Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Immunology and Infection

Localização e Quantificação de Begomovírus em Tecidos Whitefly por Imunofluorescência e PCR Quantitativo

Published: February 8, 2020 doi: 10.3791/60731

Summary

Descrevemos um método de imunofluorescência e PCR quantitativo para localização e quantificação de begomovírus em tecidos de insetos. O protocolo de imunofluorescência pode ser usado para colocalizar proteínas virais e vetores. O protocolo quantitativo PCR pode ser estendido para quantificar vírus em corpos inteiros de moscas brancas e plantas infectadas por vírus.

Abstract

Begomovírus (gênero Begomovirus, família Geminiviridae) são transmitidos por moscas brancas do complexo Bemisia tabaci de forma persistente e circulativa. Considerando os extensos danos causados pelas begomovírus à produção em todo o mundo, é imperativo entender a interação entre begomovírus e seu vetor whitefly. Para isso, a localização e quantificação do vírus nos tecidos vetoris é crucial. Aqui, usando o vírus do cacho de folha amarela de tomate (TYLCV) como exemplo, descrevemos um protocolo detalhado para localizar begomovírus em midguts whitefly, glândulas salivares primárias e ovários por imunofluorescência. O método baseia-se no uso de anticorpos específicos contra uma proteína de casaco de vírus, anticorpos secundários rotulados com tinta de tinta e um microscópio confocal. O protocolo também pode ser usado para colocalizar proteínas begomoviral e whitefly. Descrevemos ainda um protocolo para a quantificação do TYLCV em midguts whitefly, glândulas salivares primárias, hemolinsina e ovários por PCR quantitativo (qPCR). Usando primers especificamente projetados para TYLCV, os protocolos de quantificação permitem a comparação da quantidade de TYLCV em diferentes tecidos da mosca branca. O protocolo descrito é potencialmente útil para a quantificação de begomovírus no corpo de uma mosca branca e de uma planta infectada pelo vírus. Esses protocolos podem ser usados para analisar a via de circulação das begomovírus no whitefly ou como um complemento a outros métodos para estudar interações whitefly-begomovírus.

Introduction

Nas últimas décadas, as begomovírus (gênero Begomovirus, família Geminiviridae) causaram sérios danos à produção de muitas culturas vegetais, fibras e ornamentais em todo o mundo1. Os begomovírus são transmitidos de forma persistente pela mosca branca Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae), que é uma espécie complexa que contém mais de 35 espécies enigmáticas2,3. Begomovírus podem afetar direta ou indiretamente a fisiologia e o comportamento da mosca branca, como fecundidade4, longevidade4, e preferência hospedeira5,6. Além disso, a eficiência de transmissão de uma determinada espécie/cepa de begomovírus varia para diferentes espécies enigmáticas whitefly mesmo as mesmas condições experimentais7,8,9,10,indicando que há uma interação complexa entre begomovírus e moscas brancas. Para entender melhor os mecanismos subjacentes às interações whitefly-begomovírus, localização e quantificação do vírus em tecidos whitefly são essenciais.

O vírus do enrolamento da folha amarela de tomate (TYLCV) é um begomovírus que foi relatado pela primeira vez em Israel, mas hoje causa sérios danos à produção de tomate em todo o mundo11,12. Devido à sua importância econômica, é uma das begomovírus mais bem estudadas13. Como outros begomovírus monopartitanos, TYLCV é um vírus de DNA circular de uma única cadeia com um tamanho de genoma de cerca de 2.800 nucleotídeos14. Enquanto ainda estão em debate, várias linhas de evidências apoiam a replicação do TYLCV em moscas brancas15,16,17. Além disso, a interação de partículas TYLCV e proteínas whitefly foi relatada6,18,19,20. Para a transmissão do vírus, moscas brancas adquirem TYLCV alimentando-se de plantas infectadas pelo vírus, virões passam pelo canal de alimentos para chegar ao esôfago, penetrar na parede do intestino para alcançar o hemolinsina e, em seguida, translocalizar-se nas glândulas salivares primárias (PSGs). Finalmente, as viriões são espumeded com saliva ao longo do ducto salivar em phloem vegetal21. Além disso, vários estudos mostram que o TYLCV é capaz de ser transmitido transovarialmente de moscas brancas femininas para seus filhos22,23. Em outras palavras, para alcançar a transmissão produtiva, o vírus tem que superar barreiras celulares dentro da mosca branca para translocalizar de um tecido para outro. Durante o cruzamento dessas barreiras, é provável que ocorram interações entre whitefly e proteínas do vírus, provavelmente determinando a eficiência com que os vírus são transmitidos.

