コナジラミを使用した送信植物ウイルス
2013年11月8日
の我々の理解と昆虫透過植物ウイルスの多くを管理する当社の能力を改善することは、ベクトルを使用する必要があります。植物ウイルスの昆虫送信がtritrophic相互作用であり、そのようなものとして昆虫、ウイルス、プラントの操作を必要とする。ベクターは、大量に飼育や植物をテストするために、伝送率の高さを確保するような方法で操作する必要があります。コナジラミを飼育し、操作の基本、 Bemisaコナジラミ（半翅目：コナジラミ）、経済的に重要なウイルスの大多数を代表するいくつかの新たな植物ウイルス属に属する植物ウイルスのベクターは、提示される。
次の実験の全体的な目標は、コナジラミを使用して植物ウイルスを感染させることです。これは、新たに出現した成虫のコナジラミを毎週供給するコナジラバエのコロニーを確立し維持することによって達成されます。コナジラミは、他の潜在的なベクターや病原体に汚染されていません。コロニーは、新しい成虫が生産される昆虫のいない若い植物に定期的に白いハエを追加することによって維持されます。
毎週17〜20日後、新たに出現した成体は、ウイルス感染を獲得または感染させるために試験工場に移すことができます。通常、100%近くの効率が得られ、伝送速度は通常、低く始まり、体系的な最適化によって上昇します。コナジラミを使ってウイルスを接種する上で最も難しいのは、不要な病原体や昆虫を排除するようにコナジラミを飼育することです。
病原体、特に根腐れ菌や葉枯れ病は、ウイルス宿主植物の品質を低下させます。古着などの不要な昆虫は、コナジラミの繁殖を抑制するだけでなく、ウイルス宿主植物の品質を損なう可能性があります。手順を実演するのは、私の研究室の技術者であるヘザー・キャパ・ビアンコです。
コナジラミのコロニーは、清潔で制御された成長室で維持する必要があります。相対湿度、温度、写真撮影期間、および光強度の制御は、卵から成虫に18日で成長するコロニーにとって不可欠です。温度は摂氏26度から30度の間に設定する必要があり、相対湿度は理想的には30〜50%の間に設定する必要があります相対湿度が70%を超えると、昆虫や植物の真菌病原体が問題になる可能性があります。
理想的な撮影期間は14時間です。光の強度はかなり高いはずで、VHO蛍光電球は植物の天蓋で800〜1000フィートのキャンドルを生成できます。肥料の量と水やりも、真菌の病原体を阻止するために減らす必要があります、また、塩の蓄積 Whitelyケージは、換気、アクセスの容易さ、および増加するWhitelyの人口のための十分なスペースを可能にする必要があります。
オルガンオーガンザとアルミニウムのスクリーニング、および植物の種のスクリーニングは重要な考慮事項です。まず、成長が速く、チャンバーが成長しすぎないようにする必要があります。第二に、植物は崩壊することなく高い昆虫の個体数を支えるのに十分な強度を持っている必要があります。
これらの理由から、矮性または低木の栽培品種は良い植物の選択をします。第三に、植物は、育てられるコロニーの種類に応じて、使用されているウイルスを宿主とすることができるか、または宿主できないかのどちらかでなければなりません。コロニーはダニ、THP、野生のコナジラミ、またはその他の侵略的な昆虫によって崩壊する可能性があるため、選択した栽培品種は、他の昆虫を排除するために保護された環境で栽培する必要があります。
新しいコロニーの最初のコナジラミは、植物ウイルス、他の昆虫、昆虫病原体がなくてもなければなりません。野外からコナジラミが採取された場合は、この期間中にウイルスの宿主ではない植物で少なくとも8週間飼育し、植物の症状がないことを確認します。きれいなコナジラミが得られたら、吸引するか、別の供給源植物からそれらを静かに振って、植物のケージに20〜100個を導入します。
毎週、新しいケージを設置する必要があります。最初の3週間は、ST以外の植物にコナジラミを使用して、新しいケージを確立します。4週目から、生後3週間のケージから若い成虫のコナジラミを使用して、次のケージを確立します。
ケージでの最初の1週間、コナジラミは植物の葉の表面の下側に卵を産みます。2週目には、未成熟のコナジラバエが明らかになり、成虫の一部はまだ生きています。3週目には、多くの新しい成虫のコナジラミが出現し、成虫のコナジラミの個体数が非常に顕著に増加するはずです。
これらのコナジラミは、感染実験に使用することができます。4週目には、生後1週間の成体を新しいケージに移す必要があります。古いケージは取り外し、その植物は廃棄する必要があります。正確。
コナジラミの穏やかな移動は、吸引装置と収集バイアルで達成され、吸引することはありません。白いスタイルを与えるときに植物を食べているコナジラミは植物に埋め込まれており、植物から引き離されると壊れます。コナジラミを片手でコナジラミを集めるのに役に立たなくし、もう一方の手でコロニーケージ内に黄色のプラスチックガードを保持します。
植物をそっと軽くたたいて、成虫のコナジラミが飛ぶように促します。白いハエは、収集できるイエローカードに引き寄せられます。吸引器と非常に穏やかな吸引を使用して、各コレクションバイアルに20匹以下の白いハエを追加します。
次に、バイアルをタップしてハエの方向を失わせ、バイアルをparamでキャップします。ウイルス感染を成功させるには、ウイルスと宿主植物に応じて、ウイルスに感染した植物から健康な植物まで、15〜40人の若年成人を試してみてください。耐性スクリーニングなどの他のプロトコルでは、より多くのスターター集団が必要です。
この場合、接種が必要な植物の上にコナジラミが蔓延しているウイルス感染した植物を振ってください。コナジラミをウイルスに感染した植物に置いたら、48〜72時間餌を与えて、持続的に感染するウイルスを獲得します。通常、時間が長くても、非持続性または精通した持続性で感染するウイルスの感染率は増加しません。
特定の葉からの取得が必要な実験には、1時間から1日という短い取得アクセス時間で十分です。クリップケージは、葉の下側にアクセスできるようにケージを設定し、直径2.5センチメートルのケージあたり10匹以上のメスのコナジラバエを使用しないようにすることができます。植物接種には、植物の数を考慮して適切なケージを選択してください。
