Bu protokol, yaprak haznesinin tükürük proteinlerini ve yaprak haznesi vektörleri tarafından salınan bitki viral proteinlerini tespit etmek için bitki konağının nasıl kullanılacağını göstermektedir.
Yöntem makalesi
Bu protokol, yaprak haznesinin tükürük proteinlerini ve yaprak haznesi vektörleri tarafından salınan bitki viral proteinlerini tespit etmek için bitki konağının nasıl kullanılacağını göstermektedir.
Böcek vektörleri yatay olarak tarımsal öneme sahip birçok bitki virüsünü iletir. Bitki virüslerinin yarısından fazlası, delici emici ağız kısımlarına sahip hemipteran böcekler tarafından bulaşır. Viral bulaşma sırasında, böcek tükürüğü virüs-vektör-konakçıyı köprüler, çünkü tükürük vektörleri virüsleri ve böcek proteinleri, bitkilerin böceklerden bitki konakçılarına bağışıklık tepkisini tetikler veya bastırır. Tükürük proteinlerinin tanımlanması ve fonksiyonel analizleri, arbovirüs-konakçı etkileşimlerinin araştırma alanında yeni bir odak alanı haline gelmektedir. Bu protokol, bitki konağını kullanarak yaprakçıkların tükürüğündeki proteinleri tespit etmek için bir sistem sağlar. Pirinç cüce virüsü (RDV) ile enfekte olmuş yaprak vektörü Nephotettix cincticeps buna bir örnek teşkil eder. N. cinctiacps'ın tükürüğü tarafından vektörleştirilen RDV'nin vitellogenin ve majör dış kapsid proteini P8, N. cinctiacps'ın beslendiği pirinç bitkisinde aynı anda tespit edilebilir. Bu yöntem, böcek beslemesinden sonra bitki konakçısında geçici olarak tutulan tükürük proteinlerini test etmek için geçerlidir. Bu tespit sisteminin hemipteran-virüs-bitki veya hemipteran-bitki etkileşimlerinin incelenmesine fayda sağlayacağına inanılmaktadır.
Temel bir problem olan arbovirüslerin vektör-konakçı iletim modu, biyoloji biliminin sınırındadır. Tarımsal öneme sahip birçok bitki virüsü, böcek vektörleri1 tarafından yatay olarak bulaşır. Bitki virüslerinin yarısından fazlası, yaprak bitleri, beyaz sinekler, yaprakçıklar, planthoppers ve thrips dahil olmak üzere hemipteran böcekler tarafından vektörleştirilir. Bu böcekler, bitki virüslerini verimli bir şekilde iletmelerini sağlayan farklı özelliklere sahiptir1. Delici emici ağız kısımlarına sahiptirler ve floem ve ksilemden gelen özsu ile beslenirler ve tükürüklerini 1,2,3,4 salgılarlar. Tekniklerin geliştirilmesi ve iyileştirilmesiyle, tükürük bileşenlerinin tanımlanması ve fonksiyonel analizleri yoğun araştırmaların yeni bir odağı haline gelmektedir. Tükürükteki bilinen tükürük proteinleri, diğerlerinin yanı sıra pektinesteraz, selülaz, peroksidaz, alkali fosfataz, polifenol oksidaz ve sukraz gibi çok sayıda enzim içerir 5,6,7,8,9,10,11,12,13 . Tükürükteki proteinler ayrıca konakçı savunma tepkisini tetikleyen, böylece böceklerin performansını değiştiren elisitörleri ve konakçı savunmasını baskılayan efektörleri içerir, bu da böcek uygunluğunu arttırır ve konakçı patolojik yanıtlarını indükleyen bileşenler14,15,16,17. Bu nedenle, tükürük proteinleri böcekler ve konakçılar arasındaki iletişim için hayati öneme sahip malzemelerdir. Virüslerin bulaşması sırasında, delici emici virülifer böceklerin tükürük bezleri tarafından salgılanan tükürük de viral proteinler içerir. Viral bileşenler, onları böcekten bitki konağına serbest bırakmak için tükürük akışını kullanır. Bu nedenle, böcek tükürüğü virüs-vektör-konakçı tritrofik etkileşimini köprüler. Virülifer böcekler tarafından salgılanan tükürük proteinlerinin biyolojik fonksiyonunun araştırılması, virüs-vektör-konakçı ilişkisinin anlaşılmasına yardımcı olur.
Hayvan virüsleri için, sivrisineklerin tükürüğünün Batı Nil virüsü (WNV) ve Dang virüsünün (DENV) bulaşmasına ve patojenitesine aracılık ettiği bildirilmektedir. Tükürük proteini AaSG34, dang humması-2 virüsü replikasyonunu ve iletimini teşvik ederken, tükürük proteini AaVA-1, otofajiyi aktive ederek DENV ve Zika virüsü (ZIKV) bulaşmasını teşvik eder18,19. Sivrisineklerin tükürük proteini D7, DENV viryonları ve rekombinant DENV zarf proteini20 ile doğrudan etkileşim yoluyla in vitro ve in vivo DENV enfeksiyonunu inhibe edebilir. Bitki virüslerinde, begomovirüs domates sarı yaprak kıvrılma virüsü (TYLCV), beyaz sineklerin tercihini ve performansını arttırmak için bitki konağının WRKY33 aracılı bağışıklığını baskılayan beyaz sinek tükürük proteini Bsp9'u indükler ve sonunda virüslerin bulaşmasını arttırır21. Böcek tükürük proteinlerinin bitki konakçılarında oynadığı rol üzerine yapılan çalışmalar, hayvan konakçılarınınkinin gerisinde kaldığından, bitki konakçılarındaki tükürük proteinlerini tespit etmek için kararlı ve güvenilir bir sisteme acilen ihtiyaç duyulmaktadır.
Pirinç cüce virüsü (RDV) olarak bilinen bitki virüsü, yaprak haznesi Nephotettix cincticeps (Hemiptera: Cicadellidae) tarafından yüksek verimlilikle ve sürekli çoğalan bir şekilde bulaşır22,23. RDV'nin ilk olarak bir böcek vektörü tarafından bulaştığı ve Asya'da ciddi bir pirinç hastalığına neden olduğu bildirilmiştir24,25. Virion ikosahedral ve çift katmanlı küreseldir ve dış tabaka P8 dış kapsid proteini22'yi içerir. N. cinctiaceps'te RDV'nin dolaşım süresi 14 gün 26,27,28,29,30'dur. RDV tükürük bezlerine ulaştığında, virionlar ekzositoz benzeri bir mekanizma 23 aracılığıyla tükürük bezlerindeki tükürük depolanan boşluklara salınır. Vitellogenin (Vg), dişi böceklerde oosit gelişimi için gerekli olan yumurta sarısı proteini öncüsüdür31,32,33. Çoğu böcek türü, yaklaşık 220 kDa'lık bir öncü proteini kodlayan 6-7 kb'lik en az bir Vg transkriptine sahiptir. Vg'nin protein öncülleri genellikle yumurtalık 18,19'a girmeden önce büyük (140 ila 190 kDa) ve küçük (<50 kDa) parçalara ayrılabilir. Önceki proteomik analiz, Vg'den türetilen peptitlerin, işlevleri bilinmemekle birlikte, yaprakçık Recilia dorsalis'in salgılanan tükürüğünde varlığını ortaya koymuştur (yayınlanmamış veriler). Bitkilerden ağızdan salgılanan Vg'nin, bitkilerin savunmalarına zarar vermek için bir efektör olarak işlev gördüğü yeni bildirilmiştir34. N. cinctiaces'in Vg'sinin tükürük akışıyla bitki konakçısına da salınıp bırakılamayacağı ve daha sonra bitki savunmasına müdahale etmek için bitkide rol oynayıp oynayamayacağı bilinmemektedir. N. cinctiaceps'in bitki savunmasını inhibe etmek veya aktive etmek için Vg gibi tükürük proteinlerini kullanıp kullanmadığını ele almak için ilk adım, beslenme sırasında bitkiye salınan proteinleri tanımlamaktır. Bitkide bulunan tükürük proteinlerini tanımlama yöntemini anlamak, tükürük proteinlerinin işlevini ve Hemiptera ile bitkiler arasındaki etkileşimleri açıklamak için potansiyel olarak gereklidir.
Burada sunulan protokolde, N. cinctiacps , böcek besleme yoluyla tanıtılan bitki konakçısında tükürük proteinlerinin varlığını incelemek için bir yöntem sağlamak için bir örnek olarak kullanılmıştır. Protokol öncelikle tükürük proteinlerinin toplanmasını ve tespitini detaylandırır ve çoğu hemipteran üzerinde daha fazla araştırma için yararlıdır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Virülifer olmayan yetişkin yaprakçıklar, Çin'deki Fujian Tarım ve Ormancılık Üniversitesi'ndeki Vektör Kaynaklı Virüs Araştırma Merkezi'nde çoğaltıldı.
1. Virülifer olmayan böcek yetiştiriciliği
2. Virüs edinimi ve virülifer böceklerin toplanması
3. Bir besleme kafesi kullanarak tükürük proteinlerinin toplanması
4. Reaktif hazırlama
5. Tükürük ve viral proteinleri tespit etmek için Batı lekelenmesi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Şekil 1, bu protokoldeki tüm adımları göstermektedir: böcek yetiştiriciliği, virüs edinimi, pirinç besleme yoluyla tükürük proteinlerinin toplanması ve batı lekesi. Batı lekeleri sonuçları, Vg'ye karşı antikorlarla inkübe edilen zardaki böceklerin pirinç ve tükürük bezlerinin beslenme örneklerinde yaklaşık 220 kDa'lık spesifik ve beklenen bantların gözlendiğini göstermiştir. Buna karşılık, beslenmeyen pirinç örneğinde bant gözlenmemiştir. Şekil 2'deki s...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Delici emici böceklerin tükürük bezleri tarafından doğrudan salgılanan tükürük çok önemli bir rol oynar, çünkü konakçı dokuları ve vektörlerin krallıklar arası biyolojik faktörlerini konakçılara önceden sindirir ve detoksifiye eder 1,3,4. Elicitors, efektörler ve küçük RNA dahil olmak üzere krallıklar arası biyolojik faktörler, böcek-konakçı iletişimi için kritik öneme sahiptir14,15,16
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yok.
Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (31772124 ve 31972239) ve Fujian Tarım ve Ormancılık Üniversitesi'nden (Grant KSYLX014) gelen hibelerle desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| < güçlü > Reaktifler< / güçlü > | |||
| Tris baz | Roche | D609K69032 | 5 kez; Tris-glisin tamponu ve 10 kez; TBS tampon hazırlama |
| glisin | Sigma-Aldrich | WXBD0677V | 5 kez; Tris-glisin tampon hazırlama |
| SDS | Sigma-Aldrich | SLCB4394 | 5 kez; Tris-glisin tampon hazırlama |
| NaCl | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | 10019318 | 10 kez; TBS tampon hazırlama |
| KCl | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | 10016318 | 10 kez; TBS tampon hazırlama |
| ve szlig; - merkaptoetanol | Xiya Reaktif | B14492 | 4 kez; protein numunesi tampon hazırlama |
| bromofenol mavisi | Sigma-Aldrich | SHBL3668 | 4 kez; protein numunesi tampon hazırlama |
| gliserol | Sinopharm Kimyasal Reaktif Co, Ltd | 10010618 | 4 kez; protein örnek tampon hazırlama |
| metanol | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | 10014118 | Transfer tamponu hazırlığı için |
| Tween 20 | Coolaber BİLİM & TeCHNoLoGY | CT30111220 | TBST hazırlığı için |
| yağsız kuru süt | Becton.Dickinso ve şirket | 252038 | Membran blokajı, antikorlar için seyreltme |
| keçi tavşan önleyici IgG | Sangon Biotech | D110058-0001 | Birincil andibody |
| ECL Western kitinin | ThermoFisher Scientific | 32209 | Kemilüminesan substrat |
| nitroselüloz membran | Pall Corporation | 25312915 | Protein transferi için |
| Tamponlar ve Çözeltiler | |||
| Tampon | Kompozisyon | Yorumlar/Açıklama | |
| 5&kez; Tris-glisin tamponu | 15.1 g Tris baz 94 g glisin 1 L steril suda | Stok çözeltisi | |
| 1 ve kez; Tris-glisin tamponu | 200 mL 5 & kez; Tris-glisin tamponu 800 mL steril su | Çalışma solüsyonu, SDS-PAGE | |
| 10× için; Tris tamponlu tuzlu su (TBS) tamponu | 80 g NaCl 30 g Tris baz 2 g KCl 1 L steril suda | ||
| Tween 20 (TBST) çözeltisi ile | TBS 100 mL 10&/kez; TBS çözeltisi 3 mL Tween 20 900 mL steril su | Çalışma çözeltisi | |
| 4 kez; protein numune tamponu | 8 g SDS 4 mL ß-merkaptoetanol 0.02 g bromofenol mavi 40 mL gliserol 40 mL'de 0.1 M Tris-HCl (pH 6.8) | Protein ekstraksiyonu için | |
| Transfer tamponu | 800 mL Tris-glisin tamponu 200 mL metanol | İçin protein | |
| transferi Aletler< / güçlü > | |||
| Bromofenol mavisi | Sigma-Aldrich | SHBL3668 | 4x protein numunesi için Tampon hazırlama |
| Sabit sıcaklık inkübatörü | Ningbo Saifu Experimental Instrument Co., Ltd. | PRX-1200B | Yaprak zararlısı yetiştirmek için |
| Elektroforez | Tanon Science & Teknoloji Co., Ltd. | SDS-PAGE için | Tanon EP300 |
| BIO-RAD | 1703935 | SDS-PAGE | |
| gliserol | için Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | 10010618 | 4x protein numunesi tampon hazırlama |
| glisin | Sigma-Aldrich | WXBD0677V | 5x Tris-glisin tampon hazırlama |
| keçi anti-tavşan IgG | Sangon Biotech | içinD110058-0001 | Birincil andtikor |
| Yüksek geçişli doku öğütme aletinin | Shanghai Jingxin Industrial Development Co., Ltd. | JXFSIPRP-24 | Bitki dokularını öğütmek için |
| KCl | Sinopharm Chemical Reactive Co., Ltd | 10016318 | 10x TBS tampon hazırlama için |
| metanol | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | 10014118 | Transfer tamponu hazırlama için |
| Mini ıslak ısı transfer teknesi | SDS-PAGE | ||
| NaCl | Sinopharm Kimyasal Reaktif Co., Ltd | için BIO-RAD 1703930 | 10019318 10x TBS tampon hazırlama nitroselüloz |
| membran | için Pall Corporation | 25312915 | Proteinler için |
| yağsız kuru süt | Becton.Dickinso ve şirket | 252038 | Membran blokajı, antikor seyreltmesi için |
| Pierce ECL Western kiti | ThermoFisher Scientific | 32209 | Kemilüminesan substrat |
| Protein renk aleti | GE Sağlık biyo-bilimleri AB | Amersham lmager 600 | Proteinleri tespit etmek için |
| SDS | Sigma-Aldrich | SLCB4394 | 5x Tris-glisin tampon hazırlığı için |
| Tris baz | Roche | D609K69032 | 5x Tris-glisin tamponu ve 10 kez; TBS tampon hazırlama |
| Tween 20 | Coolaber BİLİM & TBST hazırlığı için TeCHNoLoGY | CT30111220 | SDS-PAGE |
| dikey plaka elektroforez tankı | BIO-RAD | ||
| 1658001 Su banyosu | Shanghai Jinghong Experimental equipment Co., Ltd. | XMTD-8222 | Protein örneklerini kaynatmak için |
| beta;-merkaptoetanol | Xiya Reaktifi | B14492 | 4x protein örneği tampon hazırlığı için |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste