$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Насекомых-бактериальные симбиотические ассоциации известны большим количеством видов насекомых 7. В этих симбиотических ассоциаций, микроорганизмы играют важную роль в росте и развитии насекомых. Микробы, как было показано способствовать воспроизводства насекомых 1, феромонов биосинтеза 3, питание, в том числе синтеза незаменимых аминокислот 4, и переваривание пищи недоступной к хосту. Несмотря на огромное разнообразие кишечной-бактериальная объединений, гораздо меньше известно о функциональной роли, которую они играют в пользу насекомого. Только в случае термитов, симбиотические переваривание лигноцеллюлозы осуществляется прокариот, простейших и грибов, был широко изучен 8,9. В отличие от этого, мало что известно о симбиотической ассоциации, присутствующих в кишечнике широкого профиля насекомых т.е. хлопка leafworm, Spodoptera littoralis. Кроме того, из-за их частого смещения растений-хозяев, генеральныйист насекомые и их кишки, связанные бактериальных сообществ постоянно подвергается новым вызовам, связанным с их привычки питания потребляют растения с множеством фитохимические. Кроме этого, в кишечнике среда в чешуекрылых, представляет само по себе жесткую среду для роста бактерий из-за высокого рН содержимого кишечника 10. В частности, в случае S. littoralis, она колеблется от 10,5 в передней кишки, ок. 9 в средней кишке до рН почти 7 в задней кишки 11. С другой стороны, бактериальный сообщество, связанный с кишечнике S. littoralis прост. Тан, Freitak и др. 12. Сообщили максимум 36 филотипов принадлежащих в общей сложности 7 различных видов бактерий в качестве единственных членов сообщества бактерий, связанного с этим насекомым. Кроме того, нет сложной процедурой разведение не требуется для роста насекомых в лаборатории. Кроме того, это и короткий жизненный цикл насекомого облегчить мульти-гenerational исследования, превращая этот вид в идеальном модельной системы для изучения кишка-микробных взаимодействий.
С появлением технологий секвенирования на основе ПЦР, число исследований, посвященных кишки биоты нескольких организмов (т.е. люди, насекомых или морских организмов), увеличилось. Кроме того, результаты не зависят от выделения и культивирования кишечной питал бактерий, как и в прошлом. Почти 99% бактерий не пригодной для обработки и моделирования условий окружающей среды, существующих в кишечнике трудно 12. С помощью ПЦР, 16S рРНК фрагменты генов (широко используемый филогенетическое маркерный ген среди бактерий), могут быть селективно амплифицированы из шаблона смешанной ДНК кишечных бактериальных сообществ, секвенировали и клонировали. С этой информацией, пользователь может определить видов бактерий после получения информации о последовательности из государственных баз данных 13,14. Тем не менее, последовательность подходов для описания бактериальныхобщины остаются недостаточными в связи с отсутствием информации о внутренней метаболической вклада отдельных видов в сообществе.
Стабильный изотоп зондирования (SIP) является перспективным методом культура обслуживания. Он часто используется в экологической микробиологии для анализа микробных филогении связаны с определенными метаболической активности. Это достигается путем отслеживания стабильных изотопов, меченых атомов с субстратов в микробных маркеров, таких как фосфолипидных производных жирных кислот, ДНК и РНК 5. При рассмотрении нуклеиновых кислот, методика основана на разделении 13 C-меченой ДНК или РНК от немеченого ДНК с помощью градиенте плотности ультрацентрифугирования 6. В связи с этим прямой связи между меткой ДНК и метаболической активности, ниже по течению молекулярный анализ нуклеиновых кислот определяет виды и предоставляет информацию о метаболической активности. Кроме того, сочетание ДНК-SIP и пиросеквенирования применительно кPilloni, фон Netzer и соавт. 15, допускает определенную простой и чувствительный идентификации видов бактерий, присутствующих в тяжелой 13 С-меченого ДНК-фракции. До сих пор эта методика была применена для описания бактериальных сообществ, участвующих в биохимических процессов в почве в аэробных 16,17 и анаэробных условиях 18,19. Кроме использования в экологической науки, техника была применена в медицине как сообщает Рейхардта и соавт. 5, который описал метаболические деятельности различных филогенетических групп кишечной микрофлоры человека в ответ на неперевариваемых углеводов.
Здесь мы используем 13 C-глюкозы в 'этикетке "ДНК из метаболически активных видов бактерий в кишечнике. Глюкоза является сахар используется в большинстве видов бактерий вдоль широкого Энтнер-Doudoroff (ЭД) пути, хотя исключения, как известно, 20. Этооправдывает использование 13 С-глюкозы в качестве надежного обмена веществ зонда, который обеспечивает связь между метаболитов, представляющих интерес и источника углерода на существующих путей. В зависимости от научной вопрос, другие субстраты, т.е. 13 C-метана, CO 2 13, или растений, заданным в 13 CO 2 атмосфере, могут быть использованы для решения метаболических действий.
На данный момент, мы представляем протокол применяется в метаболической характеристики кишечной бактериальной общины универсалом насекомого, а именно S. littoralis (Lepidoptera, Совки). Кроме того, техника была соединена с пиросеквенирования, что в свою очередь позволяет идентифицировать насекомых кишечника бактериального сообщества с высоким разрешением и точностью. В качестве основного субстрата, 13 С-меченого глюкозы был использован в ходе экспериментов.