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Methodenartikel

Identifizierung kritischer Bedingungen für die Immunfärbung in der Erbsenblattlaus Embryos: Erhöhung Gewebepermeabilität und abnehmender Hintergrundfärbung

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DOI:

10.3791/53883

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2. Februar 2016

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In diesem Artikel

Zusammenfassung

Es wird ein Protokoll der Ganzbett-Immunfärbung an Blattlausembryonen vorgestellt, in dem kritische Bedingungen für die Verringerung der Hintergrundfärbung und die Erhöhung der Gewebepermeabilität behandelt werden. Diese Bedingungen wurden speziell für den effektiven Nachweis der Proteinexpression im embryonalen Gewebe von Blattläusen entwickelt.

Zusammenfassung

Die Erbsenblattlaus Erbsenlaus, mit einem sequenzierten Genoms und reichlich phänotypische Plastizität, hat sich zu einem aufstrebenden Modell für genomische und Entwicklungsstudien. Wie andere Blattläuse, A. Pisum ausbreiten schnell über parthenogenetic viviparous Vervielfältigung, in denen die Embryonen im Ei Kammern in einem Fließband in der Ovariole. Bisher haben wir eine robuste Plattform von ganzen-mount in situ Hybridisierung ermöglicht Detektion von mRNA-Expression in den Blattlaus Embryonen etabliert. Zur Analyse der Expression von Protein, obwohl, etablierten Protokolle für die Immunfärbung der Ovariolen der asexuellen viviparous Blattläuse nicht zu befriedigenden Ergebnissen. Bedingungen für die Erhöhung der Gewebepermeabilität und Verringern der Hintergrundfärbung, die beide Probleme bei der Anwendung von etablierten Ansätzen optimiert berichten wir hier. Optimierungen umfassen: (1) Inkubation mit Proteinase K (1 ug / ml, 10 min), die wesentlich f gefunden wurdeoder Antikörper-Penetration in mittleren und späten Stadium Blattlaus Embryonen; (2) Austausch von normalem Ziegenserum / Rinderserumalbumin mit einem Blockierungsreagenz durch eine Digoxigenin (DIG) geliefert -basierte Puffer gesetzt und (3) Anwendung von Methanol statt Wasserstoffperoxid (H 2 O 2) zum Bleichen von endogenen Peroxidase; welche deutlich reduziert die Hintergrundfärbung in der Blattlaus Gewebe. Diese kritischen Bedingungen für die Immunfärbung optimiert werden effektive Erkennung von Genprodukten in den Embryonen von A. Pisum und andere Blattläuse zu ermöglichen.

Einleitung

Blattläuse sind hemipteran Insekten mit kleinen (1-10 mm) weichen Körper. Sie ernähren sich von Pflanzen durch das Saugen Phloemsaft mit stechenden Mundwerkzeuge. Darüber hinaus setzen sie auf eine obligate Endosymbionten Bakterium, Buchnera aphidicola, um essentiellen Aminosäuren, die einen Mangel an der Phloemsaft Ernährung sind zu synthetisieren. Blattläuse haben einen komplexen Lebensgeschichte, die parthenogenetic viviparous Reproduktion im Frühjahr und Sommer Langtagsphotoperioden und sexuelle oviparous Wiedergabe durch Kurztagsphotoperioden, in denen sie eine begrenzte Anzahl von überwinternden Eiern 1,2 lag ausgelöst umfa....

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Protokoll

1. Kultur der Blattläuse

. HINWEIS: Der Laborstamm des parthenogenetic viviparous Erbsenblattlaus A pisum wurde ursprünglich in der Zentral-Taiwan gesammelt und hat sich auf Wirtspflanzen (der Gartenerbse Pisum sativum oder Saubohne Vicia faba) unter Langtagsphotoperiode für mehr als 300 Generationen erzogen worden (einer Generation: ~ 10 Tage).

  1. Keimung von Samen
    1. Weichen Sie die Samen der Wirtspflanzen in Leitungswasser für 3-5 Tage bei RT. Nachfüllen mit frischem Wasser einmal pro Tag.
      HINWEIS: Alternativ setzen Samen der Wirtspflanzen direkt in feuchten Boden kann die Keimung sowie zu induzieren....