たとえば、あるプラントでは、複数のプラントに対して、それ自体よりわずかに大きい小さなケージのみが必要であり、より小さなPVCチューブ、フレーム付きケージ、またはより大きなアルミニウムフレームケージのいずれかを選択します。植物のキャノピーの周りのスペースが小さいほど良いです。コナジラミが新しい植物に追加されると、接種に必要な時間はウイルスと宿主植物によって異なります。
取得と同様に、伝送に必要な時間は伝送の方法によって異なります。非パーシステント伝送では、セミパーシステント伝送やパーシステント伝送よりもはるかに短いアクセス時間が必要です。接種アクセス期間中にコナジラミが探っているか、餌を食べていることを確認してください。
ケージを開けて、各植物のいくつかの葉の下側を調査します。より長い接種のために。アクセス期間は、定期的に植物を穏やかに乱し、植物に再分配するように促します。
これにより、コナジラミが集まって接種期間を終了させる自然な傾向に対抗することにより、感染率が向上します。2つの殺虫剤を次々に塗布してコナジラミを殺します。まず、殺虫石鹸などのコナジラミの成虫を迅速に駆除するために、接触式殺虫剤を塗布します。
次に、全身性殺虫剤を適用して、次の数週間で発生するコナジラミを終了します。そして、残りの成体は放出し、乾燥またはピラジンが効果的な選択です。これらの手順を使用して、100%のウイルス感染率を日常的に取得することが可能です。このような高い感染率は、ウイルス耐性について試験プラントをスクリーニングする際に不可欠であり、ウイルス感染を妨害する能力について化合物の有効性を評価するときに望ましいです。
このビデオを見た後、コナジラミを飼育し、それらを使用して植物ウイルスを感染させる方法についてよく理解しているはずです。これらの手順は、ウイルス耐性植物の研究目的や商業開発、またはウイルス感染を妨害する化合物の試験に使用できます。
概要
この研究は、アオバエ、Bemisia tabaci を用いた植物ウイルスの伝達に焦点を当てています。試験植物へのウイルスの高い伝達率を確保するために、管理された環境下でアオバエを飼育する手法を詳細に説明しています。
主要な研究構成要素
科学分野
- 植物ウイルス学
- 昆虫ベクター管理
- 昆虫学
背景
- 植物ウイルスの昆虫伝達には、昆虫、ウイルス、植物間の複雑な相互作用が含まれます。
- アオバエは、経済的に重要な様々な植物ウイルスの重要なベクターです。
- 成功したウイルス伝達には、アオバエのコロニーの慎重な管理が必要です。
- 病原体や他の昆虫による汚染は実験の質を損なう可能性があります。
研究目的
- ウイルス伝達実験用のアオバエ飼育の効果的な方法を確立すること。
- 試験植物への高いウイルス伝達率のための条件を最適化すること。
- 健康なアオバエコロニーを維持するための手順を示すこと。
使用した方法
- 管理された成長室でのアオバエコロニーの確立。
- 新しく出現した成虫を定期的に試験植物に移すこと。
- 湿度、温度、光などの環境条件のモニタリング。
- アオバエ個体群とウイルス伝達をサポートするための特定の植物品種の使用。
主な結果
- 体系的な最適化により、ほぼ100%の伝達率の効率が達成されました。
- 清潔な状態を維持することで、汚染のリスクが大幅に低減されました。
- アオバエの移送と管理のための特定のプロトコルが確立されました。
- 若い成虫のアオバエを用いて、ウイルスの獲得と伝達の成功が実証されました。
結論
- 効果的なアオバエの飼育と管理は、植物ウイルス伝達研究の成功に不可欠です。
- 管理された環境条件は実験の質と信頼性を高めます。
- 今後の研究は、これらの方法を基に、他の植物-ウイルス-ベクター相互作用を探ることができます。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Establishing reliable whitefly colonies enables consistent plant virus transmission for antiviral compound screening and resistance breeding programs. High-efficiency transmission supports predictive confidence in target validation and mechanistic de-risking of plant-based therapeutic candidates. This method provides a scalable, reproducible system for evaluating virus-host interactions in early discovery workflows.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of virus-host-pathogen interactions to clarify mechanistic pathways in plant virus transmission.
- Operational Value: Supports biological de-risking by providing a controlled vector system for functional target validation.
- Predictive Value: Facilitates portfolio triage through standardized virus inoculation for resistance screening and compound efficacy testing.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for downstream antiviral screening with quantifiable transmission readouts.
