate that PCoA based on these six parameters is a robust method for determining biological karyotype relationships among the eight populations. The chromosome number in Lycoris populations is x = 6-8. Based on the current study and literature, genomic differentiation of these populations is discussed in terms of genome size, heterochromatin, 45S and 5S rDNA sites, and karyotype asymmetry.

This protocol investigates the heterochromatin distribution in eight populations of Lycoris aurea (L&#8242;Her) Herb, using combined PI and DAPI chromosome staining, fluorescence in situ hybridization (FISH) with 18S-5.8-26S rRNA gene regions (45S rDNA regions), and 5S ribosomal DNA probes.

To understand karyotype variation in eight populations, detailed karyotypes were meticulously established using chromosomal measurements, fluorescence ...

Genetik

Evaluating the Effect of Pesticides on the Larvae of the Solitary Bees

Current ecological risk assessments of pesticides on pollinators have primarily considered only laboratory conditions. For the larvae of solitary bees, ingestion of provisions contaminated with pesticides may increase the mortality rate of the larvae, decrease the collection rate and the population of adult solitary bees in the next year from a demographic perspective. But there are limited studies on the effects of pesticides on the larvae of solitary bees. Therefore, understanding how pesticides influence the larvae of solitary bees should be considered an integral part of pesticide ecological risk assessment. This study presents a method to expose the larvae of solitary bee, Osmia excavata, to lethal or sublethal doses of pesticide, tracking larval weight gain, developmental duration, eclosion ability, and food consumption efficiency conversion of ingested food. To demonstrate the effectiveness of this method, the larvae of O. excavata were fed with provisions containing acute lethal and sublethal doses of chlorpyrifos. Then, the above indexes of the treated larvae were investigated. This technique helps to predict and mitigate the risk of pesticides to pollinators.

The present protocol explains a method to feed pesticide-contaminated provisions to the larvae of the solitary bees, Osmia excavata. The procedure examines the ecotoxicity of the pesticide to the larvae of the solitary bees.

Pestisitlerin yalnız arıların larvaları üzerindeki etkisinin değerlendirilmesi

Current ecological risk assessments of pesticides on pollinators have primarily considered only laboratory conditions. For the larvae of solitary bees, ...

Biyokimya

Establishing Pollination Requirements in Japanese Plum by Phenological Monitoring, Hand Pollinations, Fluorescence Microscopy and Molecular Genotyping

The Japanese plum cultivars commonly grown are interspecific hybrids derived from crosses between the original Prunus salicina with other Prunus species. Most hybrids exhibit gametophytic self-incompatibility, which is controlled by a single and highly polymorphic S-locus that contains multiple alleles. Most cultivated hybrids are self-incompatible and need pollen from a compatible donor to fertilize their flowers. Establishing pollination requirements in Japanese plum is becoming increasingly important due to the high number of new cultivars with unknown pollination requirements. In this work, a methodology for the determination of pollination requirements in Japanese plum-type hybrids is described. Self-(in)compatibility is determined by hand-pollinations in both the field and in the laboratory, followed by monitoring pollen tube elongation with fluorescence microscopy, and also monitoring fruit maturation in the field. Selection of pollinizer cultivars is assessed by combining the identification of S-genotypes by PCR analysis with the monitoring of flowering time in the field. Knowing the pollination requirements of cultivars facilitates the selection of cultivars for the design of new orchards and allows the early detection of productivity problems related with pollination deficiency in established orchards.

A methodology for the determination of pollination requirements in Japanese plum-type hybrids is described, which combines field- and laboratory-pollinations and observations of pollen tubes under the fluorescence microscopy with the identification of S-genotypes by PCR and the monitoring of flowering for the selection of pollinizers.

Fenolojik İzleme, El Tozlaşmaları, Floresan Mikroskopisi ve Moleküler Genotipleme ile Japon Eriğinde Tozlaşma Gereksinimlerinin Oluşturulması

The Japanese plum cultivars commonly grown are interspecific hybrids derived from crosses between the original Prunus salicina with other Prunus species. ...

Gelişim Biyolojisi

Deploying Community Scientists to Conduct Nondestructive Genetic Sampling of Rare Butterfly Populations

Global insect declines continue to accelerate. Effective genetic sampling is critically needed to advance the understanding of many taxa and address existing knowledge gaps. This protocol represents a demonstrated method for nondestructively sampling rare butterflies for population genetic structure or DNA barcoding analyses. It uses the chorion of hatched butterfly ovae to yield sufficiently high quantity and quality DNA for successful gene sequencing to confirm species identity and quantify genetic variation. It may be particularly useful when other tissue sampling techniques are impractical or unavailable. While developed for a lepidopteran, it nonetheless could easily be adapted for use with other insect species. It was specifically designed with ease of use as a goal to help maximize broad implementation by individuals of varying experience and skill levels, such as community scientists, conservation practitioners, and students, and for use over large geographic areas to facilitate broad population sampling. The data generated can help inform taxonomic and listing decisions, conservation and management actions, and enhance basic ecological research.