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Ergebnisse

In dieser Studie, führten wir ganze-mount Immunfärbung an Embryonen der asexuellen Erbsen Blattläuse (Abbildung 1A). Diese weibliche Nachkommen zu produzieren parthenogenetisch und lebendgebärender. Diese weibliche Embryonen im Ei Kammern der Eierstock-Tubuli (Ovariolen) (Abbildung 1B und 2A). Vor der Mikroskopie, die seziert Ovariolen sind die Färbung Ziele; jedoch wird die Trennung Eikammern zur Beobachtung von Embryonen unter einem Mi.......

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Diskussion

Wir identifizierten optimalen Bedingungen für eine erfolgreiche Immunfärbung in der Erbsenblattlaus A. Pisum, ein aufstrebendes Modellorganismus für genomische und Entwicklungsstudien 3,15. Optimierten Bedingungen für die Erhöhung der Gewebepermeabilität und Reduzieren der Hintergrundfärbung verstärkt die Intensität und Spezifität von Signalen. Sie unterscheiden sich von Standardprotokollen für die Immunfärbung in anderen Tiermodellen in den Schritten zum Erzeugen von Poren in Zellmembranen .......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Danksagungen

Wir danken Chau-Ti Ting (Fly Core in Taiwan) für die Bereitstellung des monoklonalen 4D9-Antikörpers, Technology Commons (TechComm) vom College of Life Science NTU für die konfokale Mikroskopie, Hsiao-Ling Lu für das Korrekturlesen des Manuskripts und Chen-yo Chung für die Unterstützung bei den Dreharbeiten. CC dankt insbesondere Charles E. Cook für die strategischen Vorschläge und die kritische Bearbeitung des Manuskripts. Diese Arbeit wurde vom Ministerium für Wissenschaft und Technologie (101-2313-B-002-059-MY3 und 104-2313-B-002-022-MY3 für GWL und CC) und der National Taiwan University (NTU-CESRP 101R4602D3 für CC; 103R4000 für GWL) unterstützt.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
30% Wasserstoff-Perxidase (H2O2)Sigma-Aldrich18304Zum Bleichen der endogenen Peroxidase von Embryonen.
4' 6-Diamidino-2-phenyl-indol-dihydrochlorid (DAPI)Sigma-AldrichD9542Zur Markierung der Doppelstrang-DNA. GIFTIG. Tragen Sie Handschuhe, geben Sie in kleine Aliquots und feeze, um die Exposition zu minimieren
4D9 anti-engrailed/invected Maus monoklonale AntikörperEntwicklungsstudien Hybridom BankAB_528224Zur Markierung der sich entwickelnden Segmente des Embryos.
ApVas1 polyklonaler Kaninchen-AntikörperUnser LaborN/AZur Markierung des Keimbahn-spezifischen Vas1-Proteins der Blattlaus in Embryonen. Dieser Antikörper wurde von unserem Labor hergestellt.
Austerlitz InsektenstifteENTOMORAVIAN/AZum Trennen jeder Eikammer von einer Eierzelle. Größe 000, SCHWARZ EMAILLIERT.
Rinderserumalbumin (BSA)Sigma-Aldrich9048-46-8Zur Blockierung der unspezifischen Bindung von Antikörpern.
Kamera verbunden mit VerbundmikroskopCanonEOS 5DZum Fotografieren von Blattlausembryonen.
Kolorimetrisches 8-Zellen-TablettKartell Labware357Zur Entwicklung des Färbesignals von Blattlausembryonen. Durchmesser 95 x 57 mm, Zellentiefe 2 mm.
Durchlichtmikroskop mit DIC-OptikLeica MicrosystemsDMRZum Fotografieren von Blattlausembryonen, die auf den Objektträgern montiert sind.
DIG Wash and Block Buffer SetSigma-Aldrich (Roche)11585762001Zur Blockierung der unspezifischen Bindung von Antikörpern. Wir haben die 10x Blockierungslösung in 1x als Blockierungsreagenz verdünnt.
PinzetteIdeal-tekN/AZum Sezieren von Eierstöcken von Blattläusen. Hersteller-Nr. 5: 5 SA. 
GlastropferN/AN/AZum Übertragen von Eierstöcken von Blattläusen von der Slotplatte auf die Röhrchen. 150 mm Gesamtlänge und 5 3/4" Spitzenlänge.
GlycerolSigma-AldrichG5516Zur Reinigung von Blattlausembryonen und zur Montage.
GlycinBioshopN/AZur Blockierung der Enzymaktivität der Proteinase K (PK).
Ziegen-Anti-Maus-IgG-konjugiertes Alexa Fluor 488InvitrogenA11017Zum Nachweis von Primärantikörpern aus der Maus.
Ziegen-Anti-Kaninchen-IgG-konjugiertes Alexa Fluor 633InvitrogenA21072Zum Nachweis von Primärantikörpern von Kaninchen.
Intelli MischerELMI LaborgerätRM-2MZur Verbesserung der gründlichen Reaktion von Reagenzien mit den Eierstöcken.
Konfokale Laserscanning-MikroskopieLeica MicrosystemsSP5Zum Fotografieren von Blattlausembryonen, die auf Objektträgern mit florecent Etikett montiert sind.
Methanol Burdick und JacksonAH2304Zum Bleichen der endogenen Peroxidase von Embryonen.
Objektträger Thermowissenschaftliche10143560Für die Einbettung von Embryonen. SUPERFROST geschliffene Kanten, ca./env. 76 x 26 mm.
Mikroskop AbdeckbrilleMarienfeld0101030Zum Befestigen von Embryonen auf den Objektträgern. Größe 18 x 18 mm. Dicke Nr. 1 (0,13 bis 0,16 mm)
Mikroskop DeckglasMarienfeld0101050Zum Befestigen von Embryonen auf den Objektträgern. Größe 22 x 22 mm. Dicke Nr. 1 (0,13 bis 0,16 mm)
Monoklonaler Maus-Anti-alphaTubulin-Antikörper (DM1A)Santa Cruz Biotechnologysc-32293Zur Markierung der Verteilung von Alpha-Tubulin in Zellen.
NagellackN/AN/AZum Versiegeln der Deckgläser auf den Objektträgern.
Normales Ziegenserum (NGS)Sigma-AldrichG9023Zur Blockierung der unspezifischen Bindung von Antikörpern.
Paraformaldehyd (PFA)VWRMK262159Zur Fixierung von Blattlaus-Eierstöcken.
Phalloidin-TRITCSigma-AldrichP1951Zur Markierung der Verteilung von F-Aktin auf Embryonen.
Phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS)N/AN/AAls isotonische Lösung für Blattlaus-Eierstöcke.
Pipetteaus Kunststoff N/AN/AZum Transfer der Eierstöcke von Blattläusen von der Tube in die Zellschale. Größe 3 ml. 
Proteinase KMerck124678Zur Schaffung von Poren (Stanzen) auf der Zellmembran und zur Erleichterung des Zugangs von Antikörpern.
Pyrex-SpotplatteN/AN/AFür die Dissektion und Farbreaktionen von Blattlaus-Eierstöcken unter der Mikroskopie. Jeder Hohlraum mit einem Durchmesser von 22 mm und  Tiefe 7 mm.
SIGMAFAST 3,3'-Diaminobenzidin (DAB) TablettenSigma-AldrichD4168Für die Entwicklung von substratierten Signalen. Auch DAB-Peroxidase-Substrat-Tablettenset genannt.
StereomikroskopLeica MicrosystemsEZ4Zum Sezieren und Betrachten von Blattlaus-Eierstöcken.
Triton-X 100Sigma-AldrichT8787Zum Erzeugen von Poren (Stanzen) auf der Zellmembran.
VECTASHIELD Elite ABC Kit (Rabbit IgG)Vector laboratoriesPK-6101Zur Verstärkung des Signals. Einschließlich biotinylierter Ziegen-Anti-Kaninchen-IgG-Sekundärantikörper, A- und B-Reagenzien.
VECTASHIELD EindeckmediumVector laboratoriesH1000Zur Reinigung von Blattlausembryonen und zur Einbettung.

Referenzen

  1. Blackman, R. L. Reproduction, cytogenetics and development. Aphids: their biology, natural enemies. Minks, A. K., Harrewijn, P. , Elsevier Press. Amsterdam. 163-195 (1987).
  2. Davis, G. K. Cyclical parthenogenesis and viviparity in aphids as evolutionary novelties. J. Exp. Zool. 318, 448-459 (2012).....

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Nachdrucke und Genehmigungen

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