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Aufzucht und Injektion von Manduca sexta Larven zu bakteriellen Virulenz beurteilen

DOI:

10.3791/4295

December 11th, 2012

In This Article

Summary

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Die hier beschriebene Methode nutzt Direkteinspritzung entomopathogener Bakterien in die Hämocoel der Manduca sexta Insektenlarven. M. sexta Ist ein im Handel erhältlich und gut untersuchten Insekten. Somit stellt diese Methode einen einfachen Ansatz zur Analyse Host-bakterielle Wechselwirkungen aus der Perspektive eines oder beider Partner.

Abstract

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Manduca sexta, die gemeinhin als Tabakschwärmer bekannt ist, wird als wichtiger landwirtschaftlicher Schädling, Fütterung auf Solanaceen einschließlich Tabak und Tomaten. Die Anfälligkeit von M. sexta-Larven zu einer Vielzahl von entomopathogenen Bakterienarten 1-5, sowie die Fülle von Informationen über das Insekt, das Immunsystem 6-8, und die anstehende Genomsequenz 9 machen es zu einem guten Modell für den Einsatz in Studium Host-Mikroben-Interaktionen während der Pathogenese. Außerdem M. sexta-Larven sind relativ groß und leicht zu manipulieren und im Labor im Vergleich zu anderen anfälligen Insektenarten halten. Ihre Größe erleichtert auch effizient Gewebe / Hämolymphe Extraktion zur Analyse des Wirts auf eine Infektion.

Die hier vorgestellte Methode beschreibt die direkte Injektion von Bakterien in die Hämocoel (Blut Hohlraum) M. sexta Larven. Dieser Ansatzkann verwendet werden, um zu analysieren und vergleichen die Virulenz Eigenschaften verschiedener Bakterienarten, Stämme oder Mutanten durch einfaches Überwachen der Zeit, um Insekten Tod nach der Injektion werden. Dieses Verfahren wurde entwickelt, um die Pathogenität von Xenorhabdus und Photorhabdus Spezies, denen in der Regel mit Nematoden-Vektoren als Mittel zum Eintrag in das Insekt gewinnen studieren. Entomopathogene Nematoden Regel infizieren Larven über natürliche Verdauungs-oder Atemöffnungen, und lassen ihre symbiotische Bakterien Inhalte in das Insekt Hämolymphe (Blut) kurz danach 10. Die Injektion hier beschriebene Verfahren umgeht den Bedarf an einem Nematoden-Vektor, wodurch Entkopplung der Wirkungen der Bakterien und Nematoden auf das Insekt. Dieses Verfahren ermöglicht eine genaue Zählung von infektiösem Material (Zellen oder Protein) innerhalb des Inokulums, was nicht möglich ist mit anderen bestehenden Methoden zur Analyse entomopathogenesis einschließlich Nicking 11 und 12 orale Toxizität Assays Die Nützlichkeit der Direkteinspritzung Verfahren wie hier beschrieben ist, um bakterielle Pathogenese durch Überwachen Insektenmortalität analysieren. Jedoch kann dieses Verfahren leicht für die Verwendung bei der Untersuchung der Auswirkungen der Infektion auf der M. erweiterbar sexta Immunsystems. Das Insekt reagiert auf eine Infektion über beide humorale und zelluläre Reaktionen. Die humorale Antwort enthält Erkennung von bakterieller-assoziiertes Muster und die anschließende Herstellung von verschiedenen antimikrobiellen Peptiden 7; die Expression von Genen, die diese Peptide können überwacht anschließende direkte Infektion durch RNA-Extraktion und quantitative PCR 13 werden. Die zelluläre Reaktion auf eine Infektion beinhaltet Nodulation, Kapselung und Phagozytose von Erregern durch Hämocyten 6 13, 14.

Protocol

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Ein. Insect Egg Sterilisation und Aufzucht

  1. Bereiten Ernährung durch erste Autoklavieren 15 g der bereitgestellten Agar in 900-1.000 ml H 2 O. Unmittelbar nach dem Autoklavieren Mischung mit 166 g Weizenkeime Ernährung und Mischung gut in einem Labor Mixer. Gießen Sie in einer Schüssel (oder Geschirr) zu kühlen, dann Transfer Ernährung auf eine Aluminiumfolie, fest wickeln, und bei 4 ° C.
  2. Nach der Ankunft, sterilisieren M. sexta Eier mit 250 ml von 0,6% Bleichlösung für 2-3 min in einem Glas Filterhalter und Thermoskanne, die mit einer 90 mm ​​Filterpapier, dabei gelegentlich umrühren.
  3. Schalten im Vakuum bis Bleichlös....

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Results

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Ein repräsentatives Beispiel eines Insektenmortalität Assay ist in Abbildung 3 dargestellt. In diesem Experiment wurden die Insekten mit etwa 50 Kolonie-bildenden Einheiten (CFU) von entweder Wildtyp (ATCC19061) oder eines abgeschwächten Mutantenstamm (lrp 13) von Xenorhabdus nematophila gezüchtet bis zur mittleren logarithmischen Phase (n = 6 Tieren pro Stamm) injiziert. Insekten wurden für ungefähr 72 h beobachtet und die Prozent der injizierten Insekten noch am Leben zu j.......

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Discussion

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Die direkte Injektion von M. sexta Larven mit entomopathogene Bakterien, wie hier beschrieben, dient als einfaches und wirksames Mittel, um bakteriellen Virulenz analysieren. Das Verfahren ist auch sehr anpassungsfähig an unterschiedliche Versuchspersonen und / oder Bedingungen anzupassen. Bakterien können auf verschiedene Weise vor der Injektion hergestellt werden. Im Fall von X. nematophila sind Wildtyp-Zellen in nährstoffreichen Luria-Bertani (LB)-Medium bis zur mittleren logarithmischen Phase gezüc.......

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Disclosures

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Keine Interessenskonflikte erklärt.

Acknowledgements

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Die Autoren möchten letzten Mitglieder der Goodrich-Blair-Labor danken: Samantha Orchard, Kimberly Cowles, Erin Herbert-Tran, Greg Richards, Megan Menard und Youngjin Park für ihre Beiträge zur Entwicklung dieses Protokolls. Diese Arbeit wurde von der National Science Foundation IOS-0950873 und der National Institutes of Health NRSA Gemeinschaft FAI084441Z finanziert.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Reagens Firma Katalog-Nummer Kommentare
90 mm Filterpapier Whatman 1001 090
Glass Filterhalter Millipore XX1004700
Motteneier Carolina Biological Supply 143880
Gypsy Moth Diet + Agar MP Biomedicals 0296029301
5,5 Unzen Kunststoff-Behälter und Deckel Solo Cup Company URC55-0090 PL4-0090
1 Unze Kunststoff-Behälter und Deckel DART Container Corporation 100PC 100PCL25
1x PBS 137 mm NaCl, 2,7 mM KCl, 8 mM Na 2 HPO 4, 1,46 mM KH 2 PO 4, pH 7,4
Spritze Hamilton 80208 30 Gauge, 0,375 "Länge, zeigen style 2

References

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  1. 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).
  2. Schesser, J. H., Kramer, K. J., Bulla, L. A.

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Tags

Manduca sexta LarvaeBacterial Virulence AssessmentDirect Injection MethodHemocoel InjectionInsect Mortality MonitoringBacterial Pathogenesis AnalysisXenorhabdus Photorhabdus SpeciesEntomopathogenic Bacteria TestingLarval Rearing ProtocolColony Forming Units

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