Parazitoid Yaban Arısı Trichogramma dendrolimi'den Yapay Bir Konakçı Kullanarak Zehir Çıkarılması
Summary
Burada, polietilen film ve amino asit çözeltisi ile oluşturulan yapay bir konakçı kullanarak Trichogramma dendrolimi’den zehir çıkarmak için bir protokol sunuyoruz.
Abstract
Parazitoid yaban arıları, haşere biyokontrolü için paha biçilmez kaynaklar olarak hizmet eden çeşitli bir hymenopteran böcek grubudur. Başarılı parazitizm sağlamak için parazitoid yaban arıları, konakçılarının bağışıklığını bastırmak, konakçıların gelişimini, metabolizmasını ve hatta davranışlarını modüle etmek için konakçılarına zehir enjekte eder. 600.000’den fazla tahmini türle, parazitoid yaban arılarının çeşitliliği,, koni salyangozları ve örümcekler gibi diğer zehirli hayvanlarınkini geride bırakıyor. Parazitoid yaban arısı zehiri, haşere kontrolü ve tıpta potansiyel uygulamaları olan, yeterince keşfedilmemiş bir biyoaktif molekül kaynağıdır. Bununla birlikte, parazitoit zehrin toplanması, doğrudan veya elektriksel stimülasyonun kullanılamaması ve küçük boyutları nedeniyle diseksiyonun zorluğu nedeniyle zordur. Trichogramma , hem tarımda hem de ormanlarda lepidopteran zararlılarının biyolojik kontrolü için yaygın olarak kullanılan küçük (~0,5 mm) yumurta parazitoid yaban arısı cinsidir. Burada, yapay konakçılar kullanarak T. dendrolimi’den zehir çıkarmak için bir yöntem bildiriyoruz. Bu yapay konakçılar, polietilen film ve amino asit çözeltileri ile oluşturulur ve daha sonra parazitizm için Trichogramma yaban arıları ile aşılanır. Zehir daha sonra toplandı ve konsantre edildi. Bu yöntem, zehir rezervuarı diseksiyon protokollerinde yaygın bir sorun olan diseksiyonun neden olduğu diğer dokulardan kontaminasyonu önlerken, büyük miktarlarda Trichogramma zehirinin çıkarılmasını sağlar. Bu yenilikçi yaklaşım, Trichogramma zehirinin incelenmesini kolaylaştırarak yeni araştırmaların ve potansiyel uygulamaların önünü açıyor.
Introduction
Parazitoid yaban arıları, biyolojik mücadele için önemli kaynaklar olan parazitik hymenopteran böceklerdir1. 600.000’den fazla tahmini türe sahip çok çeşitli parazitoid yaban arıları vardır2. Parazitoid yaban arılarının çeşitliliği,, koni salyangozları, örümcekler, akrepler ve arılar gibi diğer zehirli eklembacaklılarınkinden çok daha fazladır. Zehir, parazitoid yaban arılarında önemli bir parazit faktörüdür. Başarılı bir parazitizm için, konakçıya zehir enjekte edilir ve konakçının davranışını, bağışıklığını, gelişimini ve metabolizmasını modüle eder3. Dahası, parazitoid yaban arılarının zehiri, moleküler yapılarında, hedeflerinde ve işlevlerinde dikkate değer bir çeşitlilik gösterir ve konakçılarıyla karmaşık birlikte evrimi yansıtır. Bu nedenle, parazitoid zehir, böcek öldürücü veya tıbbi amaçlar için değerli ve yeterince takdir edilmeyen bir aktif molekül kaynağıdır4. Yılan, koni salyangoz, örümcek, akrep ve arı zehirinin aksine, parazitoid yaban arısı zehiri doğrudan stimülasyon veya elektriksel stimülasyon ile toplanamaz5. Parazitoid yaban arısı zehirinin çıkarılması için mevcut yöntem, zehir rezervuarını incelemektir. Bununla birlikte, parazitoid yaban arıları genellikle küçüktür ve parazitoid yaban arılarının diseksiyonu yüksek teknik beceriler gerektirir. Bu nedenle, parazitoid yaban arılarının zehirini verimli ve rahat bir şekilde toplamanın bir yolunu bulabilirsek, parazitoid yaban arılarının zehirini araştırmak çok yardımcı olacaktır.
Trichogramma (Hymenoptera: Trichogrammatidae), küçük (~0.5 mm uzunluğunda) parazitoid yaban arılarının bir cinsidir6. Bu yaban arıları, özellikle hem tarımda hem de ormanlarda çeşitli lepidopteran zararlılarının yumurtalarını hedef alan en yaygın kullanılan biyokontrol ajanları arasındadır. Örneğin, Çin’de en yaygın kullanılan Trichogramma türlerinden biri olan T. dendrolimi, Dendrolimus superans, Ostrinia furnacalis ve Chilo suppressalis gibi çeşitli tarım ve ormancılık zararlılarını kontrol etmek için yaygın olarak uygulanmıştır. Önceki çalışmalar, Trichogramma yaban arılarının yumurtalarını yapay konakçılara enjekte edebildiğini gösterdi7. Balmumu8, agar9, Parafilm10 ve plastik film11 gibi malzemeler kullanılarak yapay konakçılar oluşturulabilir. Trichogramma için yeterli yumurtlamayı indükleyen yapay konakçılardaki çözelti, amino asitler veya inorganik tuzlargibi basit olabilir 12. T. dendrolimi’nin yapay konakçıları parazitleştirebilme özelliğine dayanarak, bu çalışma yapay konakçılar kullanarak parazitoid yaban arılarından zehir çıkarmak için yeni bir yöntem sunmaktadır. Bu yaklaşım, mevcut ekstraksiyon tekniklerinde düşük verim, düşük saflık ve kontaminasyona yatkınlık eksikliklerini gidermeyi amaçlamaktadır. Bu yöntemi kullanarak, bilimsel araştırma ve biyoaktif moleküllerin böcek öldürücü veya tıbbi amaçlar için taranması ihtiyaçlarını karşılayan T. dendrolimi’den büyük miktarda yüksek saflıkta zehir ekstrakte edilebilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada, yapay konakçılar kullanarak T. dendrolimi’den zehir çıkarmak için bir yöntem sunuyoruz. Zehir toplama deneyinde kilit noktalar aşağıdaki gibidir. (1) Hazırlık sırasında, T. dendrolimi uygun bir CO2 konsantrasyonu ile hızlı bir şekilde uyuşturulmalıdır. CO2 konsantrasyonu çok düşükse, Trichogramma’yı hızlı bir şekilde uyuşturmak yetersiz olacaktır. Tersine, konsantrasyon çok yüksekse, Trichogramma ölebilir ve yapay konağı p…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Hainan Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı’ndan (Hibe no. 323QN262), Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı’ndan (Hibe no. 31701843 ve 32172483), Jiangsu Tarım Bilimi ve Teknoloji İnovasyon Fonu’ndan (Hibe No. CX (22) 3012 ve CX (21) 3008), Jiangsu Eyaleti “Shuangchuang Doktor” Vakfı (Hibe No. 202030472) ve Nanjing Ziraat Üniversitesi başlangıç fonu (Hibe No. 804018).
Materials
| 10 μm Nylon Net | Millipore | NY1002500 | For filtering the eggs |
| 10% Polyvinyl alcohol | Aladdin | P139533 | For attractting T. dendrolimi to lay eggs |
| 10% Sucrose water | Sinopharm Chemical Reagent | 10021463 | Feed Trichogramma dendrolimi |
| 4x LDS loading buffer | Ace Hardware | B23010301 | SDS-PAGE |
| Collection box | Deli | 8555 | Container for T. dendrolimi parasitism |
| Future PAGE 4–12% (12 wells) | Ace Hardware | J70236502X | SDS-PAGE |
| GenScript eStain L1 protein staining apparatus | GenScript | L00753 | SDS-PAGE |
| Glass grinding rod | Applygen | tb6268 | Semicircular protrudations |
| L- Leucine | Solarbio | L0011 | Artificial host components |
| L-Histidine | Aladdin | A2219458 | Artificial host components |
| L-Phenylalanine | Solarbio | P0010 | Artificial host components |
| Mini-Centrifuges | Scilogex | D1008 | Centrifuge |
| MOPS-SDS running buffer | Ace Hardware | B23021 | SDS-PAGE |
| Omni-Easy Instant BCA protein assay kit | Shanghai Yamay Biomedical Technology | ZJ102 | For esimation of venom protein concentration |
| PCR plate layout of 96 holes | Thermo Fisher | AB1400L | Semicircular protrudations |
| Polyethylene plastic film | Suzhou Aopang Trading | 001c5427 | Artificial egg card |
| Prestained color protein marker(10–180 kDa) | YiFeiXue Biotech | YWB007 | SDS-PAGE |
| Rubber band | Guangzhou qianrui biology science and technology | 009 | Tighten the plastic film and the collection box |
| Silicone rubber septa mat, 96-well, round hole | Sangon Biotech | F504416-0001 | Semicircular protrudations |
References
- Pennacchio, F., Strand, M. R. Evolution of developmental strategies in parasitic hymenoptera. Annual Review of Entomology. 51, 233-258 (2006).
- Yan, Z. C., Ye, X. H., Wang, B. B., Fang, Q., Ye, G. Y. Research advances on composition, function and evolution of venom proteins in parasitoid wasps. Chinese Journal of Biological Control. 33 (1), 1-10 (2017).
- Asgari, S., Rivers, D. B. Venom proteins from endoparasitoid wasps and their role in host-parasite interactions. Annual Review of Entomology. 56, 313-335 (2011).
- Moreau, S. J. M., Guillot, S. Advances and prospects on biosynthesis, structures, and functions of venom proteins from parasitic wasps. Insect Biochemistry and Molecular Biology. 35 (11), 1209-1223 (2005).
- Yan, Z. C., et al. A venom serpin splicing isoform of the endoparasitoid wasp Pteromalus puparum suppresses host prophenoloxidase cascade by forming complexes with host hemolymph proteinases. Journal Biological Chemistry. 292 (3), 1038-1051 (2017).
- Woelke, J. B., et al. Description and biology of two new egg parasitoid species (Hymenoptera: Trichogrammatidae) reared from eggs of Heliconiini butterflies (Lepidoptera: Nymphalidae: Heliconiinae) in Panama. Journal of Natural History. 53 (11-12), 639-657 (2019).
- Zang, L. S., Wang, S., Zhang, F., Desneux, N. Biological control with Trichogramma in China: History, present status, and perspectives. Annual Review of Entomology. 66, 463-484 (2021).
- Nettles, W. C. J., Morrison, R. K., Xie, Z. N., Ball, D., Shenkir, C. A., Vinson, S. B. Synergistic action of potassium chloride and magnesium sulfate on parasitoid wasp oviposition. Science. 218, 4568 (1982).
- Tilden, R. L., Ferkovich, S. M. Kairomonal stimulation of oviposition into an artificial substrate by the endoparasitoid Microplitis croceipes (Hymenoptera)Braconidae). Annals of the Entomological Society of America. 81 (1), 152-156 (1988).
- Xie, Z. N., Li, L., Xie, Y. Q. In vitro culture of Habrobracon hebetor. Chinese Journal of Biological Control. 5 (2), 49-51 (1989).
- Han, S. T., Liu, W. H., Li, L. Y., Chen, Q. X., Zeng, B. K. Breeding Trichogramma ostriniae with artificial eggs. Journal of Environmental Entomology. 21 (1), 9-12 (1999).
- Li, L. Y., Chen, Q. X., Liu, W. H. Oviposition behavior of twelve species of Trichogramma and its influence on the efficiency of rearing them in vitro. Journal of Environmental Entomology. 11 (1), 31-35 (1989).
- Xing, J. Q., Li, L. Y. Rearing of an egg parasite Anastatus japonicus Ashmead in vitro. Acta Entomologica Sinica. 33 (2), 166-173 (1990).
- Moreau, S. J. M. "It stings a bit but it cleans well": Venoms of Hymenoptera and their antimicrobial potential. Journal of Insect Physiology. 59 (2), 186-204 (2013).
- Moreau, S. J. M., Asgari, S. Venom proteins from parasitoid wasps and their biological function. Toxins. 7 (7), 2385-2412 (2015).
