Zenden Plant Virussen gebruiken Wittevlieg
8 november 2013
Beter inzicht in en ons vermogen om veel van de insecten overgedragen plantenvirussen beheerder vereist het gebruik van de vector. Insect overdracht van plantenvirussen is een tritrofe interactie, en als zodanig vereist het manipuleren van insecten, virussen, en plant. Vectoren worden gekweekt in grote aantallen en gemanipuleerd op zodanige wijze dat een hoge mate van overdracht op testplanten verzekeren. De basisprincipes van het houden van en het manipuleren van de witte vlieg, Bemisa tabaci ( Hemiptera: Aleyrodidae), Wordt een vector van plantaardige virussen behorend tot verschillende opkomende planten virus geslachten, wat neerkomt op een groot aantal economisch belangrijke virussen gepresenteerd.
Het algemene doel van het volgende experiment is om plantenvirussen over te dragen met behulp van witte vliegen. Dit wordt bereikt door een kolonie van witte vliegen op te zetten en te onderhouden die wekelijks nieuwe volwassen witte vliegen levert die niet besmet zijn met andere mogelijke vectoren en ziekteverwekkers. De kolonies worden onderhouden door regelmatig witte vliegen toe te voegen aan jonge insectenvrije planten waaruit nieuwe volwassen exemplaren worden geproduceerd.
Na 17 tot 20 dagen per week kunnen de nieuwe volwassen exemplaren worden overgebracht naar testplanten om het virus te verwerven of over te dragen. Efficiënties van bijna 100% worden meestal behaald, en de overdrachtssnelheden beginnen meestal laag en stijgen met systematische optimalisatie. Het meest uitdagende aspect van het gebruik van witte vliegen om virussen te inoculeren, is het fokken van de witte vliegen op een manier dat ongewenste ziekteverwekkers en insecten worden uitgesloten.
Ziekteverwekkers, met name wortelrot en bladvlekken, verminderen de kwaliteit van de gastheerplanten van het virus. Ongewenste insecten zoals tripsen kunnen de voortplanting van witte vliegen onderdrukken en ook de kwaliteit van de gastheerplant van het virus aantasten. De procedures worden gedemonstreerd door Heather Capa Bianco, een technicus uit mijn laboratorium.
Koloniën van witte vliegen moeten worden onderhouden in een schone en gecontroleerde kweekruimte. Controle van relatieve luchtvochtigheid, temperatuur, fotoperiode en lichtintensiteit is essentieel voor een kolonie die zich in 18 dagen van ei tot volwassen ontwikkelt. Gebruik de volgende instellingen. De temperatuur moet tussen de 26 en 30 graden Celsius worden ingesteld en de relatieve luchtvochtigheid moet idealiter tussen de 30 en 50% liggen. Als de relatieve luchtvochtigheid boven de 70% komt, is er waarschijnlijk sprake van een probleem met insecten en schimmelpathogenen bij planten.
De ideale fotoperiode is 14 uur. De lichtintensiteit moet vrij hoog zijn, en VHO-fluorescentielampen kunnen 800 tot 1000 voetkaarsen produceren bij de plantenkronen. Meststoffen en bewatering moeten ook worden verminderd om schimmelpathogenen te ontmoedigen, evenals zoutophoping. Whitley-kooien moeten ventilatie, gemakkelijke toegang en voldoende ruimte bieden voor een groeiende witte vliegenpopulatie.
Goede resultaten zijn behaald met organza plus aluminium gaas, evenals wit bewijs. De soort plant is een belangrijke overweging. Ten eerste moet het snel groeien, maar niet de kamer overwoekeren. Ten tweede moet de plant sterk genoeg zijn om een hoge insectenpopulatie te ondersteunen zonder in te storten.
Om deze redenen zijn dwerg- of struikrassen goede plantkeuzes. Ten derde moet de plant ofwel het te gebruiken virus kunnen hosten of niet kunnen hosten, afhankelijk van het type kolonie dat wordt grootgebracht. Omdat de kolonie kan instorten door mijten, THP's, wilde witte vliegen of andere invasieve insecten, moeten de gekozen cultivars in een beschermde omgeving worden gekweekt om andere insecten uit te sluiten.
De eerste witte vliegen van een nieuwe kolonie moeten vrij zijn van plantenvirussen, andere insecten en insectenpathogenen. Als witte vliegen uit het veld worden verzameld, kweek ze dan gedurende ten minste acht weken op planten die gedurende deze tijd geen gastheer zijn voor het virus. Controleer op afwezigheid van plantsymptomen. Zodra schone witte vliegen zijn verkregen, introduceer er tussen de 20 en 100 in een kooi met planten door middel van aspiratie of door ze voorzichtig van een andere bronplant te schudden.
Elke week moet een nieuwe kooi worden opgezet. Gebruik voor de eerste drie weken de witte vliegen op niet-ST-planten om de nieuwe kooi te vestigen. Vanaf de vierde week gebruik je jonge volwassen witte vliegen uit de drie weken oude kooi om de volgende kooi te vestigen.
