Métodos para a extração de endossimbiontes da mosca branca<em> Bemisia tabaci</em
Summary
Aqui, apresentamos um protocolo para isolar os endossimbionetas da mosca branca Bemisia tabaci através da dissecção e filtração. Após a amplificação, as amostras de DNA são adequadas para posterior seqüenciamento e estudo do mutualismo entre endosimbiontes e mosca branca.
Abstract
Os simbiontes bacterianos formam um relacionamento íntimo com seus hospedeiros e conferem vantagens aos hospedeiros na maioria dos casos. A informação genômica é fundamental para estudar as funções e a evolução dos simbiontes bacterianos em seu hospedeiro. Como a maioria dos simbiontes não pode ser cultivada in vitro , os métodos para isolar uma quantidade adequada de bactérias para o sequenciamento do genoma são muito importantes. Na mosca branca Bemisia tabaci , vários endossimbionos foram identificados e se prevê que sejam importantes no desenvolvimento e reprodução das pragas através de abordagens múltiplas. No entanto, o mecanismo subjacente às associações permanece em grande parte desconhecido. O obstáculo vem parcialmente do fato de que os endossimbicetos na mosca branca, principalmente retidos em bacteriócitos, são difíceis de separar das células hospedeiras. Aqui relatamos um protocolo passo-a-passo para a identificação, extração e purificação de endosimbiontes da mosca branca B. tabaci principalmente por dissectiSobre e filtração. As amostras de endossimbiontes preparadas por este método, apesar de ainda ser uma mistura de diferentes espécies de endosimbiontes, são adequadas para sequenciação subseqüente do genoma e análise das possíveis funções dos endossimbiontes em B. tabaci . Este método também pode ser usado para isolar endosimbionetas de outros insetos.
Introduction
As bactérias que formam uma relação simbiótica íntima com hospedeiros relativos são generalizadas nos artrópodes 1 . Os endossimbiontes demonstraram afetar aspectos de hospedeiros, como o metabolismo nutricional, a reprodução, as respostas aos estresses ambientais 2 , 3 , 4 , etc. , em quase todos os estádios de desenvolvimento 5 . No entanto, o mecanismo subjacente às associações ainda é bastante desconhecido. A genômica é de prioridade e importância ao estudar as potenciais funções e papéis das bactérias. Algumas informações fundamentais, ou seja , o status taxonômico, genes funcionais, caminhos do metabolismo, sistemas de secreção, podem ser inferidos a partir de seqüências do genoma, que lança luzes sobre os potenciais papéis dos simbiontes em simbiose. Com o desenvolvimento de seqüenciamento de alto rendimento, um grande número de genomas bacterianos foram sequenciados wCom diversas funções reveladas 6 .
Endosymbionts são de importância vital em hemipterans, como pulgões 7 , percevejos 8 , psyllids 9 , brownhoas 10 e cigarras 11 . Por exemplo, Buchnera nos pulgões, como o simbionte obrigatório, demonstrou estar envolvido na biossíntese de aminoácidos essenciais, juntamente com os genes do genoma do pulgão 12 . Além disso, a regulação transcricional da Buchnera também é revelada 13 . Em psílidos , Carsonella é sequenciada e classificada como o menor genoma bacteriano já encontrado 14 . Todas essas características dos endossimbiontes são baseadas e inferidas a partir das sequências do genoma. Como esses endosimbiontes não podem ser cultivados in vitro , várias abordagens foram aplicadas para isolar bactérias adequadas para seqUencing. Nos pulmões, os endossimbiontes são extraídos através de centrifugação e filtração e submetidos a análises genômicas e transcriptômicas adicionais 5 . Em planthoppers marrons, os endossimbionetas são sequenciados juntamente com todo o genoma do inseto 10 .
Whitefly B. tabaci é um complexo de espécies contendo mais de 35 espécies morfologicamente indistinguíveis (espécies crípticas), entre as quais duas espécies invasivas invadiram todo o mundo e causaram enormes danos à produção agrícola 15 . De notar, os endossimbictos dentro das espécies de B. tabaci mostraram importância no desenvolvimento das pragas 16 . Até à data, oito endossimbiontes foram identificados na mosca branca, incluindo o simbionte obrigatório, Candidatus Portiera aleyrodidarum e sete simbiontes secundários Hamiltonella , Rickettsia , Arsenophonus , Cardinium , <Em> Wolbachia, Fritschea e Hemipteriphilus definiram 17 , 18 .
Ao contrário dos hemipteranos descritos anteriormente, a mosca branca B. tabaci é um inseto extremamente pequeno com apenas 1 mm de comprimento. A maioria dos endossimbiontes é confinada aos bacteriócitos 19 (células especializadas que contêm simbiontes, que ainda formam bacteriomo em B. tabaci ). Além disso, estes endosimbiontes não podem ser cultivados in vitro . A única maneira de obter endosimbiontes de B. tabaci é dissecar a bactéria. No entanto, há dificuldade na dissecação. Primeiro, a bactéria frágil sempre se liga a outros tecidos da mosca branca, o que é difícil de separar. Em segundo lugar, o pequeno tamanho da mosca branca limita o isolamento de bacteriomo suficiente. Em terceiro lugar, os endossimbiontes se agrupam na bactéria, tornando extremamente complicado adquirir uma única espécie de bactéria.
<p clAss = "jove_content"> Aqui, relatamos um protocolo simples e barato para isolar endosimbilotes de mosca branca para sequenciação subseqüente de metagenome. Através da dissecção, purificação e amplificação, pode ser obtido ADN endosimbionado adequado e as espécies de bactérias podem ser confirmadas. O protocolo descrito pode ser usado de forma semelhante em outros artrópodes.Protocol
Representative Results
Discussion
Since the endosymbionts within whiteflies cannot be cultured in vitro, dissection and assembling bacteriocytes is an effective way to obtain enough genetic material of endosymbionts. Before dissection, the species of whitefly and endosymbionts involved should be explicitly confirmed. The whitefly B. tabaci is a species complex with more than 35 morphologically indistinguishable species and different cryptic species may contain different endosymbionts. Portiera is uniformly harbored as an obliga…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
O apoio financeiro para este estudo foi fornecido pelo Programa Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Chave (2016YFC1200601) e a Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (31390421).
Materials
| Taq DNA polymerase | Takara | R001A | including rTaq, 10×Buffer and dNTP |
| Gel DNA extraction kit | Qiagen | 28704 | |
| DNA sample sequencing system | ABI | ABI-3730XL | |
| Microtome | Leica | EM UC7 | |
| Transmission electron microscopy | Hitachi | H-7650 TEM | |
| Stereo microscope | Zeiss | Stemi 2000-C | |
| 20 μL microloader | Eppendorf | F2771951 | |
| Filter holder | Millipore | SX0001300 | |
| Filter membrane filter | Millipore | SMWP001300 | 5.0 μm SMWP |
| REPLI-g UltraFast Mini Kit | Qiagen | 150033 | DNA amlification kit |
| NanoDrop | Thermo Scientific | NanoDrop 2000 | |
| Qubit Fluorometer | Thermo Fisher Scientific | Q33216 | |
| Genome Sequencer | Illumina | Hiseq 2000 |
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