trichogramma dendrolimi artificial host interaction and venom extraction

Parasitierung des künstlichen Wirts durch Trichogramma dendrolimi und Giftextraktion

Parasitoid wasps are parasitic hymenopteran insects that are important resources for biological control1. There is a wide variety of parasitoid wasps, with over 600,000 estimated species2. The diversity of parasitoid wasps far exceeds that of other venomous arthropods, such as snakes, cone snails, spiders, scorpions, and bees. Venom is an important parasitic factor in parasitoid wasps. For successful parasitism, venom is injected into the host, modulating the host&#39;s behavior, immunity, development, and metabolism3. Moreover, the venom of parasitoid wasps displays remarkable diversity in its molecular structures, targets, and functions, reflecting complex coevolution with their hosts. Thus, parasitoid venom is a valuable and underappreciated resource of active molecules for insecticidal or medical purposes4. Unlike the venom of snakes, cone snails, spiders, scorpions, and bees, parasitoid wasp venom cannot be collected by direct stimulation or electrical stimulation5. The current method of extraction of parasitoid wasp venom is to dissect the venom reservoir. However, parasitoid wasps are often small, and dissection of parasitoid wasps requires high technical skills. Therefore, if we can find a way to collect the venom of parasitoid wasps efficiently and conveniently, it will be of great help to research the venom of parasitoid wasps.
Trichogramma (Hymenoptera: Trichogrammatidae) is a genus of tiny (~0.5 mm long) parasitoid wasps6. These wasps are among the most widely used biocontrol agents, particularly targeting eggs of various lepidopteran pests in both agriculture and forests. For example, T. dendrolimi, one of the most widely used Trichogramma species in China, has been extensively applied to control a variety of agricultural and forestry pests, such as Dendrolimus superans, Ostrinia furnacalis, and Chilo suppressalis. Previous studies showed that Trichogramma wasps could inject their eggs into artificial hosts7. Artificial hosts can be created using materials such as wax8, agar9, Parafilm10, and plastic film11. The solution in artificial hosts that induces sufficient oviposition for Trichogramma can be simple, such as amino acids or inorganic salts12. Based on the characteristic that T. dendrolimi can parasitize artificial hosts, this study provides a new method for extracting venom from parasitoid wasps using artificial hosts. This approach aims to address the shortcomings of low yield, low purity, and susceptibility to contamination in current extraction techniques. By using this method, a large amount of high-purity venom from T. dendrolimi can be extracted, which meets the needs of scientific research and screening of bioactive molecules for insecticidal or medical purposes.

Autor im Rampenlicht: Effiziente Methode zur Extraktion von Gift aus Trichogramma parasitoiden Wespen 

Extraktion von Gift aus der parasitoiden Wespe Trichogramma dendrolimi mit Hilfe eines künstlichen Wirts

The lack of efficient venom extraction methods often limits the research on the venom of parasitoid wasps, especially in tiny parasitoid wasps. This study provides an efficient method to extract the venom of Trichogramma with follow up post study of Trichogramma venom, such as the protein compensation and the venom function analysis. Previously, no methods of exchanging of parasitoid wasp venom requires the distinguishing of venom reserve.However, parasitoid wasps are tiny. Not only are the technical requirements of distinguishing venom was high, but continuation of other tissues during dissection is also common. Our normal method uses artificial host, thus avoiding such problems.In the future, we will focus on the agriculture and the medical applications of Trichogramma venom. We aim to utilize specific insecticidal venom genes for pest control. Meanwhile, we plan to investigate the untapped potential of Trichogramma venom in methodology, particularly its prospective utility in enhancing immunotherapy techniques, and in the discovery of novel antibiotic molecules.

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Trichogramma dendrolimi  Artificial Host Interaction and Venom Extraction  

Trichogramma dendrolimi Künstliche Wirtsinteraktion und Giftextraktion

Nehmen Sie zunächst eine 16 Zentimeter lange, 12 Zentimeter breite und 20 Mikrometer dicke Polyethylen-Kunststofffolie. Verwenden Sie ein Glasschleifwerkzeug, um 30 halbkreisförmige Ausstülpungen in einem standardmäßigen 96-Well-PCR-Layout herauszupressen. Setzen Sie beide Seiten der gepressten Polyethylen-Kunststofffolie eine Stunde lang UV-Licht aus, um sie zu desinfizieren.Geben Sie eine kleine Menge 10%Polyvinylalkohol auf die halbkreisförmige Oberfläche. Als nächstes legen Sie etwa 3.000 betäubte weibliche Trichogramma dendrolimi-Wespen in eine Sammelbox. Legen Sie die konvexe Seite der Folien-Eikarte in Richtung der Auffangbox und sichern Sie die Ränder mit einem Gummiband.Geben Sie nun vier Mikroliter Aminosäurelösung in jede Ausstülpung. Decken Sie es dann mit einem weiteren Stück Polyethylen-Kunststofffolie ab. Verwenden Sie ein Gummiband, um die Auffangbox fest mit zwei Plastikfolien abzudecken.Lassen Sie die Wespen vier bis acht Stunden lang frei parasitieren. Stellen Sie während der Parasitierung 10 % Saccharosewasser durch nasse Baumwolle zur Verfügung. Als nächstes wird die parasitierte Aminosäurelösung aus dem inneren Vorsprung der künstlichen Eikarte entnommen und auf die Kappe von 1,45-Milliliter-Röhrchen übertragen.Decken Sie die Schlauchkappe mit einem 10 Mikrometer dicken Nylonnetz mit einem Durchmesser von 25 Millimetern ab. Befestigen Sie dann das Nylonnetz leicht im Schlauch. Zentrifugieren Sie das obere rechte Röhrchen 10 Sekunden lang bei 1,360 g.Sammle die gefilterte Lösung, die das Gift enthält. Lagern Sie das Gift bei minus 80 Grad Celsius für weitere Analysen. Die BCA-Analyse der Giftproben zeigte, dass die Konzentration des Giftproteins zwischen 0,35 und 0,46 Mikrogramm pro Mikroliter lag.Die Negativkontrolle der Aminosäurelösung wies nur eine Proteinkonzentration von 0,03 bis 0,05 Mikrogramm pro Mikroliter auf. Die SDS-PAGE-Analyse des Giftes ergab eine Proteinbreite, die von unter 10 Kilodalton bis über 130 Kilodalton reichte.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Trichogramma dendrolimi Artificial Host Interaction and Venom Extraction

Extracting Venom from the Parasitoid Wasp Trichogramma dendrolimi Using an Artificial Host

Parasitoid wasps are a diverse group of hymenopteran insects that serve as invaluable resources for pest biocontrol. To ensure successful parasitism, ...