تحديد "معدل إخصاب البيض" من حيث دراسة استخدام "تقنية الخلوية الوراثية"
Summary
نقدم تقنية الخلوية الوراثية بسيطة باستخدام 4, 6-دياميدينو-2-فينيليندولي (DAPI) لتحديد معدل الإخصاب والابتدائي نسبة الجنس من الآفات هابلوديبلويد الغازية حيث دراسة.
Abstract
أنواع قليلة من مص ساب ويتيفليس هي بعض من الآفات الأرضية الأكثر ضررا في العالم بسبب أنها تلحق الضرر المحاصيل وفيروسات النباتات أنها متجهة. على الرغم من العديد من الدراسات لعلم الأحياء من هذه الأنواع في البيئات المختلفة، معلمة تاريخ حياته رئيسية، ذرية النسب بين الجنسين، تلقي اهتماما قليلاً، وهو بعد هام للتنبؤ بالديناميات السكانية. نسبة الجنس الأولية (نسبة الجنس في أوفيبوسيشن) من حيث دراسة قط أبلغ ولكن يمكن العثور عليها بتحديد معدل إخصاب البيض من هذه الحشرة هابلوديبلويد. الأسلوب الذي ينطوي على ديتشوريونيشن البيض مع التبييض، وسلسلة من خطوات التثبيت، والتطبيق العام الحمض النووي الفلورسنت وصمة عار، DAPI (4، 6-دياميدينو-2-فينيليندولي، وصبغة فلورسنت الحمض النووي ملزم)، لربط برونوكلي الذكور والإناث. نقدم هنا، التقنية، ومثالا لتطبيقه، اختبار ما إذا كان بكتيريا اندوسيمبيوتيك، الريكتسية sp. nr. بيلي، تتأثر نسبة الجنس الأولية من حيث (ب). قد يساعد هذا الأسلوب في الدراسات السكانية من ويتيفليس، أو في تحديد ما إذا كان يوجد تخصيص الجنس مع بعض المحفزات البيئية.
Introduction
دراسة تخصيص الجنس أو الاستثمار النسبي في نسل الذكور والإناث، حجر زاوية في الإيكولوجيا السلوكية1،،من23. بالإضافة إلى قوتها لاختبار نماذج التكيف للسلوك، يمكن أن يحسن معرفة استراتيجية تخصيص الجنس كائن نماذج في ديناميات السكان. في كثير من الأنواع، وتخصيص الجنس يسيطر الأمهات. لتحديد تخصيص الجنس، من المهم تحديد نسبة الجنس الأساسي أو نسبة الإناث في وقت ترسب البيض. وفيات الإنمائية التفاضلية بين الأحداث من الذكور والإناث على الرغم من أن نسبة الجنس عند ظهور الكبار قد توفر أدلة على تخصيص الجنس، قد يشيع تحرف نسبة الجنس الكبار إلى حد كبير. في بعض الأنواع من غشائيات الأجنحة، ترتيب الحشرات يحتوي على النمل والنحل والزنابير، وقد تحدد نسبة الجنس الأولية مع فحوصات الخلوية الوراثية، تلطيخ الأجنة لعرض الحمض النووي الوراثي. لأن هيمينوبتيرانس هابلوديبلويد، بيض ذكور وليدة فرداني ويحتوي على برونوكليوس الإناث فقط (ن)، بينما البيض أنثى وليدة مثنوية وتحتوي على برونوكلي من الذكور والإناث (2n). على الرغم من أن الييروديداي، الأسرة ساب-تغذية صحيح الأخطاء (Hemiptera) المعروفة باسم ويتيفليس، أيضا هابلوديبلويد، هناك لم يكن مقايسة الراسخة العثور على نسبة الجنس الأساسي في هذه الحشرات. هذا ربما يثير الدهشة نظراً لكثافة دراسة الآفات الخطيرة عالمية قليلة في هذه الأسرة وأهمية النسب بين الجنسين في التفاعلات التنافسية ويتيفليس4،،من56،7 ،،من89،10 وديناميات السكان عموما. في الحشرات هابلوديبلويد جداً، يقيد النسب بين الجنسين بنظم تحديد الجنس، مما يتيح إمكانية الإخصاب انتقائية ومجا النسب بين الجنسين التي تختلف مع البيئة2. هنا نقدم تقنية لتحديد نسبة الجنس الأولية من الأنواع المعقدة المعروفة كالذبابة البطاطا، ويتيفليس حيث. هذا اسم واحد من الأنواع يشمل الأنواع في العالم أكثر من 2811ويتضمن بعض من ال12،الآفات الدخيلة العالمية13الأكثر ضررا. تطبيق هذه التقنية على تحديد أنماط تخصيص الجنس حيث (ب) وأخرى الييروديداي سيتيح إجراء تحقيق أكثر صرامة من المتغيرات، بما في ذلك درجة حرارة النبات المضيف، والبكتيريا اندوسيمبيوتيك أو النباتية/الذبابة مسببات الأمراض، التي قد تؤثر على النسب بين الجنسين الابتدائي الذبابة والديناميات السكانية الذبابة.