- Operational Value: Ensures assay standardization and reproducibility through colony maintenance protocols that minimize variability.
- Scalability: Enables platform reuse and scale-up for high-throughput evaluation of chemical inhibitors or resistant cultivars.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Connects discovery-phase virus transmission studies to preclinical evaluation of resistance traits or antiviral compounds.
- Risk-Adjusted Advancement: Supports go/no-go decisions by demonstrating consistent virus delivery across experimental conditions.
- Mechanistic De-risking: Focuses on predictive value in understanding transmission efficiency determinants for antiviral development.
Pipeline & Workflow Integration
Positions whitefly-mediated virus transmission as a discovery-to-preclinical enabling technology for antiviral target validation and resistance mechanism elucidation.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of virus acquisition and inoculation mechanisms through controlled vector exposure.
- Screening: Delivers assay-ready systems with high transmission efficiency for reliable compound or genotype evaluation.
- Analytics: Provides quantitative transmission rate outputs that allow comparison of antiviral efficacy or resistance penetrance.
- Translational Research: Bridges early discovery to preclinical validation by ensuring virus delivery consistency in resistance breeding pipelines.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable vector platform applicable across multiple virus-host systems in agricultural biotechnology.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Enhances predictive confidence in target validation by reducing mechanistic ambiguity in virus transmission studies.
- Operational Value: Delivers standardization, reproducibility, and scalability through defined colony maintenance and transfer protocols.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision-making and capital efficiency by lowering biological risk in antiviral screening campaigns.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of resistance traits or compounds based on consistent virus challenge data.
Implementation Considerations
- Requires expertise in entomology, plant virology, and sterile technique for colony integrity.
- Depends on controlled growth rooms with precise temperature, humidity, lighting, and ventilation controls.
- Necessitates cross-team standardization of whitefly handling, aspiration, and transfer procedures.
- Involves adaptation considerations for different virus-host combinations and whitefly biotypes.
- Includes practical limitations such as exclusion of pathogens, parasitoids, and competing insects to maintain colony fidelity.
