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Inhibition of Feeding Behaviors Using Acoustic Stimuli in the Green Peach Aphid, Myzus persicae (Sulzer)

Inhibition of Feeding Behaviors Using Acoustic Stimuli in the Green Peach Aphid, Myzus persicae (Sulzer)
Other Titles
음파자극에 의한 복숭아혹진딧물,Myzus persicae (Sulzer)의 섭식저해 연구
Issue Date
대학원 에코과학부
이화여자대학교 대학원
Living organisms may maintain homeostasis against changes in environmental conditions, and a disturbed state of homeostasis is known as a stress. Sound acts as a stressor in many organisms. The sound stress may cause various behavioral and physiological changes such as increase of tension, avoidance reactions, and suppression of feeding and reproductive activities. In this study, I investigated the effects of acoustic stimuli on the green peach aphid, Myzus persicae (Sulzer). A preliminary study revealed that M. persicae tended to feed consistently and regularly within a given stage. Such a consistent behavior may reflect a state of homeostasis, and thus a change in the feeding behavior may indicate a state of stress. To test whether the acoustic stimulus can act as a stressor in the green peach aphid, I conducted the playback and electrical penetration graph (EPG) experiments. Acoustic stimuli with a combination of five frequency and three intensity levels were used in the playback experiment. Under all acoustic stimuli, honey dew production (HDP) that may indicate a state of feeding occurred less often, and moving (MV) that did not involve feeding occurred more often and longer. The results of two-way multivariate ANOVA showed that the stimulus frequency was a significant factor for variation in aphid behaviors in the playback experiment. However, there was no intensity effect on aphid’s behavior. In the EPG experiment in which specific stages of feeding activity can be determined, the feeding phase decreased and non-feeding phases such as no penetration (NP), pathway, and probing increased in treatment groups. Moreover, the feeding phase was frequently stopped and lasted only for short durations in the treatment groups. The results of the playback and EPG experiments demonstrated that the acoustic stimuli were effective in inducing feeding suppression in this species. Thus, the acoustic stimuli may be a stressor in the green peach aphid. Furthermore, the behavioral model that I used in this study may be used to assess the effect of various stressors in aphids.;대부분 생물들은 외부 환경으로부터 항상성을 유지하며, 이것이 깨어진 상태를 스트레스라 정의한다. 소리는 여러 생물에서 스트레스 요인 중 하나로 알려져 있는데, 소리자극에 의해 생물은 생식활동의 저하, 회피반응, 긴장감의 증가, 섭식 량의 감소 등 여러 스트레스 반응을 보일 수 있다. 나는 본 연구에서 복숭아혹진딧물에 소리자극이 스트레스로 작용하는지 알아보았다. 예비 연구에서 나는 진딧물의 행동표를 구축했고, 그 결과 진딧물은 지속적이고 규칙적으로 섭식행동을 하는 것으로 나타났다. 즉, 이와 같은 행동 특성은 진딧물의 항상성 상태를 반영하며, 자극에 의한 섭식행동의 변화는 스트레스 상태를 나타낼 것이다. 이를 검증하기 위해 나는 행동검정 및 전기를 이용한 침투 그래프 (EPG) 실험을 통해 음파자극이 진딧물의 섭식행동에 미치는 영향을 조사했다. 나는 효과적인 음파자극을 규명하기 위해 5가지 서로 다른 주파수의 소리를 3가지 세기로 조합하여 자극을 처리했다. 음파 재생실험에서 음파자극 처리시 진딧물의 섭식을 반영하는 감로배설 횟수는 감소했고, 이동 량은 증가했다. 이원배치분산분석 결과 음파자극의 주파수는 진딧물의 섭식 행동에 영향을 미치는 유효한 요인으로, 가장 낮은 주파수와 가장 높은 주파수에서 유효한 효과가 나타났다. 이와 달리 소리의 세기는 유효한 효과를 나타내지 않았다. EPG 실험을 통해 진딧물의 특정 섭식단계를 관찰한 결과, 진딧물은 음파자극에 의해 섭식 행동이 줄어들고 비 섭식 행동이 증가했으며, 섭식패턴에도 변화가 나타났다. 즉, 두 실험의 결과는 음파자극이 복숭아혹진딧물에 섭식저해를 일으킴을 입증했으며, 이와 같은 결과는 음파자극이 진딧물에서 스트레스 요인으로 작용할 수 있음을 나타낸다. 나아가 본 연구에서 사용된 모델은 진딧물에서 다양한 스트레스 요인의 평가에 적용 가능할 것으로 생각된다.
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