ونحن غير مدركين لأي تقنيات تلوين البيض مماثلة حيث. البروتوكول مناسب بالمقارنة مع المصبوغة الأساليب المستخدمة ل بيض الحشرات الأخرى14 كما يحذف خطوة تثبيت بين عشية وضحاها، وعليه، يمكن أن تنجز في غضون ح 3. وكمثال على تطبيق، وبكتيريا اندوسيمبيوتيك، الريكتسية sp. nr. بيلي، يرتبط بالتحيز الإناث في خطوطنا المختبر حيث باء- 1 ثانوية الشرق الأوسط وآسيا (MEAM1)15،16. في MEAM1 حيث باء- مختبر سطر واحد (“MAC1،” التي تم جمعها من مركز الزراعية ماريكوبا)، نقوم باختبار ما إذا كان الريكتسية-تسميد المصابة (R+) الإناث البيض أكثر من الإناث (R–) غير مصاب.
Protocol
Representative Results
Discussion
هذا البروتوكول هو الأول من التقاط معدل الإخصاب أو نسبة الجنس الأولية من حيث (ب). التحدي المتمثل في هذا البروتوكول أنه يتطلب الباحثين لمعرفة كيفية التعامل مع البيض الذبابة بسرعة وضمان أن لا أكثر من ح 1 انقضى منذ كانت أوفيبوسيتيد البيض حتى أنها ثابتة. أثناء تجارب أولية، البيض التي تم إصل?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم تمويل هذا البحث بمنحه جبهة الخلاص الوطني (ديب-1020460) إلى M.S.H. ومنحة وزارة الزراعة أفري (2010-03752) إلى M.S.H. يشكر المؤلفون زيهر برينان لتلطيخ بيض الذبابة بقدر كبير من المهارة وزين. يشكر المؤلفون مايك ريلي للسماح باستخدام مجهر فلوري له للتصوير. يشكر المؤلفون سوزان كيلي وماركو جيبيولا للصور البيض. يشكر المؤلفون كيلي سوزان وجيمي كونواي للعون في اللحظات الحاسمة من خلال التجارب.
Materials
| 1XPBS | Any | ||
| 1XTBST | Any | 5X solution made from 30g Tris, 43.8g NaCl, 5 mL Tween-20 and 1.0g NaN3 pH7.5, and brought to 1L with PCR grade water | |
| Bleach | Clorox | Any household bleach will work as long as it can be diluted to 0.83% Sodium hypochlorite | |
| Clear nail polish | Any | ||
| DAPI dilactate | Santa Cruz Biotechnology | sc300415 | |
| Ethanol | Any | Dilute to 70% EtOH | |
| Fluorescent microscope | Nikon | Nikon Eclipse 50i was used in this experiment, but any fluorescent microscope with 340/380 nm excitation filter and at least 4-10X magnification can be used | |
| Glacial acetic acid | Mallinckrodt | UN2789 | |
| Glycerol | Any | ||
| Microscope | Wild | A Wild M5A microscope was used for this experiment, but any microscope where the operator can clearly see the whitefly eggs can be used | |
| Microscope slide covers | Any | Methods are for 18mm x 18mm sized slide covers. More mounting media will need to be added for larger slide covers. | |
| Microscope slides | Any | ||
| Minuten nadel pins | BioQuip | 1208SA | Minuten nadel pins are optional for fashioning as probes with pipette tips |
| NaCl | Any | ||
| NaN3 | Any | ||
| n-propyl-gallate | Sigma/Santa Cruz Biotechnology | P3130/sc-250794 | |
| Parafilm | Bemis | ||
| Pasteur pipettes | Fisher Scientific | 13-678-20A | Fisherbrand Disposable Borosilicate glass Pasteur pipettes 5.75 in. A Bunsen burner may also be needed if operator would like to lengthen and narrow pipettes |
| PCR grade water | Any | ||
| Pipette tips | Any | Pipette tips are optional for fashioning as probes with minuten nadel pins | |
| Small dropper bulb | Any | Must fit on Pasteur pipette | |
| Tris | Any | ||
| Tween-20 | Any |
References
- Charnov, E. L., May, R. M. Sex ratio in spatially structured populations. The Theory of Sex Allocation. , 67-92 (1982).
