Protocolli per Indagare la distribuzione Host-tessuti, trasmissione-mode, e Effetto sul Fitness ospite di un Densovirus in cotone bollworm
Summary
Qui, vi presentiamo un protocollo per indagare la distribuzione host-tessuto, modalità di trasmissione, e l'effetto sulla forma fisica host di un densovirus all'interno di una specie di lepidotteri, il bollworm cotone. Questo protocollo può essere utilizzato anche per studiare l'interazione tra altri virus per via orale-trasmissibili e loro ospiti dell'insetto.
Abstract
Molti nuovi virus sono stati scoperti in ospiti animali che utilizzano tecnologie di sequenziamento di prossima generazione. In precedenza, abbiamo riportato un virus mutualistica, Helicoverpa armigera densovirus (HaDV2), in una specie di lepidotteri, il bollworm cotone, Helicoverpa armigera (Hubner). Qui, descriviamo i protocolli che sono attualmente utilizzati per studiare l'effetto di HaDV2 sul suo ospite. In primo luogo, stabiliamo un cotone bollworm colonia senza HaDV2 da una singola coppia di riproduttori. Poi, abbiamo oralmente inoculare alcuni prole larvale neonato con HaDV2 contenenti liquido filtrato per la produzione di due colonie con lo stesso background genetico: una HaDV2 infettati, l'altro non infetti. Un protocollo per confrontare parametri della tabella vita (ad esempio, larvale, pupa e periodi adulti e fecondità) tra gli individui HaDV2-infetti e -uninfected è anche presentati, come i protocolli per determinare la distribuzione host-tessuto e l'efficienza della trasmissione di HaDV2. Questi protocolli woULD anche essere adatto per lo studio degli effetti di altri virus trasmesse oralmente sui loro ospiti dell'insetto, gli host lepidotteri in particolare.
Introduction
Negli ultimi decenni, lo sviluppo della tecnologia di sequenziamento, come sequenziamento di prossima generazione (NGS) ha facilitato la scoperta di molti DNA e RNA virus nuovi, virus particolare non patogeni, ma anche nuovi ceppi di virus già noti 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. Nel organismo modello Drosophila melanogaster, più di 20 nuovi genomi virali parziali sono stati rilevati utilizzando tecniche metagenomic 13. Molte sequenze virali, e nuovi virus, sono stati identificati in altri insetti, come api, mosquitoes, psille agrumi asiatica, libellule e specie multiple lepidotteri 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21.
In futuro, si può prevedere che più nuovi virus saranno scoperti negli insetti che utilizzano queste tecnologie avanzate; di conseguenza, la nostra comprensione dell'interazione virus-ospite può cambiare di conseguenza 6, 9. Ad esempio, le interazioni virus-ospite sono considerati essere più complicato di quanto si pensasse, perché molti virus nuovi si stanno definendo come partner mutualistiche, piuttosto che gli agenti patogeni rigorose 22. Ad esempio, il DplDNV densovirus mutualistico in Dysaphis plantaginea induce il Variante alato e aumenta la mobilità, favorendo la dispersione del paese ospitante, così come il virus 23. Inoltre, i virus mutualistici sono stati descritti per quanto riguarda la salute dei mammiferi, la siccità e la tolleranza al freddo delle piante, e l'impatto delle infezioni batteriche 24. Seneca valle virus-001 è mostrato per mediare la citotossicità selettiva verso le cellule tumorali con il cancro neuroendocrino caratteristiche 25. Infezioni da virus dell'epatite A sopprimere la replicazione del virus dell'epatite C e può portare a recupero da epatite C 26. Latenza herpesvirus conferisce protezione simbiotico da infezione batterica 27. La glicoproteina busta di umana endogena retrovirus HERV-W induce resistenza cellulare milza necrosi virus 28. Curvularia virus tolleranza termica (CThTV) da un endophyte fungina è coinvolto nell'interazione mutualistica tra questo funghi e un'erba di panico tropicaleref "> 29. Quindi, la conoscenza delle interazioni tra i virus più recenti trovati ed i loro ospiti dovrebbe generare nuove prospettive sulla loro biologia e gestione. Tuttavia, i nuovi virus, in particolare i virus segrete che mostrano segni evidenti tipici di infezione acuta, raramente hanno stato indagato, e abbiamo bisogno di un oleodotto e protocolli per studiare gli impatti dei nuovi virus trovati sui loro ospiti.
In precedenza, abbiamo riportato la prevalenza di una nuova monosense densovirus Helicoverpa armigera densovirus (HaDV2) nella bollworm cotone, Helicoverpa armigera, e ha presentato le prove di un rapporto mutualistico tra la HaDV2 e il verme del cotone 30, 31. In questo articolo, descriveremo il protocollo laboratorio per studiare in dettaglio l'interazione tra HaDV2 e il suo ospite cotone verme. Il protocollo presentato qui può anche essere molto rilevante per i ricercatori che esaminano il role di altri virus per via orale trasmissibili, soprattutto in lepidotteri.
