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Using Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM) for diagnosis of Terebrantia (Thysanoptera)

GND
1205678026
ORCID
0000-0002-0829-1960
Affiliation
Julius Kühn Institute (JKI), Institute for National and International Plant Health, Germany
Becker, Matthias;
GND
105893614X
ORCID
0000-0002-6713-2329
Affiliation
Julius Kühn Institute (JKI), Institute for National and International Plant Health, Germany
Schrader, Gritta;
GND
1139391372
ORCID
0000-0001-8689-4911
Affiliation
Julius Kühn Institute (JKI), Institute for National and International Plant Health, Germany
Hoppe, Björn;
GND
1068481994
ORCID
0000-0003-4825-984X
Affiliation
Julius Kühn Institute (JKI), Institute for National and International Plant Health, Germany
Stein, Frederik;
ORCID
0009-0008-6422-7550
Affiliation
Regierungspräsidium Gießen, Dezernat 51.4 – Pflanzenschutzdienst, Gießen, Germany
Pokoj, Christine;
GND
1238231918
ORCID
0009-0002-3580-4490
Affiliation
Julius Kühn Institute (JKI), Institute for National and International Plant Health, Germany
Feltgen, Stephanie

Thrips, insects from the order Thysanoptera, are often intercepted in consignments sent from third countries into the European Union. Rapid species identification is needed in order to quickly decide, whether phytosanitary measures are required or a pest risk analysis (PRA) has to be performed. Two applications of Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM) are presented here that allow visualizing subtle body structures of selected thrips: (i) fluorescent eyes and (ii) microtrichia. These innovative approaches support the reliable diagnosis of thrips species based on their specific pattern of eye fluorescence caused by different types of ommatidia (the units of a compound eye). A potential species-specific emission pattern provides a useful aid when screening samples prior to detailed morphological analysis. In the best case, the eye fluorescence pattern could be used as an additional diagnostic feature. Only size and number of pigmented ommatidia have yet been considered in existing identification keys. Since a sample is scanned with a laser beam in the CLS microscope, light scattering is minimal, which in turn means that small morphological structures such as microtrichia can be imaged much more accurately. Thus, both CLSM approaches could contribute significantly to facilitating the challenging morphological diagnosis of the tiny thrips.

An Sendungen aus Drittländern in die EU werden häufig Thripse, Insekten der Ordnung Thysanoptera, beanstandet. Um zu entscheiden, ob phytosanitäre Maßnahmen erforderlich sind, oder ob eine pflanzengesundheitliche Risikoanalyse durchgeführt werden muss, ist eine rasche morphologische Artbestimmung erforderlich. Es werden hier zwei Anwendungen der konfokalen Laser-Scanning-Mikroskopie (CLSM) vorgestellt, die es ermöglichen, kleine Körperstrukturen von Thripsen zu visualisieren: (i) fluoreszierende Augen und (ii) Mikrotrichia. Diese innovativen Ansätze helfen, Thripsarten anhand ihres spezifischen Musters der Augenfluoreszenz, welches durch verschiedene Arten von Ommatidien (Einzelaugen) verursacht wird, zuverlässig zu diagnostizieren. Ein Screening nach potenziell artspezifischen Emissionsmustern könnte den detaillierten morphologischen Analysen vorausgehen. Im besten Fall könnte das Augenfluoreszenzmuster als diagnostisches Merkmal verwendet werden. In der Bestimmungsliteratur findet bisher lediglich die Größe und Anzahl pigmentierter Ommatidien Berücksichtigung. Da eine Probe im CLS-Mikroskop mit einem Laserstrahl gerastert wird, ist die Lichtstreuung minimal. Morphologisch charakteristische Merkmale geringer Größe wie bspw. Mikrotrichia können viel akkurater abgebildet werden. Somit könnten beide CLSM-Ansätze einen wertvollen Beitrag leisten, die herausfordernde morphologische Diagnose der winzig kleinen Thripse zu erleichtern.

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