- Godfray, H. C. J. . Parasitoids: behavioral and evolutionary ecology. , (1994).
- Bourke, A. F. G., Franks, N. R. . Social Evolution in Ants. , (1995).
- Pascal, S., Callejas, C. Intra- and interspecific competition between biotypes B and Q of Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) from Spain. Bulletin of Entomological Research. 94 (4), 369-375 (2004).
- Liu, S. -. S., et al. Asymmetric mating interactions drive widespread invasion and displacement in a whitefly. Science. 318 (5857), 1769-1772 (2007).
- Crowder, D. W., Sitvarin, M. I., Carrière, Y. Mate discrimination in invasive whitefly species. Journal of Insect Behavior. 23 (5), 364-380 (2010).
- Crowder, D. W., Sitvarin, M. I., Carrière, Y. Plasticity in mating behaviour drives asymmetric reproductive interference in whiteflies. Animal Behaviour. 79 (3), 579-587 (2010).
- Tsueda, H., Tsuchida, K. Reproductive differences between Q and B whiteflies, Bemisia tabaci, on three host plants and negative interactions in mixed cohorts. Entomologia Experimentalis et Applicata. 141, 197-207 (2011).
- Wang, P., Crowder, D. W., Liu, S. -. S. Roles of mating behavioural interactions and life history traits in the competition between alien and indigenous whiteflies. Bulletin of Entomological Research. 102 (4), 395-405 (2012).
- Sun, D. -. B., Li, J., Liu, Y. -. Q., Crowder, D. W., Liu, S. -. S. Effects of reproductive interference on the competitive displacement between two invasive whiteflies. Bulletin of Entomological Research. 104 (3), 334-346 (2014).
- Liu, S. -. S., Colvin, J., De Barro, P. J. Species concepts as applied to the whitefly Bemisia tabaci systematics: how many species are there?. Journal of Integrative Agriculture. 11 (2), 176-186 (2012).
- Gilbertson, R. L., Batuman, O., Webster, C. G., Adkins, S. Role of the insect supervectors Bemisia tabaci and Frankliniella occidentalis in the emergence and global spread of plant viruses. Annual Review of Virology. 2 (1), 67-93 (2015).
- Giorgini, M., et al. Rickettsia symbionts cause parthenogenetic reproduction in the parasitoid wasp Pingala soemius (Hymenoptera: Eulophidae). Applied and Environmental Microbiology. 76 (8), 2589-2599 (2010).
- Himler, A. G., et al. Rapid spread of a bacterial symbiont in an invasive whitefly is driven by fitness benefits and female bias. Science. 332 (6026), 254-256 (2011).
- Cass, B. N., et al. Dynamics of the endosymbiont Rickettsia in an insect pest. Microbial Ecology. 70 (1), 287-297 (2015).
- Vavre, F., de Jong, J. H., Stouthamer, R. Cytogenetic mechanism and genetic consequences of thelytoky in the wasp Trichogramma cacoeciae. Heredity. 93 (6), 592-596 (2004).
- Cass, B. N., et al. Conditional fitness benefits of the Rickettsia bacterial symbiont in an insect pest. Oecologia. 180 (1), 169-179 (2016).
- Hunter, M. S., Asiimwe, P., Himler, A. G., Kelly, S. E. Host nuclear genotype influences phenotype of a conditional mutualist symbiont. Journal of Evolutionary Biology. 30, 141-149 (2017).
- Gottlieb, Y., et al. Inherited intracellular ecosystem: symbiotic bacteria share bacteriocytes in whiteflies. FASEB Journal. 22 (7), 2591-2599 (2008).
- Luan, J., Sun, X., Fei, Z., Douglas, A. E. Maternal inheritance of a single somatic animal cell displayed by the bacteriocyte in the whitefly Bemisia tabaci. Current Biology. 28 (3), 459-465 (2018).
- Guo, J. -. Y., Cong, L., Wan, F. -. H. Multiple generation effects of high temperature on the development and fecundity of Bemisia tabaci (Gennadius) (Hemiptera: Aleyrodidae) biotype B. Insect Science. 20 (4), 541-549 (2013).
- Cui, X., Wan, F., Xie, M., Liu, T. Effects of heat shock on survival and reproduction of two whitefly species, Trialeurodes vaporariorum and Bemisia tabaci biotype B. Journal of Insect Science. 8 (24), (2008).
- Boykin, L. M. Bemisia tabaci nomenclature: Lessons learned. Pest Management Science. 70 (10), 1454-1459 (2014).
- Qin, L., Pan, L. -. L., Liu, S. -. S. Further insight into reproductive incompatibility between putative cryptic species of the Bemisia tabaci whitefly complex. Insect Science. 23 (2), 215-224 (2016).