Here, we present a straightforward protocol for noninvasive genetic sampling of butterfly populations based on the field collection of residual egg debris. It can be used to confirm species identity and quantify genetic variation. This protocol can be easily adapted to broader groups for community science involvement.

Nadir Kelebek Popülasyonlarının Tahribatsız Genetik Örneklemesini Yapmak için Topluluk Bilim Adamlarını Görevlendirmek

Global insect declines continue to accelerate. Effective genetic sampling is critically needed to advance the understanding of many taxa and address ...

Determination of Self-(In)compatibility and Inter-(In)compatibility Relationships in Citrus Using Manual Pollination, Microscopy, and S-Genotype Analyses

Citrus uses S-RNase-based self-incompatibility to reject self-pollen and, therefore, requires nearby pollinizer trees for successful pollination and fertilization. However, identifying suitable varieties to serve as pollinizers is a time-consuming process. To solve this problem, we have developed a rapid method for identifying pollination-compatible citrus cultivars that utilizes agarose gel electrophoresis and aniline blue staining. Pollen compatibility is determined based on the identification of S genotypes by extracting total DNA and performing PCR-based genotyping assays with specific primers. Additionally, styles are collected 3-4 days after manual pollination, and aniline blue staining is performed. Finally, the growth status of the pollen tubes is observed with a fluorescence microscope. Pollen compatibility and incompatibility can be established by observing whether the pollen tube growth is normal or suppressed, respectively. Due to its simplicity and cost-effectiveness, this method is an effective tool for determining the pollen compatibility and incompatibility of different citrus varieties to establish incompatibility groups and incompatibility relationships between different cultivars. This method provides information essential for the successful selection of suitable pollinizer trees and, thus, facilitates the establishment of new orchards and the selection of appropriate parents for breeding programs.

Determination of Self-Incompatibility and Inter-Incompatibility Relationships in Citrus Using Manual Pollination, Microscopy, and S-Genotype Analyses

This protocol provides a rapid method for determining pollen compatibility and incompatibility in citrus cultivars.

Manuel Polinasyon, Mikroskopi ve S-Genotip Analizleri Kullanılarak Narenciyede Kendini-(In)uyumluluk, Uyumluluk-(In)uyumluluklarının ve Inter-(In)uyumluluklarının belirlenmesi

Citrus uses S-RNase-based self-incompatibility to reject self-pollen and, therefore, requires nearby pollinizer trees for successful pollination and ...

https://cloudfront.jove.com/CDNSource/teasers/65056.jpg

Lahana Beyaz Kelebeklerinde Yapay Yetiştirme ve Ağır Metal Toleransı

Rearing the Cabbage White Butterfly (Pieris rapae) in Controlled Conditions: A Case Study with Heavy Metal Tolerance

The cabbage white butterfly (Pieris rapae) is an important system for applied pest control research and basic research in behavioral and nutritional ecology. Cabbage whites can be easily reared in controlled conditions on an artificial diet, making them a model organism of the butterfly world. In this paper, a manipulation of heavy metal exposure is used to illustrate basic methods for rearing this species. The general protocol illustrates how butterflies can be caught in the field, induced to lay eggs in greenhouse cages, and transferred as larvae to artificial diets. The methods show how butterflies can be marked, measured, and studied for a variety of research questions. The representative results give an idea of how artificial diets that vary in components can be used to assess butterfly performance relative to a control diet. More specifically, butterflies were most tolerant to nickel and least tolerant to copper, with a tolerance of zinc somewhere in the middle. Possible explanations for these results are discussed, including nickel hyper-accumulation in some mustard host plants and recent evidence in insects that copper may be more toxic than previously appreciated. Finally, the discussion first reviews variations to the protocol and directions for troubleshooting these methods, before considering how future research might further optimize the artificial diet used in this study. Overall, by providing a detailed video overview of the rearing and measurement of cabbage whites on artificial diets, this protocol provides a resource for using this system across a wide range of studies.

Yazar Gündemi: Lahana Kelebeklerinin Kentsel Kirleticilere Toleransının Araştırılması 

This paper presents a detailed protocol for rearing the cabbage white butterfly in controlled lab conditions with an artificial diet, which allows precise manipulations of early-life nutrition and toxin exposure. The representative results show how heavy metal toxicity can be assayed with this protocol.

Lahana Beyaz Kelebeğinin (Pieris rapae) Kontrollü Koşullarda Yetiştirilmesi: Ağır Metal Toleranslı Bir Vaka Çalışması

The cabbage white butterfly (Pieris rapae) is an important system for applied pest control research and basic research in behavioral and nutritional ...

Tozlaşma Ekoloji Saha Deneyleri: Örneği

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

In Cross Sahne Yöntemleri