تربية وحقن<em> ماندوكا سيكستا</em> اليرقات لتقييم الفوعة البكتيرية
Summary
وصف الأسلوب هنا يستخدم الحقن المباشر للبكتيريا الممرضة للحشرات في hemocoel من<em> ماندوكا سيكستا</em> يرقات الحشرات.<em> M. سيكستا</em> هو حشرة المتاحة تجاريا ومدروسة. وبالتالي، هذا الأسلوب يمثل نهجا بسيطة لتحليل التفاعلات المضيفة للبكتيريا من منظور واحد أو الشركاء على حد سواء.
Abstract
ويعتبر ماندوكا سيكستا، المعروف باسم hornworm التبغ، آفة كبيرة الزراعية، وتغذية النباتات على باذنجاني بما في ذلك التبغ والطماطم. قابلية M. سيكستا اليرقات إلى مجموعة متنوعة من الأنواع البكتيرية الممرضة للحشرات 1-5، فضلا عن ثروة من المعلومات المتاحة عن نظام الحشرة المناعة 6-8، وتسلسل الجينوم انتظار 9 جعله كائن نموذج جيد للاستخدام في دراسة المضيف ميكروب التفاعلات خلال المرضية. وبالإضافة إلى ذلك، M. سيكستا يرقات كبيرة نسبيا وسهلة للتلاعب والحفاظ على النسبية في المختبر لأنواع أخرى عرضة للحشرات. حجمها كبير كما يسهل كفاءة الأنسجة / الدملمف استخراج لتحليل استجابة العائل للإصابة.
الأسلوب المعروضة هنا يصف الحقن المباشر للبكتيريا في hemocoel (تجويف الدم) من M. سيكستا اليرقات. هذا النهجيمكن استخدامها لتحليل ومقارنة خصائص الفوعة الأنواع البكتيرية المختلفة، سلالات، أو ببساطة من خلال مراقبة طفرات الوقت حتى الموت الحشرات بعد الحقن. وقد تم تطوير هذه الطريقة لدراسة تسببها Xenorhabdus والأنواع Photorhabdus، والتي عادة ما تربط مع ناقلات الديدان الخيطية كوسيلة للدخول في الحشرات. النيماتودا الممرضة للحشرات تصيب اليرقات عادة عن طريق الجهاز الهضمي أو فتحات الجهاز التنفسي الطبيعية، والافراج عن محتوياتها البكتيرية التكافلية في الدملمف الحشرات (الدم) بعد فترة وجيزة 10. طريقة الحقن الموصوفة هنا يتجاوز الحاجة إلى ناقلات الديدان الخيطية، وبالتالي uncoupling آثار البكتيريا والديدان الخيطية على الحشرات. هذا الأسلوب يسمح للتعداد دقيق للمواد المعدية (الخلايا أو البروتين) في اللقاح، وهو أمر غير ممكن باستخدام طرق أخرى موجودة لتحليل entomopathogenesis، بما في ذلك الخدش 11 و فحوصات السمية عن طريق الفم 12 <eم>. أيضا، فحوصات السمية عن طريق الفم معالجة الفوعة من السموم يفرز التي أدخلت على الجهاز الهضمي من اليرقات، في حين أن طريقة الحقن المباشر يتناول ضراوة خلية كاملة قائح.
الأداة المساعدة لطريقة الحقن المباشر كما هو موضح هنا هو تحليل المرضية البكتيرية من خلال رصد وفيات الحشرات. ومع ذلك، يمكن بسهولة هذه الطريقة يتم توسيع لاستخدامها في دراسة آثار العدوى على M. سيكستا الجهاز المناعي. الحشرة يستجيب للإصابة عن طريق كل من الاستجابات الخلطية والخلوية. الاستجابة الخلطية يتضمن الاعتراف البكتيرية المرتبطة أنماط الإنتاج واللاحقة من الببتيدات المضادة للميكروبات المختلفة 7؛ يمكن رصدها في التعبير عن الجينات ترميز هذه الببتيدات لاحقة للإصابة المباشرة عبر استخراج الحمض النووي الريبي والكمية PCR 13. الاستجابة الخلوية للإصابة ينطوي تكوين العقد الجذرية، التغليف، والبلعمة من العوامل المعدية عن طريق hemocytes 6 </sup>. لتحليل هذه الاستجابات، يمكن تشريح الحشرات وحقن المجهري تصور من قبل 13 و 14.
Protocol
Representative Results
Discussion
والحقن المباشر للM. سيكستا اليرقات مع البكتيريا الممرضة للحشرات، كما هو موضح هنا، بمثابة وسيلة بسيطة وفعالة لتحليل الفوعة الجرثومية. الأسلوب هو أيضا قابلة للتكيف للغاية لتناسب مختلف المواضيع التجريبية و / أو شروط. يمكن تحضير البكتيريا بطرق مختلفة قبل الحقن. في ح…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
الكتاب أود أن أشكر أعضاء الماضية من مختبر غوودريتش وبلير: سامانثا بستان، كولز كيمبرلي، ايرين هربرت-تران، ريتشاردز جريج، ميغان مينار، وبارك Youngjin لما قدموه من مساهمات في تطوير هذا البروتوكول. وقد تم تمويل هذا العمل من قبل مؤسسة العلوم الوطنية منحة IOS-0950873 والمعاهد الوطنية للصحة الزمالة FAI084441Z NRSA.
Materials
| Reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| 90 mm filter paper | Whatman | 1001 090 | |
| Glass filter holder | Millipore | XX1004700 | |
| Manduca sexta eggs | Carolina Biological Supply | 143880 | |
| Gypsy Moth Diet + agar | MP Biomedicals | 0296029301 | |
| 5.5 oz. plastic containers and lids | Solo Cup Company | URC55-0090 Pl4-0090 | |
| 1 oz. plastic containers and lids | DART Container Corporation | 100PC 100PCL25 | |
| 1x PBS | 137 mm NaCl, 2.7 mM KCl, 8 mM Na2HPO4, 1.46 mM KH2PO4, pH 7.4 | ||
| Syringe | Hamilton | 80208 | 30 gauge, 0.375″ length, point style 2 |
References
- Bintrim, S. B., Ensign, J. C. Insertional inactivation of genes encoding the crystalline inclusion proteins of Photorhabdus luminescens results in mutants with pleiotropic phenotypes. J. Bacteriol. 180, 1261-1269 (1998).
- Schesser, J. H., Kramer, K. J., Bulla, L. A. Bioassay for homogeneous parasporal crystal of Bacillus thuringiensis using the tobacco hornworm, Manduca sexta. Appl. Environ. Microbiol. 33, 878-880 (1977).
- Péchy-Tarr, M., Bruck, D. J., Maurhofer, M., Fischer, E., Vogne, C., Henkels, M. D., Donahue, K. M., Grunder, J., Loper, J. E., Keel, C. Molecular analysis of a novel gene cluster encoding an insect toxin in plant-associated strains of Pseudomonas fluorescens. Environ. Microbiol. 10, 2368-2386 (2008).
- Nuñez-Valdez, M. E., Calderón, M. A., Aranda, E., Hernández, L., Ramírez-Gama, R. M., Lina, L., Rodríguez-Segura, Z., Gutiérrez Mdel, C., Villalobos, F. J. Identification of a putative Mexican strain of Serratia entomophila pathogenic against root-damaging larvae of Scarabaeidae (Coleoptera). Appl. Environ. Microbiol. 74, 802-810 (2008).
- Forst, S. A., Tabatabai, N. Role of the histidine kinase, EnvZ, in the production of outer membrane proteins in the symbiotic-pathogenic bacterium Xenorhabdus nematophilus. Appl. Environ. Microbiol. 63, 962-968 (1997).
- Kanost, M. R., Jiang, H., Yu, X. Q. Innate immune responses of a lepidopteran insect, Manduca sexta. Immunol. Rev. 198, 97-105 (2004).
- Yu, X. Q., Zhu, Y. F., Ma, C., Fabrick, J. A., Kanost, M. R. Pattern recognition proteins in Manduca sexta plasma. Insect Biochem. Mol. Biol. 32, 1287-1293 (2002).
- Eleftherianos, I., ffrench-Constant, R. H., Clarke, D. J., Dowling, A. J., Reynolds, S. E. Dissecting the immune response to the entomopathogen Photorhabdus. Trends Microbiol. 18, 552-560 (2010).
- Herbert, E. E., Goodrich-Blair, H. Friend and foe: the two faces of Xenorhabdus nematophila. Nat. Rev. Microbiol. 5, 634-646 (2007).
- D’Argenio, D. A., Gallagher, L. A., Berg, C. A., Manoil, C. Drosophila as a model host for Pseudomonas aeruginosa Infection. J. Bacteriol. 183, 1466-1471 (2001).
- Waterfield, N., Dowling, A., Sharma, S., Daborn, P. J., Potter, U., Ffrench-Constant, R. H. Oral toxicity of Photorhabdus luminescens W14 toxin complexes in Escherichia coli. Appl. Environ. Microbiol. 67, 5017-5024 (2001).
- Park, Y., Herbert, E. E., Cowles, C. E., Cowles, K. N., Menard, M. L., Orchard, S. S., Goodrich-Blair, H. Clonal variation in Xenorhabdus nematophila virulence and suppression of Manduca sexta immunity. Cell. Microbiol. 9, 645-656 (2007).
- Park, Y., Kim, Y., Putnam, S. M., Stanley, D. W. The bacterium Xenorhabdus nematophilus depresses nodulation reactions to infection by inhibiting eicosanoid biosynthesis in tobacco hornworms, Manduca sexta. Arch. Insect Biochem. Physiol. 52, 71-80 (2003).
- Cowles, K. N., Cowles, C. E., Richards, G. R., Martens, E. C., Goodrich-Blair, H. The global regulator Lrp contributes to mutualism, pathogenesis and phenotypic variation in the bacterium Xenorhabdus nematophila. Cell. Microbiol. 9, 1311-1323 (2007).
- Cowles, K. N., Goodrich-Blair, H. Expression and activity of a Xenorhabdus nematophila haemolysin required for full virulence towards Manduca sexta insects. Cell. Microbiol. 7, 209-219 (2005).
- Goodrich-Blair, H., Clarke, D. J. Mutualism and pathogenesis in Xenorhabdus and Photorhabdus: two roads to the same destination. Mol. Microbiol. 64, 260-268 (2007).
- Eleftherianos, I., Baldwin, H., ffrench-Constant, R. H., Reynolds, S. E. Developmental modulation of immunity: changes within the feeding period of the fifth larval stage in the defence reactions of Manduca sexta to infection by Photorhabdus. J. Insect Physiol. 54, 309-318 (2008).
- Kavanagh, K., Reeves, E. P. Exploiting the potential of insects for in vivo pathogenicity testing of microbial pathogens. FEMS Microbiol. Rev. 28, 101-112 (2004).
