Protocollen voor het onderzoeken van de host-weefsel Distribution, transmissie-mode, en het effect op de Host Geschiktheid van een Densovirus in de katoenkever
Summary
Hier presenteren we een protocol om de host-weefselverdeling, transmissiemodus en gevolgen voor de gastheer geschiktheid van een densovirus binnen Lepidoptera species, de katoenkever onderzoeken. Dit protocol kan ook worden gebruikt voor het bestuderen van de interactie tussen andere oraal overdraagbare virussen en insecten hun gastheer.
Abstract
Veel nieuwe virussen zijn ontdekt in dierlijke gastheren met behulp van next-generation sequencing technologieën. Eerder berichtten we een mutualistische virus, Katoendaguil densovirus (HaDV2), in een lepidoptera soort, de katoenkever, Katoendaguil (Hubner). Hier beschrijven we de protocollen die momenteel worden gebruikt om het effect van HaDV2 op zijn gastheer te bestuderen. Ten eerste hebben we de oprichting van een HaDV2-vrije katoenkever kolonie van een enkel kweekkoppel. Dan hebben we oraal inoculeren enkele neonaat larvale nakomelingen met HaDV2 bevattende gefiltreerde vloeistof twee kolonies met dezelfde genetische achtergrond te produceren: een HaDV2 geïnfecteerde, geïnfecteerde andere. Een protocol om overlevingstafel parameters (bijvoorbeeld larven, popstadium en volwassen perioden en vruchtbaarheid) vergelijk tussen de HaDV2-geïnfecteerde individuen en -uninfected wordt ook getoond, evenals de protocollen voor het bepalen van de host-weefselverdeling en overdrachtsrendement van HaDV2. Deze protocollen would ook geschikt voor het onderzoeken van de effecten van andere mondeling overgedragen virussen op hun insect gastheren, lepidoptera gastheren in het bijzonder.
Introduction
In de afgelopen decennia is de ontwikkeling van sequentietechnologie zoals next-generation sequencing (NGS) vergemakkelijkt de ontdekking van vele nieuwe DNA- en RNA-virussen, met name niet-pathogene virussen, maar ook nieuwe isolaten van eerder bekende virussen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. In het modelorganisme Drosophila melanogaster, zijn meer dan 20 deelinfusie virusgenomen gedetecteerd middels metagenomic 13 technieken. Vele virale sequenties, inclusief nieuwe virussen zijn ook geïdentificeerd in andere insecten zoals bijen, mosquitoes, Aziatisch citrus bladvlooien, libellen, en meerdere soorten lepidoptera 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21.
In de toekomst kan worden verwacht dat er meer nieuwe virussen zullen worden ontdekt bij insecten het gebruik van deze geavanceerde technologieën; derhalve kunnen ons begrip van de virus-gastheer interacties dienovereenkomstig veranderen 6, 9. Zo worden bijvoorbeeld virus-gastheer interacties beschouwd ingewikkelder dan eerder gedacht te zijn, omdat veel nieuwe virussen worden gedefinieerd als mutualistische partners in plaats van strikte ziekteverwekkers 22. Bijvoorbeeld, de mutualistische densovirus DplDNV in Dysaphis plantaginea induceert de gevleugelde morph en vergroot de mobiliteit, vergemakkelijkt de verspreiding van de gastheer en het virus 23. Bovendien zijn mutualistic virussen beschreven met betrekking tot de gezondheid van zoogdieren, de droogte en koude tolerantie van planten, en de effecten van bacteriële infecties 24. Seneca valley virus-001 is aangetoond dat selectieve cytotoxiciteit mediëren richting tumorcellen met neuroendocriene kanker kenmerkt 25. Hepatitis A virusinfecties te onderdrukken hepatitis C virus replicatie en kunnen leiden tot terugwinning van hepatitis C 26. Herpesvirus latency verleent symbiotische bescherming tegen bacteriële infectie 27. De omhullende glycoproteïne van humaan endogeen retrovirus HERV-W induceert cellulaire resistentie tegen miltnecrosevirus 28. Curvularia thermische tolerantie virus (CThTV) vanaf een schimmel endofiet is betrokken bij de symbiotische interactie tussen deze schimmel en tropische paniek grasref "> 29. Vandaar dat de kennis van de interacties tussen de nieuw gevonden virussen en hun gastheren moeten nieuwe perspectieven op hun biologie en het management te genereren. Echter, de nieuwe virussen, in het bijzonder de geheime virussen tonen van geen duidelijke tekenen een typisch voorbeeld van een acute infectie, hebben zelden onderzocht, en we moeten een pijpleiding en protocollen om de gevolgen van de nieuw gevonden virussen te onderzoeken op hun gastheren.
Eerder hebben we de prevalentie een nieuwe monosense densovirus Katoendaguil densovirus (HaDV2) in de katoenkever, Katoendaguil gemeld, en presenteerde het bewijs van een mutualistische relatie tussen HaDV2 en de katoenkever 30, 31. In dit artikel, zullen wij laboratoriumprotocol te bestuderen in detail de interactie tussen HaDV2 en katoenkever gastheer beschrijven. De hier gepresenteerde protocol kan ook zeer relevant voor onderzoekers onderzoeken r zijnole andere oraal overdraagbare virussen, in het bijzonder in lepidoptera.
Protocol
Representative Results
Discussion
In de afgelopen decennia meeste studies over insecten virus interacties gericht op honingbij gezondheid 34, 35, 36, vectoren voor humane ziekten 37, plantenvirussen 38 Sommige insecten pathogene virussen die een groot potentieel als biologische controlemiddelen 39 zijn. Weinig aandacht is besteed aan geheime virussen bij insecten, vooral in lepidoptera. Hie…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door de National Key Basic Research Program van China (Nr 2013CB127602) en de Wetenschap Fonds voor Creative Onderzoeksgroepen van de National Science Foundation of China (nr 31321004).
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. |
References
- 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).