Imunofluorescência é uma técnica comumente utilizada para análise de distribuição de proteínas. A especificidade dos anticorpos ligados ao seu antígeno forma a base da imunofluorescência. Devido à importância econômica do TYLCV, anticorpos monoclonais contra a proteína do casaco TYLCV foram desenvolvidos, oferecendo uma maneira altamente sensível de localizar o vírus24. O PCR Quantitativo (qPCR) permite quantificação sensível e específica de ácidos nucleicos. Esta técnica é mais frequentemente baseada no uso de sonda de hidrolise (por exemplo, TaqMan) ou corante fluorescente (por exemplo, SYBR Green). Para qPCR à base de sondas de hidrólise, são necessárias sondas específicas, o que consequentemente aumenta o custo. QPCR fluorescente baseado em corante é mais simples e econômico, porque as sondas de hibridização específicas de amplicon rotuladas não são necessárias25. Até agora, vários estudos têm usado imunofluorescência e qPCR, juntamente com outros métodos para investigar as complexas interações begomovírus-whitefly. Por exemplo, Pan et al. realizaram análise spcr e imunofluorescência do vírus em tecidos whitefly e descobriram que a diferença na capacidade de transmitir o vírus de tiro encaracolado (TbCSV) entre as espécies whitefly AsiaII 1 e Oriente Médio Asia Minor 1 (MEAM1) foi devido ao vírus ser capaz de atravessar eficientemente a parede midgut da AsiaII1, mas não MEAM18. Da mesma forma, enquanto moscas brancas do Mediterrâneo (MED) podem transmitir facilmente TYLCV, eles não conseguem transmitir o vírus chinês de folha amarela de tomate (TYLCCNV). A transmissão seletiva foi investigada por meio da imunofluorescência de detecção de vírus nos PSGs, o que mostrou que o TYLCCNV não cruza facilmente os PSGs de moscas brancas MED26. A colocalização da imunofluorescência do TYLCV CP e a proteína do marcador de autofagia ATG8-II em midguts whitefly mostra que a autofagia desempenha um papel crítico na repressão da infecção de TYLCV no whitefly27.

Aqui, usando o TYLCV como exemplo, descrevemos um protocolo para a localização de begomovírus em midguts, PSGs e ovários de mosca-branca por uma técnica de imunofluorescência. A técnica inclui dissecação, fixação e incubação com anticorpos secundários de rótulos primários e de tinta. Sinais de fluorescência mostrando a localização de proteínas virais nos tecidos whitefly podem então ser detectados um microscópio confocal. Mais importante, este protocolo pode ser usado para colocalizar proteínas begomoviral e whitefly. Descrevemos ainda um protocolo para a quantificação do TYLCV usando qPCR à base de verde da SYBR em midguts whitefly, PSGs, hemolymph e ovários, que podem ser usados para comparar a quantidade de vírus em diferentes amostras de tecido whitefly.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Whitefly, Vírus, Plantas e Aquisição do Vírus

  1. Moscas brancas traseiras (MEAM1) em algodão (Gossypium hirsutum cv. Zhemian 1793) em gaiolas à prova de insetos em uma estufa a 26 ± 1 °C com um ciclo claro:escuro 14:10 e 60 ± 10% umidade relativa.
  2. Executar PCR convencional com base no gene oxidase citocrocito mitocondrial whitefly I para determinar a pureza da população whitefly.
    1. Colete 20 moscas brancas adultas e transfira-as individualmente para um tubo PCR contendo 30 μL de tampão de lise (10 mM Tris, pH = 8,4, 50 mM KCl, 0,45% [wt/vol] Tween-20, 0,2% [wt/vol] gelatina, 0,45% [vol/vol] Nonidet P 40, 60 g/mL Proteinse Ka.
    2. Adicione 5-7 contas de cerâmica (2 mm de diâmetro) em cada tubo PCR e triture as amostras para realizar a lise tecidual.
    3. Incubatodas as amostras a 65 °C por 1h seguidas de 10 min a 100 °C, e depois centrífugas brevemente. Use este supernatante como modelo para amplificação PCR.
      NOTA: O tempo de incubação a 65 °C pode ser aumentado se necessário.
    4. Prepare a reação do PCR da seguinte forma: 1 U de polímero de DNA Taq, 2 μL de tampão de 10x (com Mg2+), 1,6 μL de mistura dNTP (2,5 mM), 0,5 μL de cada primer (10 μM cada), 2 μL de hidrotecal de mosca branca supernatante, e dupla água destilada para um volume total de 20 μL por reação. A sequência do primer dianteiro é 5'-TTGATTTTTTGGTCATCCAGAAGT-3' e a sequência de primer reverso é 5'-TAATATGGCAGATTAGTGCATTGGA-3'.
      NOTA: Um controle negativo onde o DNA é substituído por água livre de nucae um controle positivo com DNA whitefly MEAM1 previamente verificado deve ser incluído.
    5. Executar PCR utilizando os seguintes parâmetros de ciclismo: desnaturação inicial a 95 °C por 3 min, seguido por 35 ciclos de desnaturação a 95 °C para 30 s, annealing a 50-55 °C para 30 s, e extensão a 72 °C para 1 min, seguido por 72 °C para 10 min.
    6. Digerir o produto amplificado com restrição enzima Taq I. Para isso, prepare a mistura de digestão com 0,1 μL (1 U) de enzima,1 μL de 10x Tampão Taq I, 1 μL de BSA, 5 μL de produto amplificado e água destilada dupla para um volume total de 10 μL. Incubar a 65 °C por 1h em um termociclo.
    7. Realizar eletroforese de gel de agarose das amostras carregando 5-7 μL de cada produto digerido e uma escada de DNA (100-2.000 bp) nos poços de um gel de agarose de 1%. Em seguida, observe os tamanhos da banda de DNA através de coloração em gel-vermelho em uma máquina de documentação de gel usando luz UV. Compare os tamanhos da banda dos produtos digeridos ao controle positivo para determinar a pureza da população whitefly.
  3. Agroinocular o clone infeccioso do TYLCV (número de adesão do GenBank AM282874.1) (pBINPLUS-SH2-1.4A) em 3-4 verdadeiras plantas de tomate em etapa de folha (Solanum lycopersicum L. cv. Hezuo 903).
    1. Inoculado 10 mL de Luria-Bertani (LB) médio contendo kanamicina (50 μg/mL) e rifampicina (50 μg/mL) com uma única colônia. Incuba-se a 28 °C com tremor a 200 rpm até que o OD600 atinja ~1,5.
    2. Colher agrobactérias por centrífuga a 4.000 x g por 10 min. Descarte o supernatante.
    3. Resuspender pelotas em 10 mL de tampão de infiltração, consistindo de acetosyringonona de 200 μM, 10 mM 2-(N-morpholino) ácido sulfonico de etano (MES) e 10 mM MgCl2. Incubar à temperatura ambiente (RT) por 1-2 h.
    4. Infiltrar-se 2-3 folhas de planta usando a mistura a partir do passo 1.3.3 com uma seringa sem agulha de 1 mL. Mantenha as plantas em uma estufa a 26 ± 1 °C.
  4. Cerca de um mês depois, realize uma inspeção visual e escolha plantas mostrando folha de cacho amarela e sintomas de acrobacias.
  5. Transfira adultos brancos não viruliferous para plantas de tomate infectadas pelo TYLCV por 48 h para aquisição de vírus.

2. Dissecção e Coleção de Midguts, Glândulas Salivares Primárias (PSG), Ovários e Hemolífado de Moscas Brancas Femininas

  1. Colete moscas brancas usando aspiração, e depois coloque-os no gelo para colocá-los em coma. Adicione 1x pbs (soro-tampão tampão tampão tampão tampão tampão tampão) em um slide de microscópio e, em seguida, coloque moscas brancas no buffer 1x PBS para dissecação um microscópio estéreo.
    1. Para a dissecção do intestino médio, quebre o abdômen da mosca branca e retire o intestino médio usando uma fina agulha de acupuntura (0,25 mm de diâmetro). Transfira o intestino médio para limpar, 1x PBS.
    2. Para a dissecação do PSG, quebre o corpo da mosca branca no tórax perto da cabeça do lado dorsal. Em seguida, insira uma agulha no tórax para consertar a mosca branca, e use outra agulha para sacudir a mosca branca até que as duas glândulas salivares sejam separadas do corpo. Em seguida, transfira os PSGs para limpar, 1x PBS.
    3. Para a dissecção do ovário, quebre completamente o abdômen da mosca branca, e use uma agulha para separar os ovários de outros tecidos. Em seguida, remova o excesso de tecidos encaneando.
    4. Para a coleção hemolímph, adicione 10 μL de 1x tampão PBS em um slide de microscópio e, em seguida, coloque uma mosca branca no buffer. Para obter o hemolímph, esfregue suavemente um buraco no abdômen usando uma fina agulha de acupuntura, e pressione ligeiramente o abdômen para liberar o hemolymph para fora no tampão. Colete 8 μL do líquido como a amostra de hemolinsina.