Protocol
Representative Results
Discussion
Negli ultimi decenni, la maggior parte degli studi sulle interazioni insetto-virus sono concentrati sulla salute miele delle api 34, 35, 36, vettori di malattie umane 37, impianto di virus 38, e alcuni virus patogeni di insetti che hanno un grande potenziale come agenti di controllo biologico 39. Poca attenzione è stata prestata ai virus segrete negli inse…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto dal Programma Nazionale di Ricerca di base chiave della Cina (n 2013CB127602) e il Fondo Scienza for Creative gruppi di ricerca del National Science Foundation della Cina (n ° 31.321.004).
Materials
| 24-well plate | Corning | 07-200-740 | Multiple suppliers available. |
| DNA extraction kit | TIANGEN | DP304-03 | Multiple suppliers available. |
| thermal cycler | Veriti; Applied Biosystems | 4375786 | |
| PBS | Corning | 21-040-CV | |
| 0.22 µm membrane filter | Millipore | SLGS025NB | |
| pEASY-T Cloning Vector | TransGen, Beijing, China | CT301-02 | |
| Tweezers | IDEAL-TEK | 2.SA | |
| Premix Ex Taq (Probe qPCR) | Takara | RR390A | |
| Probes | Invitrogen | Custom order | |
| Primers | Invitrogen | Custom order | |
| microspectrophotometry NanoDrop 2000c | Thermo scientific | not available | |
| 7500 Real-Time PCR system | Applied Biosystems | not available | |
| stereomicroscope SZX-16 | Olympus | not available | |
| sucrose | Multiple suppliers available. | ||
| vitamin complex | Multiple suppliers available. |
Riferimenti
- Tang, P., Chiu, C. Metagenomics for the discovery of novel human viruses. Future Microbiol. 5, 177-189 (2010).
- Rosario, K., Breitbart, M. Exploring the viral world through metagenomics. Curr. Opin. Virol. 1, 289-297 (2011).
- Hugenholtz, P., Tyson, G. W. Microbiology – metagenomics. Nature. 455, 481-483 (2008).
- Kristensen, D. M., Mushegian, A. R., Dolja, V. V., Koonin, E. V. New dimensions of the virus world discovered through metagenomics. Trends Microbiol. 18, 11-19 (2010).
- Kleiner, M., Hooper, L. V., Duerkop, B. A. Evaluation of methods to purify virus-like particles for metagenomic sequencing of intestinal viromes. BMC Genomics. 16, 7 (2015).
- Ho, T., Tzanetakis, I. E. Development of a virus detection and discovery pipeline using next generation sequencing. Virology. 471, 54-60 (2014).
- Marx, C. J. Can you sequence ecology? Metagenomics of adaptive diversification. PLoS Biol. 11, e1001487 (2013).
- Radford, A. D., et al. Application of next-generation sequencing technologies in virology. J. Gen. Virol. 93, 1853-1868 (2012).
- Liu, S. J., Chen, Y. T., Bonning, B. C. RNA virus discovery in insects. Curr. Opin. Insect Sci. 8, 54-61 (2015).
- Mokili, J. L., Rohwer, F., Dutilh, B. E. Metagenomics and future perspectives in virus discovery. Curr. Opin. Virol. 2, 63-77 (2012).
- Liu, S. J., Vijayendran, D., Bonning, B. C. Next generation sequencing technologies for insect virus discovery. Viruses-Basel. 3, 1849-1869 (2011).
- Cook, S., et al. Novel virus discovery and genome reconstruction from field RNA samples reveals highly divergent viruses in Dipteran hosts. PLoS ONE. 8, e80720 (2013).
- Webster, C. L., et al. The discovery, distribution, and evolution of viruses associated with Drosophila melanogaster. PLoS Biol. 13, e1002210 (2015).
- Granberg, F., et al. Metagenomic detection of viral pathogens in spanish honeybees: co-infection by aphid lethal paralysis, israel acute paralysis and lake sinai viruses. PLoS ONE. 8, e57459 (2013).
- Runckel, C., et al. Temporal analysis of the honey bee microbiome reveals four novel viruses and seasonal prevalence of known viruses, Nosema, and Crithidia. PLoS ONE. 6, 20656 (2011).
- Cox-Foster, D. L., et al. A metagenomic survey of microbes in honey bee colony collapse disorder. Science. 318, 283-287 (2007).
