In de afgelopen decennia hebben begomovirussen (geslacht Begomovirus, familie Geminiviridae)ernstige schade toegebracht aan de productie van vele plantaardige, vezel- en siergewassen wereldwijd1. Begomovirussen worden op een hardnekkige manier overgedragen door de witte vlieg Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae), een complexe soort met meer dan 35 cryptische soorten2,3. Begomovirussen kunnen direct of indirect invloed hebben op de fysiologie en het gedrag van witte vlieg, zoals vruchtbaarheid4,levensduur4en gastheervoorkeur5,6. Bovendien varieert de transmissie-efficiëntie van een bepaalde begomovirussoort/-soort voor verschillende wittevliegcryptische soorten, zelfs onder dezelfde experimentele omstandigheden7,8,9,10, wat aangeeft dat er een complexe interactie is tussen begomovirussen en witte vliegen. Om de mechanismen die ten grondslag liggen aan wittevlieg-begomovirus interacties beter te begrijpen, lokalisatie en kwantificering van het virus in wittevliegweefsels zijn essentieel.
Tomaat geel blad krul virus (TYLCV) is een begomovirus dat voor het eerst werd gemeld in Israël, maar tegenwoordig veroorzaakt ernstige schade aan de tomatenproductie wereldwijd11,12. Vanwege het economische belang is het een van de best bestudeerde begomovirussen13. Net als andere monopartite begomovirussen, TYLCV is een single-streng cirkel-DNA-virus met een genoom grootte van ongeveer 2.800 nucleotiden14. Hoewel nog steeds in debat, verschillende lijnen van bewijs ondersteunen de replicatie van TYLCV in whiteflies15,16,17. Bovendien is de interactie van TYLCV-deeltjes en wittevliegeiwitten gerapporteerd6,18,19,20. Voor virusoverdracht verwerven witte vliegen TYLCV door zich te voeden met virusgeïnfecteerde planten, passeren virions langs het voedselkanaal om de slokdarm te bereiken, dringen ze de midgutwand binnen om de hemolymph te bereiken en vervolgens over te plaatsen in de primaire speekselklieren (PSG's). Ten slotte worden virions met speeksel langs het speekselkanaal in plantenphloem21ingenomen. Bovendien tonen verschillende studies aan dat TYLCV transovarially kan worden overgedragen van vrouwelijke wittevliegen naar hun nakomelingen22,23. Met andere woorden, om productieve transmissie te bereiken, moet het virus cellulaire barrières binnen de witte vlieg overwinnen om van het ene weefsel naar het andere te translokaliseren. Tijdens het oversteken van deze barrières zullen interacties tussen wittevlieg- en viruseiwitten waarschijnlijk optreden, waarschijnlijk het bepalen van de efficiëntie waarmee de virussen worden overgedragen.
Immunofluorescentie is een veelgebruikte techniek voor eiwitdistributieanalyse. De specificiteit van antilichamen die aan hun antigeen zijn gebonden, vormt de basis van immunofluorescentie. Vanwege de economische betekenis van TYLCV zijn monoklonale antilichamen tegen het TYLCV-vachteiwit ontwikkeld, die een zeer gevoelige manier bieden om het virus te lokaliseren24. Kwantitatieve PCR (qPCR) maakt gevoelige en specifieke kwantificering van nucleïnezuren mogelijk. Deze techniek is het vaakst gebaseerd op het gebruik van hydrolyse sonde (bijvoorbeeld TaqMan) of fluorescerende kleurstof (bijvoorbeeld SYBR Green) detectie. Voor qPCR op basis van hydrolysesonis zijn specifieke sondes nodig, waardoor de kosten stijgen. Fluorescerende kleurstof gebaseerde qPCR is eenvoudiger en kosteneffectiever, omdat gelabeld amplicon-specifieke hybridisatie sondes zijn niet vereist25. Tot nu toe hebben verschillende studies immunofluorescentie en qPCR gebruikt, samen met andere methoden om de complexe interacties tussen begomovirus-whitefly te onderzoeken. Pan et al. voerde bijvoorbeeld qPCR- en immunofluorescentieanalyse van het virus in wittevliegweefsels uit en constateerde dat het verschil in vermogen om tabakskrullend scheutvirus (TbCSV) tussen wittevliegsoorten AsiaII 1 en Minor 1 in Het Midden-Oosten (MEAM1) over te brengen, te wijten was aan het feit dat het virus efficiënt de midgutwall van AsiaII1 maar meam18kon oversteken. Op dezelfde manier, terwijl mediterrane (MED) witte vliegen gemakkelijk Kan verzenden TYLCV, ze niet aan tomaat gele blad krul China virus (TYLCCNV) overbrengen. Selectieve overdracht werd onderzocht aan de hand van immunofluorescentiedetectie van het virus in de PSG's, waaruit bleek dat TYLCCNV niet gemakkelijk de PSGs van MED-witvliegen kruist26. Immunofluorescentie colokalisatie van TYLCV CP en de autofagie marker eiwit ATG8-II in wittevlieg midguts blijkt dat autofagie speelt een cruciale rol bij het onderdrukken van de infectie van TYLCV in de wittevlieg27.
Hier beschrijven we met Behulp van TYLCV als voorbeeld een protocol voor de lokalisatie van begomovirussen in wittevliegdwergen, PSGs en eierstokken door middel van een immunofluorescentietechniek. De techniek omvat dissectie, fixatie, en incubatie met primaire en kleurstof-gelabeldsecundaire antilichamen. Fluorescentiesignalen die de locatie van virale eiwitten in de wittevliegweefsels laten zien, kunnen vervolgens worden gedetecteerd onder een confocale microscoop. Wat nog belangrijker is, kan dit protocol worden gebruikt om begomovirale en wittevliegproteïnen colocaliseren. We beschrijven verder een protocol voor de kwantificering van TYLCV met behulp van SYBR Green-based qPCR in whitefly midguts, PSGs, hemolymph, en eierstokken, die kunnen worden gebruikt om de hoeveelheid virus te vergelijken in verschillende wittevliegweefsel monsters.