3. Localização de TYLCV em Whitefly Midgut, Glândulas Salivares Primárias e Ovários por Imunofluorescência

NOTA: O procedimento para localização do TYLCV nas meias é apresentado como exemplo. O método pode ser usado para PSGs e ovários.

  1. Disseque os midguts no tampão TBS (10 mM Tris-HCl, cloreto de sódio de 150 mM, pH = 7,5) conforme descrito na etapa 2.2.1. Colete 15-20 midguts whitefly, transfira-os para uma placa de petri de vidro (3,5 cm de diâmetro) e, em seguida, remova o excesso de tampão TBS.
  2. Adicione 1 mL de 4% de paraformaldeído para fixar as entranhas por 2 h à temperatura ambiente e, em seguida, remova a solução fixa. Pipette lentamente para lavar os intestinos 3x em TBS por 2 min cada.
  3. Incubar os midguts em 1 mL de 0,5% Triton X-100 por 30 min para permeabilizar. Em seguida, remova a solução de permeabilização e lave os midguts 3x com TBST (1x TBS com 0,05% Tween 20) conforme descrito na etapa 3.2.
  4. Adicione 1 mL de 1% de BSA (albuminde soro bovino preparado em TBST) para bloquear os midguts. Execute a etapa de bloqueio na RT por 2 h e, em seguida, remova a solução de bloqueio e lave os midguts 3x no TBST.
  5. Diluir os anticorpos primários (MAb 1C4 contra proteína de casaco TYLCV) às 1:400 com TBST24 e adicionar a solução na placa de Petri para imergir as midguts. Incubar a 4 °C durante a noite no escuro. Descarte a solução primária de anticorpos e lave 3x no TBST.
  6. Diluir os anticorpos secundários (anti-mouse) às 1:400 com TBST e adicionar a solução na placa de Petri para imergir os intestinos médios. Incubar o prato por 2 h no RT no escuro. Descarte a solução secundária de anticorpos e lave as tripas 3x no TBST.
  7. Transfira os midguts para um deslizamento claro do microscópio. Aspirado o máximo de TBST do slide possível. Adicione 1 gota de DAPI (4', 6-diamidino-2-phenylindole, dihidrocloreto) para manchar o núcleo e, em seguida, coloque o deslizamento de cobertura e vedação com esmalte. Examine um microscópio confocal.