Tijdens de eerste week in een kooi zullen de witte vliegen eieren leggen op de onderkant van plantenbladeren. In de tweede week zullen onvolwassen witte vliegen zichtbaar worden en sommige van de volwassen exemplaren zijn nog steeds levend. In de derde week zullen veel nieuwe volwassen witte vliegen zijn uitgekomen en zou er een zeer merkbare toename in de populatie van volwassen witte vliegen moeten zijn.
Deze witte vliegen kunnen worden gebruikt voor overdrachtsexperimenten. In de vierde week moeten de een week oude volwassen exemplaren worden overgebracht naar een nieuwe kooi. De oude kooi moet worden verwijderd en de planten worden weggegooid. Precisie.
De voorzichtige overdracht van witte vliegen wordt uitgevoerd met een aspiratieapparaat en verzamelbuisjes, aspireer nooit. Witte vliegen die zich voeden met planten wanneer ze de witte vliegenstijlen voeden, zijn ingebed in de plant en zullen afbreken als ze van de plant worden weggetrokken. Om de witte vlieg nutteloos te maken om witte vliegen te verzamelen, houd in de ene hand een gele plastic beschermer in de koloniekooi met de andere hand.
Tikken voorzichtig op de planten om de volwassen witte vliegen aan te moedigen om te vliegen. Witte vliegen zullen worden aangetrokken door de gele kaart waar ze kunnen worden verzameld. Gebruik de aspirator en zeer zachte zuiging en voeg niet meer dan 20 witte vliegen toe aan elk verzamelbuisje.
Tik vervolgens op de buis om de vliegen te desorienteren en sluit de buis met param. Om een succesvolle virale overdracht te garanderen, probeer 15 tot 40 jonge volwassen exemplaren van virusgeïnfecteerde planten op gezonde planten, afhankelijk van het virus en de gastheerplant. Andere protocollen zoals resistente screening hebben grotere startpopulaties nodig.
In dit geval schud je de door virus geïnfecteerde planten, die zijn besmet met witte vliegen over de planten die moeten worden geïnoculeerd. Zodra de witte vliegen op een door virus geïnfecteerde plant zijn geplaatst, laat ze dan 48 tot 72 uur voeden om persistent overgedragen virussen te verwerven. Meer tijd verhoogt over het algemeen niet de overdrachtssnelheid voor virussen die op een niet-persistente of slimme persistente manier worden overgedragen.
Een kortere acquisitietoegangsperiode van een uur tot een dag is voldoende voor experimenten die acquisitie van specifieke bladeren vereisen. Clipkooien kunnen worden gebruikt, stel de kooi
Overzicht
Deze studie richt zich op de overdracht van plantenvirussen door middel van de witte vlieg, Bemisia tabaci. Het beschrijft de methoden voor het kweken van witte vliegen in een gecontroleerde omgeving om hoge overdrachtssnelheden van virussen naar testplanten te garanderen.
Belangrijkste studieonderdelen
Wetenschapsgebied
- Plantenvirologie
- Beheer van insectenvectoren
- Entomologie
Achtergrond
- Insect-overdracht van plantenvirussen omvat complexe interacties tussen insecten, virussen en planten.
- Witte vliegen zijn belangrijke vectoren voor verschillende economisch belangrijke plantenvirussen.
- Succesvolle virusoverdracht vereist zorgvuldige beheersing van witte vliegkolonies.
- Besmetting door pathogenen en andere insecten kan de kwaliteit van de experimenten aantasten.
Doel van de studie
- Effectieve methoden vaststellen voor het kweken van witte vliegen voor virusoverdrachtsexperimenten.
- Condities optimaliseren voor hoge overdrachtssnelheden van virussen naar testplanten.
- De procedures voor het onderhouden van gezonde witte vliegkolonies demonstreren.
Gebruikte methoden
- Opzetten van witte vliegkolonies in gecontroleerde kweekkamers.
- Regelmatige overdracht van nieuw uitgekomen volwassenen naar testplanten.
- Bewaking van omgevingscondities zoals luchtvochtigheid, temperatuur en licht.
- Gebruik van specifieke plantenrassen om witte vliegenpopulaties en virusoverdracht te ondersteunen.
Belangrijkste resultaten
- Efficiënties van bijna 100% overdrachtssnelheden werden bereikt met systematische optimalisatie.
- Het handhaven van schone condities verminderde het risico op besmetting aanzienlijk.
- Specifieke protocollen voor het overbrengen en beheersen van witte vliegen werden vastgesteld.
- Succesvolle virusovername en -overdracht werden gedemonstreerd met behulp van jonge volwassen witte vliegen.
Conclusies
- Effectief kweken en beheer van witte vliegen zijn cruciaal voor succesvolle studies over plantenvirusoverdracht.
- Gecontroleerde omgevingscondities verbeteren de kwaliteit en betrouwbaarheid van de experimenten.
- Toekomstige studies kunnen voortbouwen op deze methoden om andere plant-virus-vector interacties te verkennen.
Veelgestelde vragen
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.
