噛む昆虫マンドゥカセクスタによる侵入時のジャガイモの遺伝子発現研究を簡素化する剥離葉アッセイ

ハーブは、植物が攻撃を識別し、その生存のための適切な応答をマウントすることができる一連の分子イベントを動かしています。植物は、昆虫を噛むから2つの基本的な手がかりを受け取ります。1つは組織への物理的損傷から、もう1つは昆虫特有の物質から。損傷関連分子パターン(AMP)は、幼虫の口部によって生み出される損傷に応答して放出され、ホルモンジャスモン酸の増加および防御遺伝子1の転写をもたらす明確に定義された創傷応答を引き起こす。最もよく知られているダンプの1つは、システミン、葉が傷ついた後に大きなプロシマリンタンパク質の切断によって形成されるポリペプチド2、3である。ジャスモン酸創傷応答は、毛虫唾液、腸中身(逆流)およびFEC(フラス)4に由来することができる、ハーブ動物関連分子パターン(HAMP)によってさらに調節される。昆虫は、防御応答5を高めるか、または回避するためにこれらの物質を使用します。転写因子は、下流防衛遺伝子6、7、8の調節を介して防御応答におけるホルモン信号からのメッセージを中継する。

実験室の設定で使用される植物昆虫の相互作用研究の中には、昆虫による自然な摂食方法を近似する目的で、シミュレートされたタイプの植物と昆虫の相互作用研究があります。模擬ハーブは、通常、ダンプの放出を引き起こし、防御遺伝子の産生を引き起こすのに十分な昆虫の口分けの特定のメカニズムを模倣する様々なツールを使用して植物組織に人工的な損傷を作成することによって達成されます。口腔分泌物や逆流剤などの他の昆虫特異的成分は、多くの場合、HAMP9、10、11からの寄与を複製するために追加される。特定のサイズと創傷のタイプの作成と正確な量のHAMPの適用は、研究のこれらのタイプの1つの利点であり、より再現性の高い結果を提供することができます。植物組織への損傷が被養昆虫や実験室で飼育された昆虫の適用によって達成される自然なハーブ類研究は、創傷サイズとHAMP量が昆虫の行動によって支配され、変動性を追加するので、しばしばより困難である。データ。自然対シミュレートされた方法とその長所と短所は、文献12、13、14でよく議論されています。

転写因子などの早期シグナル伝達事象を研究するには、葉の一定の割合を比較的短い時間で消費する必要があるため、幼虫はすぐに噛み始め、葉が分析のために凍結されるまで消費を維持する必要があります。M.sextaは、その幼虫の段階の多くの間に複数のソラナス植物の貪欲なフィーダーであり、比較的短い^時間15で最大ダメージを与えるのに理想的です。これは、昆虫が葉面16、17に接触した直後に植物応答が起こるので、早期シグナル伝達事象を研究する際に便利である。封じ込めの一般的に使用されるクリップケージの方法は、複数のケージが幼虫の除去または追加を可能にするために実験全体を通して継続的な調整を必要とするように、不器用であることを証明します。葉はまた、同時に複数の昆虫の餌を支えるのに十分な大きさと強さでなければなりません。これらのタイプのジャガイモ植物は、摂食を観察するために大量のスペースを必要とします。幼虫はしばしば葉の表面の下側に移動し、また摂食観察を非常に困難にします。これらの実験を行うために植物全体を使用することは明らかに面倒です。

現在の研究では、植物全体ではなくペトリ皿に分離された剥離葉を使用して、ハーブを研究するための植物全体のアプローチを合理化し、簡素化しています。本研究におけるプロトコルの適用は、M.セクスタ幼虫による生体損傷後のジャガイモ葉の早期誘導C2H2転写因子の群の観察に限定される。