4. Quantificação de TYLCV em Whitefly Midgut, Glândulas Salivares Primárias, Hemolymph e Ovários com qPCR

  1. Dissecem os midguts, PSGs, hemolymph e ovários em 1x PBS como descrito acima.
  2. Extrair o DNA dos intestinos médios, PSGs, hemolímph e ovários.
    1. Após a dissecação, lave os midguts, PSGs e ovários em tampão pbs limpo 2-3x.
    2. Colete 20 midguts ou 20 PSGs em 5 μL de 1x PBS e transfira-os para uma solução de lise de 25 μL. Transfira cada ovário em 5 μL de 1x PBS e depois transfira para solução de lise de 25 μL individualmente.
    3. Moer midguts, PSGs e amostras de ovários conforme descrito na etapa 1.2.2.
    4. Colete 8 μL de hemolímph com 1x PBS em um tubo PCR e, em seguida, adicione 10 μL de solução de lise. Homogeneizar.
  3. Extrair DNA de todas as amostras descritas em 1.2.3.
  4. Prepare duas misturas de mestreqpcr separadas (18 μL cada) para TYLCV e o controle interno ( geneβ-actin) da seguinte forma: 10 μL de mistura Verde SYBR, 0,8 μL de cada primer (10 μM cada) e 6,4 μL de água destilada dupla por reação. Para TYLCV, a sequência de primer para frente é 5′-GAAGCGACCAGGCGATAA-3′ e a sequência de primer reverso é 5′-GGAACATCAGGGCTCTTCGATA-3′. Para β-actin,a sequência de primer dianteiro é 5′-TCTTCCAGCCCCCCCCTCTTG-3′ e a sequência de primer reverso é 5′-CGGTGATTTCCTTCTGCATT-3′.
  5. Dispense 18 μL do mix mestre em frascos de tubos de tira qPCR ou uma placa de poço 96. Em seguida, adicione 2 μL das amostras de DNA em cada frasco. Realize todas as reações com pelo menos três réplicas técnicas e três réplicas biológicas.
    NOTA: Passo 4.5 deve ser realizado no gelo.
  6. Feche os tubos qPCR ou veda as 96 placas de poço com selo adesivo da placa.
  7. Centrífuga para coletar o líquido na parte inferior dos tubos qPCR ou placa de poço 96.
  8. Coloque os tubos ou placa na ciclovia térmica em tempo real e execute qPCR.
    1. Realize o qPCR utilizando os seguintes parâmetros de ciclismo: 95 °C para 30 s, seguido por 40 ciclos de 95 °C para 5 s e 60 °C para 34 s para analing e alongamento da primer, 1 ciclo de 95 °C para 15 s, terminando com uma etapa curva de fusão de 60 °C a 95 °C com um incremento de 0,5 °C por 15 s.
    2. Escolha a SYBR como o tinésico fluoroforre e desconhecido como tipo de amostra.
  9. Exportar os dados quantitativos para um formato de planilha e analisar a quantidade relativa de DNA viral pelo método 2-ΔΔCT 28.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

As moscas brancas MEAM1 do complexo B. tabaci e tylcv foram usadas como exemplo aqui para descrever os procedimentos. A visão geral dos procedimentos de imunofluorescência e quantificação viral descritos neste manuscrito é mostrada na Figura 1. A Figura 2 mostra resultados representativos da detecção de imunofluorescência da coloração TYLCV e DAPI em PSGs, midguts e ovários, indicando que o TYLCV acumulou mais nos PSGs e midguts, e menos nos ovários. A Figura 3 mostra a quantidade relativa de vírus nos PSGs whitefly, midguts, hemolymph e ovários após moscas brancas alimentadas com tomate infectado pelo TYLCV por 24, 48 e 72 h, indicando que a quantidade de vírus aumentou em diferentes tecidos whitefly com o aumento do período de acesso à aquisição.

Figure 1
Figura 1: Visão geral dos protocolos apresentados neste artigo. (A)Procedimentos experimentais para imunofluorescência em midguts whitefly, PSGs e ovários. Os tecidos foram coletados de moscas brancas adultas infectadas pelo TYLCV, seguidos por uma série de fixações, permeabilização, bloqueio, incubações com anticorpos primários que se ligam a uma proteína de casaco TYLCV, e anticorpos secundários conjugados fluorocromáticos que se ligam aos anticorpos primários. Por fim, amostras foram analisadas um microscópio confocal, permitindo a aquisição de imagens. (B)Procedimento experimental para quantificação do vírus nas meias whitefly, PSGs, ovários e hemolímph. Os tecidos foram coletados de moscas brancas adultas infectadas pelo TYLCV, e então a extração de DNA foi realizada. qPCR foi realizado em um instrumento PCR em tempo real, permitindo a aquisição de dados que podem ser posteriormente analisados. Clique aqui para ver uma versão maior deste valor.

Figure 2
Figura 2: Detecção de imunofluorescência do TYLCV nas glândulas salivares primárias, midguts e ovários de moscas brancas adultas após um período de aquisição de vírus de 48 h. Moscas brancas foram autorizadas a se alimentar de plantas de tomate infectadas pelo TYLCV por 48 h, e depois 20 PSGs, 20 midguts e 20 ovários foram dissecados e coletados. Em seguida, as amostras foram fixadas em 4% de formaldeído, permeabilizadas em 0,5% Triton X-100, bloqueadas em 1% de BSA, e depois incubadas com anticorpos monoclonais anti-TYLCV (MAb 1C4 contra proteína de casaco TYLCV)24 e anticorpos secundários anti-rato de cabra conjugados a um corante fluorescente vermelho (ou seja, Dylight 549). Núcleos foram manchados com DAPI (azul). Sinais de imunofluorescência foram examinados um microscópio confocal. Clique aqui para ver uma versão maior deste valor.

