Sitogenetik teknikle Bemisia tabaci yumurta döllenme oranı belirleme
Summary
Biz ‘ 4, 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI fertilizasyon oranını belirlemek için) ve haplodiploid invaziv haşere Bemisia tabacibirincil seks oranını kullanarak basit bir sitogenetik teknik mevcut.
Abstract
Su emme whiteflies birkaç türün en zarar verici karasal zararlıları dünya çapında onlar yamamak ürün hasar ve onlar vektör bitki virüs nedeniyle bazılarıdır. Çok sayıda çalışma farklı ortamlarda bu türlerin biyolojinin rağmen bir anahtar yaşam öyküsü parametresi, çoluk çocuk seks oranları, az ilgi aldı, henüz nüfus dinamikleri tahmin için önemlidir. Bemisia tabaci birincil seks oranı (oviposition seks oranı) asla bildirilmiştir ama bu haplodiploid böcek yumurta döllenme oranı belirlenerek bulunabilir. Teknik çamaşır suyu, fiksasyon adımlar bir dizi ve genel DNA floresan leke, DAPI (4 ‘, 6-diamidino-2-phenylindole, DNA’ya bağlanıcı floresan boya), kadın ve erkek pronuclei bağlamak için uygulanması ile yumurta dechorionation içerir. Burada, teknik ve endosimbiyotik bir bakteri olup olmadığını Rickettsia’nin sp. nr sınamak için kendi uygulamalarına örnek olarak mevcut. bellii, B. tabacibirincil seks oranı etkiledi. Bu yöntem, whiteflies nüfus çalışmaları veya seks ayırma ile bazı çevresel uyaranlara varsa belirlemede yardımcı.
Introduction
Seks ayırma çalışma veya göreli yatırım içinde erkek ve kadın çoluk çocuk, bir davranışsal ekoloji1,2,3temel taşıdır. Davranış adaptif modelleri sınama gücünü yanı sıra, seks ayırma stratejisi bir organizmanın bilerek onun nüfus dinamikleri modelleri iyileştirebilir. Birçok tür seks ayırma anneler tarafından kontrol edilir. Seks ayırma belirlemek için birincil seks oranı veya kadın oranı yumurta yükünün zaman belirlemek önemlidir. Yetişkin ortaya çıkması seks oranında seks ayırma ipuçları sağlayabilir rağmen diferansiyel gelişim mortalite erkek ve dişi gençler arasında yaygın olarak yetişkin seks oranı önemli ölçüde çarpık. Hymenoptera, karıncalar, arılar ve eşekarısı, içeren sipariş böceklerin bazı türleri içinde birincil seks oranı embriyolar genetik DNA görüntülemek için boyama sitogenetik deneyleri ile tespit edilmiştir. Hymenopterans haplodiploid olduğundan, yeni başlayan bir erkek yumurta haploit ve yeni başlayan kadın yumurta diploit ve hem erkek hem de dişi pronuclei (2n) içeren iken sadece kadın pronucleus (n), içerir. Aleyrodidae, true whiteflies bilinen böcek (Hemiptera) sap besleme Aile olmakla birlikte aynı zamanda haplodiploid, birincil seks oranı bu böcekler için kurulan bir tahlil olmamıştır. Bu belki de bu ailenin kaç kozmopolit ciddi zararlıları, çalışma ve cinsiyet oranları whiteflies4,5,6,7 rekabetçi etkileşimleri önemini yoğunluğu göz önüne alındığında şaşırtıcı olduğunu ,8,9,10 ve nüfus dinamikleri genellikle. Haplodiploid böcekler de seks belirlenmesi sistemleri, seçici döllenme ve çevre ile2farklı değişken seks oranları imkanı sağlayan tarafından seks oranları serbest. Burada topluca sweetpotato whitefly bilinen whiteflies türler kompleksinin birincil seks oranını belirlemek için bir teknik mevcut B. tabaci. Bu bir tür ismi birden fazla 28 tür dünya çapında11kapsar ve en zarar verici küresel invaziv zararlıları12,13bazılarını içerir. Bu tekniğin uygulanması seks ayırma şablonlarını B. tabaci ve diğer Aleyrodidae belirlemek için sıcaklık, ana bitki, endosimbiyotik bakteri veya bitki/whitefly gibi değişkenlerin daha titiz bir araştırma sağlayacak patojenler, whitefly birincil seks oranları ve whitefly nüfus dinamikleri etkileyebilir.
Biz herhangi bir karşılaştırılabilir yumurta boyama teknikleri B. tabaciiçin farkında değiller. Bir gecede fiksasyon adım atlar ve bu nedenle, içinde 3 h tamamlanmış olması gibi diğer böcek yumurta14 için kullanılan boyama yöntemleri ile karşılaştırıldığında uygun iletişim kuralıdır. Bir uygulama, bir endosimbiyotik bakteri, Rickettsia’nin sp. nr bir örnek olarak. bellii, laboratuvar hatlarımız B. tabaci Orta Doğu Asya küçük 1 (MEAM1)15,16kadın önyargı ile ilişkilidir. Bir B. tabaci MEAM1 laboratuvar satırda (“MAC1,” Maricopa tarım Merkezi’nden toplanan), biz test olup olmadığını Rickettsia’nin-virüslü (R+) kadın döllemek bulaşmamış (R–) dişilerden daha çok yumurta.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu döllenme oranı veya B. tabacibirincil seks oranını yakalamak için ilk kuralıdır. Bu protokol bu değil daha onlar düzeltilinceye kadar yumurta oviposited beri 1 saat geçti sağlamak whitefly yumurta hızlı bir şekilde ele alınacağını öğrenmek araştırmacılar gerektirir mücadeledir. Ön deneyler sırasında 3 h ya da daha fazla postoviposition tespit edildi yumurta döllenme, syngamy meydana gelmiş ve Mitotik bölünmeler devam edildi olarak gözlemlemek için çok yaşlı idi. 1-3 h aras?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu araştırma için M.S.H. bir NSF grant (DEB-1020460) M.S.H. için ve USDA AFRI grant (2010-03752) tarafından finanse edildi Yazarlar Brennan Zehr whitefly yumurta çok beceri ve Zen ile boyama için teşekkür ederiz. Yazar Mike Riehle onun floresan mikroskop görüntüleme için kullanımına izin için teşekkür ederiz. Yazarlar Suzanne Kelly ve Marco Gebiola yumurta görüntüler için teşekkür ederiz. Yazarlar Suzanne Kelly ve Jimmy Conway deneyler sırasında çok önemli anlarda yardım ettiğin için teşekkür ederim.
Materials
| 1XPBS | Any | ||
| 1XTBST | Any | 5X solution made from 30g Tris, 43.8g NaCl, 5 mL Tween-20 and 1.0g NaN3 pH7.5, and brought to 1L with PCR grade water | |
| Bleach | Clorox | Any household bleach will work as long as it can be diluted to 0.83% Sodium hypochlorite | |
| Clear nail polish | Any | ||
| DAPI dilactate | Santa Cruz Biotechnology | sc300415 | |
| Ethanol | Any | Dilute to 70% EtOH | |
| Fluorescent microscope | Nikon | Nikon Eclipse 50i was used in this experiment, but any fluorescent microscope with 340/380 nm excitation filter and at least 4-10X magnification can be used | |
| Glacial acetic acid | Mallinckrodt | UN2789 | |
| Glycerol | Any | ||
| Microscope | Wild | A Wild M5A microscope was used for this experiment, but any microscope where the operator can clearly see the whitefly eggs can be used | |
| Microscope slide covers | Any | Methods are for 18mm x 18mm sized slide covers. More mounting media will need to be added for larger slide covers. | |
| Microscope slides | Any | ||
| Minuten nadel pins | BioQuip | 1208SA | Minuten nadel pins are optional for fashioning as probes with pipette tips |
| NaCl | Any | ||
| NaN3 | Any | ||
| n-propyl-gallate | Sigma/Santa Cruz Biotechnology | P3130/sc-250794 | |
| Parafilm | Bemis | ||
| Pasteur pipettes | Fisher Scientific | 13-678-20A | Fisherbrand Disposable Borosilicate glass Pasteur pipettes 5.75 in. A Bunsen burner may also be needed if operator would like to lengthen and narrow pipettes |
| PCR grade water | Any | ||
| Pipette tips | Any | Pipette tips are optional for fashioning as probes with minuten nadel pins | |
| Small dropper bulb | Any | Must fit on Pasteur pipette | |
| Tris | Any | ||
| Tween-20 | Any |
References
- Charnov, E. L., May, R. M. Sex ratio in spatially structured populations. The Theory of Sex Allocation. , 67-92 (1982).
- Godfray, H. C. J. . Parasitoids: behavioral and evolutionary ecology. , (1994).
- Bourke, A. F. G., Franks, N. R. . Social Evolution in Ants. , (1995).
- Pascal, S., Callejas, C. Intra- and interspecific competition between biotypes B and Q of Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) from Spain. Bulletin of Entomological Research. 94 (4), 369-375 (2004).
- Liu, S. -. S., et al. Asymmetric mating interactions drive widespread invasion and displacement in a whitefly. Science. 318 (5857), 1769-1772 (2007).
- Crowder, D. W., Sitvarin, M. I., Carrière, Y. Mate discrimination in invasive whitefly species. Journal of Insect Behavior. 23 (5), 364-380 (2010).
- Crowder, D. W., Sitvarin, M. I., Carrière, Y. Plasticity in mating behaviour drives asymmetric reproductive interference in whiteflies. Animal Behaviour. 79 (3), 579-587 (2010).
- Tsueda, H., Tsuchida, K. Reproductive differences between Q and B whiteflies, Bemisia tabaci, on three host plants and negative interactions in mixed cohorts. Entomologia Experimentalis et Applicata. 141, 197-207 (2011).
- Wang, P., Crowder, D. W., Liu, S. -. S. Roles of mating behavioural interactions and life history traits in the competition between alien and indigenous whiteflies. Bulletin of Entomological Research. 102 (4), 395-405 (2012).
- Sun, D. -. B., Li, J., Liu, Y. -. Q., Crowder, D. W., Liu, S. -. S. Effects of reproductive interference on the competitive displacement between two invasive whiteflies. Bulletin of Entomological Research. 104 (3), 334-346 (2014).
- Liu, S. -. S., Colvin, J., De Barro, P. J. Species concepts as applied to the whitefly Bemisia tabaci systematics: how many species are there?. Journal of Integrative Agriculture. 11 (2), 176-186 (2012).
- Gilbertson, R. L., Batuman, O., Webster, C. G., Adkins, S. Role of the insect supervectors Bemisia tabaci and Frankliniella occidentalis in the emergence and global spread of plant viruses. Annual Review of Virology. 2 (1), 67-93 (2015).
- Giorgini, M., et al. Rickettsia symbionts cause parthenogenetic reproduction in the parasitoid wasp Pingala soemius (Hymenoptera: Eulophidae). Applied and Environmental Microbiology. 76 (8), 2589-2599 (2010).
- Himler, A. G., et al. Rapid spread of a bacterial symbiont in an invasive whitefly is driven by fitness benefits and female bias. Science. 332 (6026), 254-256 (2011).
- Cass, B. N., et al. Dynamics of the endosymbiont Rickettsia in an insect pest. Microbial Ecology. 70 (1), 287-297 (2015).
- Vavre, F., de Jong, J. H., Stouthamer, R. Cytogenetic mechanism and genetic consequences of thelytoky in the wasp Trichogramma cacoeciae. Heredity. 93 (6), 592-596 (2004).
- Cass, B. N., et al. Conditional fitness benefits of the Rickettsia bacterial symbiont in an insect pest. Oecologia. 180 (1), 169-179 (2016).
- Hunter, M. S., Asiimwe, P., Himler, A. G., Kelly, S. E. Host nuclear genotype influences phenotype of a conditional mutualist symbiont. Journal of Evolutionary Biology. 30, 141-149 (2017).
- Gottlieb, Y., et al. Inherited intracellular ecosystem: symbiotic bacteria share bacteriocytes in whiteflies. FASEB Journal. 22 (7), 2591-2599 (2008).
- Luan, J., Sun, X., Fei, Z., Douglas, A. E. Maternal inheritance of a single somatic animal cell displayed by the bacteriocyte in the whitefly Bemisia tabaci. Current Biology. 28 (3), 459-465 (2018).
- Guo, J. -. Y., Cong, L., Wan, F. -. H. Multiple generation effects of high temperature on the development and fecundity of Bemisia tabaci (Gennadius) (Hemiptera: Aleyrodidae) biotype B. Insect Science. 20 (4), 541-549 (2013).
- Cui, X., Wan, F., Xie, M., Liu, T. Effects of heat shock on survival and reproduction of two whitefly species, Trialeurodes vaporariorum and Bemisia tabaci biotype B. Journal of Insect Science. 8 (24), (2008).
- Boykin, L. M. Bemisia tabaci nomenclature: Lessons learned. Pest Management Science. 70 (10), 1454-1459 (2014).
- Qin, L., Pan, L. -. L., Liu, S. -. S. Further insight into reproductive incompatibility between putative cryptic species of the Bemisia tabaci whitefly complex. Insect Science. 23 (2), 215-224 (2016).