- Chandler, J. A., Liu, R. M., Bennett, S. N. RNA shotgun metagenomic sequencing of northern California (USA) mosquitoes uncovers viruses, bacteria, and fungi. Front. Microbiol. 6, 185 (2015).
- Shi, C. Y., et al. A metagenomic survey of viral abundance and diversity in mosquitoes from Hubei province. PLoS ONE. 10, e0129845 (2015).
- Nouri, S., Salem, N., Nigg, J. C., Falk, B. W. Diverse array of new viral sequences identified in worldwide populations of the Asian citrus psyllid (Diaphorina citri) using viral metagenomics. J. Virol. 90, 2434-2445 (2016).
- Dayaram, A., et al. Identification of diverse circular single-stranded DNA viruses in adult dragonflies and damselflies (Insecta Odonata) of Arizona and Oklahoma, USA. Infect. Genet. Evol. 30, 278-287 (2015).
- Jakubowska, A. K., et al. Simultaneous occurrence of covert infections with small RNA viruses in the lepidopteran Spodoptera exigua. J.Invert. Pathol. 121, 56-63 (2014).
- Roossinck, M. J. Move over, Bacteria! Viruses make their mark as mutualistic microbial symbionts. J. Virol. 89, 6532-6535 (2015).
- Ryabov, E. V., Keane, G., Naish, N., Evered, C., Winstanley, D. Densovirus induces winged morphs in asexual clones of the rosy apple aphid, Dysaphis plantaginea. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 106, 8465-8470 (2009).
- Roossinck, M. J. The good viruses: viral mutualistic symbioses. Nat. Rev. Microbiol. 9, 99-108 (2011).
- Venkataraman, S., et al. Structure of seneca valley virus-001: an oncolytic picornavirus representing a new genus. Structure. 16, 1555-1561 (2008).
- Deterding, K., et al. Hepatitis a virus infection suppresses hepatitis c virus replication and may lead to clearance of hcv. J. Hepatol. 45, 770-778 (2007).
- Barton, E. S., et al. Herpesvirus latency confers symbiotic protection from bacterial infection. Nature. 447, 326-329 (2007).
- Ponferrada, V. G., Mauck, B. S., Wooley, D. P. The envelope glycoprotein of human endogenous retrovirus herv-w induces cellular resistance to spleen necrosis virus. Arch. Virol. 148, 659-675 (2003).
- Márquez, L. M., Redman, R. S., Rodriguez, R. J., Roossinck, M. J. A virus in a fungus in a plant: three-way symbiosis required for thermal tolerance. Science. 315, 513-515 (2007).
- Xu, P. J., et al. Complete genome sequence of a monosense densovirus infecting the cotton bollworm, Helicoverpa armigera. J. Virol. 86, 10909-10909 (2012).
- Xu, P. J., Liu, Y. Q., Graham, R. I., Wilson, K., Wu, K. M. Densovirus is a mutualistic symbiont of a global crop pest (Helicoverpa armigera) and protects against a baculovirus and Bt biopesticide. PLoS Pathog. 10, e1004490 (2014).
- Liang, G. M., Tan, W. J., Guo, Y. Y. An improvement in the technique of artificial rearing cotton bollworm. Plant Protec. 25, 15-17 (1999).
- Zhou, W. G., Rousset, F., O’Neill, S. Phylogeny and PCR-based classification of Wolbachia strains using wsp gene sequences. P. Roy. Soc. B-Biol. Sci. 265, 509-515 (1998).
- Mondet, F., de Miranda, J. R., Kretzschmar, A., Le Conte, Y., Mercer, A. R. On the front line: quantitative virus dynamics in honeybee (Apis mellifera L.) colonies along a new expansion front of the parasite Varroa destructor. PLoS Pathog. 10, e1004323 (2014).
- Chen, Y. P., et al. Israeli acute paralysis virus: epidemiology, pathogenesis and implications for honey bee health. PLoS Pathog. 10, e1004261 (2014).
- Hunter, W., et al. Large-scale field application of RNAi technology reducing israeli acute paralysis virus disease in honey bees (Apis mellifera, Hymenoptera: Apidae). PLoS Pathog. 6, e1001160 (2010).
- Halstead, S. B. Dengue virus – mosquito interactions. Annu. Rev. Entomol. 53, 273-291 (2008).
- Whitfield, A. E., Falk, B. W., Rotenberg, D. Insect vector-mediated transmission of plant viruses. Virology. 479-480, 278-289 (2015).
- Moscardi, F. Assessment of the application of baculoviruses for control of Lepidoptera. Annu. Rev. Entomol. 44, 257-289 (1999).
- Szelei, J., et al. Susceptibility of North-American and European crickets to Acheta domesticus densovirus (AdDNV) and associated epizootics. J. Invert. Pathol. 106, 394-399 (2011).