Figure 3
Figura 3: Quantificação do DNA TYLCV nas entranhas, hemolímph, glândulas salivares primárias e ovários em moscas brancas MEAM1. Adulto alimentado com plantas de tomate infectadas pelo TYLCV por 24, 48 e 72 h, e depois os midguts whitefly, hemolymph, PSGs e ovários foram dissecados e coletados. Em seguida, foram realizadas extrações de DNA e qPCR para os midguts(A),hemolymph(B),PSGs(C)e ovários(D). Os dados foram primeiro normalizados ao DNA de β-actin whitefly, e então a quantidade relativa de vírus obtido foi novamente normalizada para que às 24 h. NV: Não viruliferous. Os dados são apresentados como a média ± SEM de quantidade relativa de vírus. Clique aqui para ver uma versão maior deste valor.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Aqui descrevemos um protocolo para localização e quantificação de um begomovírus nos tecidos de seu vetor whitefly por imunofluorescência e qPCR. A dissecação representa o primeiro passo para localizar e quantificar o vírus em tecidos whitefly. O corpo de mosca branca tem cerca de 1 mm de comprimento, o que significa que os tecidos são extremamente pequenos, e é difícil dissecá-los. Além disso, há fortes conexões entre os tecidos. Por exemplo, os ovários estão fortemente conectados com os bacteriócitos, tornando-os difíceis de isolar. Aqui, considerando as características e localizações dos diferentes tecidos, descrevemos diferentes abordagens para dissecação. No entanto, muita prática é necessária para dissecar esses tecidos de forma rápida e precisa. Além disso, é melhor usar moscas brancas frescas, porque insetos mortos aumentariam a dificuldade de dissecção. Além disso, após a dissecação, os tecidos devem ser limpos para evitar contaminação.

A técnica de imunofluorescência baseia-se no uso de anticorpos específicos. Uma concentração de trabalho adequada para cada anticorpo é muito importante na imagem, porque uma alta concentração de anticorpos reduz a relação sinal-fundo e uma baixa concentração pode não fornecer sinal suficiente. Aqui, usamos uma diluição de 1:400 para anticorpos primários e segundo anticorpos. Esses anticorpos devem ser divididos em pequenas alíquotas e mantidos a -20 °C para evitar o congelamento repetido e o descongelamento. As diluições anticorpos devem ser preparadas antes do uso. Quando o protocolo descrito aqui é usado para colocalizar proteínas virais e whitefly, é importante que os principais anticorpos contra proteínas virais e whitefly sejam produzidos em animais de diferentes espécies. Além disso, os fluoroforóres dos anticorpos secundários devem ser escolhidos cuidadosamente para evitar sangramento entre os canais. Além disso, tendo em vista o pequeno tamanho dos tecidos whitefly, eles devem ser sempre lavados o microscópio para evitar perdas. Embora a imunofluorescência seja altamente sensível, é relativamente mais demorada e cara quando comparada a outros métodos de localização do vírus, como fluorescência em Hibridismo situ (FISH). Além disso, anticorpos contra begomovírus podem não estar disponíveis para compra.

A chave para a aplicação bem-sucedida de qPCR para a quantificação do vírus em tecidos whitefly está no design de primers adequados e seleção de genes de referência endógenos. Rodríguez et al. descreveram os critérios para projetar primers qPCR em detalhes25, o que também se aplica no design de primers de vírus. Neste estudo, a β-actin foi selecionada como o gene de referência para quantificação do vírus em tecidos whitefly. No entanto, em alguns casos (por exemplo, genes de RNA), outros genes endógenos devem ser usados como genes de referência se forem adequados para o projeto experimental29. Além disso, para obter resultados estáveis e precisos, devem ser utilizadas moscas brancas do mesmo estágio de desenvolvimento, pois moscas brancas de diferentes estágios de desenvolvimento possuem capacidades diferenciais para adquirir e transmitir vírus22. Além disso, enquanto usamos 20 PSGs ou midguts como uma amostra, usamos um hemolymph coletado de um whitefly como uma amostra para análise qPCR. Isso se deve ao fato de que a coleta do hemolímph é demorada e o DNA das amostras de hemolímph é vulnerável à degradação se não for processado em tempo hábil. Este protocolo também pode ser usado para quantificar a quantidade de vírus em whitefly inteiro corpo e plantas infectadas por vírus.

Em resumo, descrevemos um protocolo eficiente e sensível para localizar e quantificar begomovírus em tecidos whitefly por imunofluorescência e qPCR, respectivamente. Este protocolo também pode ser adaptado para a localização e quantificação de outras begomovírus. Além disso, o protocolo de imunofluorescência pode ser usado para colocalizar proteínas virais e whitefly.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Os autores não têm nada para divulgar.

Acknowledgments

Este trabalho foi apoiado pelo National Key Research and Development Program (Número de subvenção: 2017YFD0200600), o fundo destinado ao Sistema de Pesquisa agropecuária da China (número de subvenção: CARS-23-D07) e pela Fundação Bill & Melinda Gates (ID de Investimento OPP1149777777 ). Agradecemos ao Prof. Jian-Xiang Wu por fornecer anticorpos TYLCV CP.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
4% Paraformaldehyde MultiSciences F0001
4',6-diamidino-2-phénylindole (DAPI) Abcam ab104139
Bovine Serum Albumin (BSA) MultiSciences A3828
CFX Connect Real-Time PCR Detection System Bio-RAD 185-5201
Confocal microscopy Zeiss LSM800
Dylight 549-goat anti-mouse Earthox E032310-02 Secondary antibody
Monoclonal antibody (MAb 1C4) Primary antibody
Phosphate Buffered Saline (PBS) Sangon Biotech B548119-0500
Stereo microscope Zeiss Stemi 2000-C
TB green premix Ex Taq (Tli RNase H Plus) TaKaRa RR820A qPCR master mix
Thermocycler Thermofisher A41182
Tissuelyzer Shaghai jingxin Tissuelyser-48
Triton-X-100 BBI life sciences 9002-93-1
Tween 20 BBI life sciences 9005-64-5

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Rojas, M. R., et al. World management of geminiviruses. Annual Review of Phytopathology. 56, 637-677 (2018).
  2. De Barro, P. J., Liu, S. S., Boykin, L. M., Dinsdale, A. B. Bemisia tabaci: a statement of species status. Annual Review of Entomology. 56, 1-19 (2011).
  3. Navas-Castillo, J., Fiallo-Olive, E., Sanchez-Campos, S. Emerging virus diseases transmitted by whiteflies. Annual Review of Phytopathology. 49, 219-248 (2011).
  4. Liu, J., et al. Viral infection of tobacco plants improves performance of Bemisia tabaci but more so for an invasive than for an indigenous biotype of the whitefly. Journal of Zhejiang University-Science B. 11 (1), 30-40 (2010).
  5. Legarrea, S., Barman, A., Marchant, W., Diffie, S., Srinivasan, R. Temporal effects of a begomovirus infection and host plant resistance on the preference and development of an insect vector, Bemisia tabaci, and implications for epidemics. PLoS One. 10 (11), 0142114 (2015).
  6. Fang, Y., et al. Tomato yellow leaf curl virus alters the host preferences of its vector Bemisia tabaci. Scientific Reports. 3, 2876 (2013).
  7. Guo, T., et al. Comparison of transmission of papaya leaf curl China virus among four cryptic species of the whitefly Bemisia tabaci complex. Scientific Reports. 5, 15432 (2015).
  8. Pan, L. L., et al. Differential efficiency of a begomovirus to cross the midgut of different species of whiteflies results in variation of virus transmission by the vectors. Science China-Life Sciences. 61 (10), 1254-1265 (2018).
  9. Pan, L. L., Cui, X. Y., Chen, Q. F., Wang, X. W., Liu, S. S. Cotton leaf curl disease: which whitefly is the vector. Phytopathology. 108 (10), 1172-1183 (2018).
  10. Fiallo-Olive, E., Pan, L. L., Liu, S. S., Navas-Castillo, J. Transmission of begomoviruses and other whitefly-borne viruses: dependence on the vector species. Phytopathology. , (2019).
  11. Cohen, S., Nitzany, F. E. Transmission and host range of the tomato yellow leaf curl virus. Phytopathology. 56, 1127-1131 (1966).
  12. Moriones, E., Navas-Castillo, J. Tomato yellow leaf curl virus, an emerging virus complex causing epidemics worldwide. Virus Research. 71 (1-2), 123-134 (2000).
  13. Ghanim, M. A review of the mechanisms and components that determine the transmission efficiency of tomato yellow leaf curl virus (Geminiviridae; Begomovirus) by its whitefly vector. Virus Research. 186, 47-54 (2014).
  14. Navot, N., Pichersky, E., Zeidan, M., Zamir, D., Czosnek, H. Tomato yellow leaf curl virus - a whitefly-transmitted geminivirus with a single genomic component. Virology. 185 (1), 151-161 (1991).
  15. Sanchez-Campos, S., et al. Tomato yellow leaf curl virus: No evidence for replication in the insect vector Bemisia tabaci. Scientific Reports. 6, 30942 (2016).
  16. Pakkianathan, B. C., et al. Replication of tomato yellow leaf curl virus in its whitefly vector, Bemisia tabaci. Journal of Virology. 89 (19), 9791-9803 (2015).
  17. Rodriguez-Negrete, E. A., et al. A sensitive method for the quantification of virion-sense and complementary-sense DNA strands of circular single-stranded DNA viruses. Scientific Reports. 4, 6438 (2014).
  18. Gotz, M., et al. Implication of Bemisia tabaci heat shock protein 70 in Begomovirus-whitefly interactions. Journal of Virology. 86 (24), 13241-13252 (2012).
  19. Zhao, J., Chi, Y., Zhang, X. J., Wang, X. W., Liu, S. S. Implication of whitefly vesicle associated membrane protein-associated protein B in the transmission of Tomato yellow leaf curl virus. Virology. 535, 210-217 (2019).
  20. Maluta, N. K., Garzo, E., Moreno, A., Lopes, J. R., Fereres, A. Tomato yellow leaf curl virus benefits population growth of the Q biotype of Bemisia tabaci (Gennadius) (Hemiptera: Aleyrodidae). Neotropical Entomology. 43 (4), 385-392 (2014).
  21. Czosnek, H., Hariton-Shalev, A., Sobol, I., Gorovits, R., Ghanim, M. The incredible journey of begomoviruses in their whitefly vector. Viruses. 9 (10), 273 (2017).
  22. Wei, J., et al. Vector development and vitellogenin determine the transovarial transmission of begomoviruses. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (26), 6746-6751 (2017).
  23. Ghanim, M., Morin, S., Zeidan, M., Czosnek, H. Evidence for transovarial transmission of tomato yellow leaf curl virus by its vector, the whitefly Bemisia tabaci. Virology. 240 (2), 295-303 (1998).
  24. Xie, Y., et al. Highly sensitive serological methods for detecting tomato yellow leaf curl virus in tomato plants and whiteflies. Virology Journal. 10, 142 (2013).
  25. Arya, M., et al. Basic principles of real-time quantitative PCR. Expert Review of Molecular Diagnostics. 5 (2), 209-219 (2005).
  26. Wei, J., et al. Specific cells in the primary salivary glands of the whitefly Bemisia tabaci control retention and transmission of begomoviruses. Journal of Virology. 88 (22), 13460-13468 (2014).
  27. Wang, L. L., et al. The autophagy pathway participates in resistance to tomato yellow leaf curl virus infection in whiteflies. Autophagy. 12 (9), 1560-1574 (2016).
  28. Arocho, A., Chen, B. Y., Ladanyi, M., Pan, Q. L. Validation of the 2(-Delta Delta Ct) calculation as an alternate method of data analysis for quantitative PCR of BCR-ABL P210 transcripts. Diagnostic Molecular Pathology. 15 (1), 56-61 (2006).
  29. Li, R., et al. Reference gene selection for qRT-PCR analysis in the sweetpotato whitefly, Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae). PLoS One. 8 (1), 53006 (2013).

Tags

Imunologia e Infecção Edição 156 imunofluorescência PCR quantitativo Bemisia tabaci, vírus de enrolação de folha amarela de tomate,dissecação glândula salivar primária intestino médio
Localização e Quantificação de Begomovírus em Tecidos Whitefly por Imunofluorescência e PCR Quantitativo
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ban, F. X., Yin, T. Y., Guo, Q.,More

Ban, F. X., Yin, T. Y., Guo, Q., Pan, L. L., Liu, Y. Q., Wang, X. W. Localization and Quantification of Begomoviruses in Whitefly Tissues by Immunofluorescence and Quantitative PCR. J. Vis. Exp. (156), e60731, doi:10.3791/60731 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter