Name: fluorescence in situ hybridizations (fish) for the localization of viruses and endosymbiotic bacteria in plant and insect tissues
Uploaded: 2014-02-24T15:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fluorescence in situ Hybridizations FISH for the Localization of Viruses and Endosymbiotic Bacteria in Plant and Insect Tissues at JoVE.com

Pesquisa no laboratório Ghanim foi apoiado por bolsa de pesquisa no. 908-42.12/2006 da Fundação Alemã-Israelense (GIF), conceder nenhuma. IS-4062-07 dos Estados Unidos-Israel Binacional Fundo das Nações Agrícola Pesquisa e Desenvolvimento (BARD) e bolsa de pesquisa no. 884/07 da Fundação para a Ciência Israel (ISF) para MG

1. Preparativos Geral Whitefly, Flora, e vírus para análise FISH <ol><li> B traseiro e Q whiteflies biótipo de plântulas de algodoeiro (Gossypium hirsutum L. cv. Acala) e manter dentro de gaiolas à prova de insetos e salas de crescimento sob condições padrão de 25 ± 2 ° C, 60% de umidade relativa, e uma luz de 14 horas / fotoperíodo escuro de 10 horas. </li><li> Executar PCR para testar a infecção com endosimbiontes utilizando iniciadores específicos de endossimbiontes como anteriorment...

<ol>
	<li>Czosnek, H., Laterrot, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+worldwide+survey+of+Tomato+yellow+leaf+curl+viruses.">A worldwide survey of Tomato yellow leaf curl viruses.</a> Arch. Virol. 142, 1391-1406 (1997).</li><li>Ling, K. S., Simmons, A. M., Hassell, R. L., Keinath, A. P., Polston, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First+report+of+Tomato+Yellow+Leaf+Curl+Virus+in+South+Carolina.">First report of Tomato Yellow Leaf Curl Virus in South Carolina.</a> Plant Dis. 90, 379 (2006).</li><li>Polston, J. E., McGovern, R. J., Brown, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Introduction+of+Tomato+yellow+leaf+curl+virus+in+Florida+and+implications+for+the+spread+of+this+and+other+geminiviruses+of+tomato.">Introduction of Tomato yellow leaf curl virus in Florida and implications for the spread of this and other geminiviruses of tomato.</a> Plant Dis. 83, 984-988 (1999).</li><li>Polston, J. E., Rosebrock, T. R., Sherwood, T., Creswell, T., Shoemaker, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Appearance+of+Tomato+yellow+leaf+curl+virus+in+North+Carolina.">Appearance of Tomato yellow leaf curl virus in North Carolina.</a> Plant Dis. 86, 73 (2002).</li><li>Frohlich, D. R., Torres-Jerez, I., Bedford, I. D., Markham, P. G., Brown, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+phylogeographical+analysis+of+the+Bemisia+tabaci+species+complex+based+on+mitochondrial+DNA+markers.">A phylogeographical analysis of the Bemisia tabaci species complex based on mitochondrial DNA markers.</a> Mol. Ecol. 8, 1683-1691 (2002).</li><li>Ghanim, M., Morin, S., Czosnek, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rate+of+Tomato+yellow+leaf+curl+virus+translocation+in+the+circulative+transmission+pathway+of+its+vector,+the+whitefly+Bemisia+tabaci.">Rate of Tomato yellow leaf curl virus translocation in the circulative transmission pathway of its vector, the whitefly Bemisia tabaci.</a> Phytopathology. 91, 188-196 (2001).</li><li>Ghanim, M., Rosell, R. C., Campbell, L. R., Czosnek, H., Brown, J. K., Ullman, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digestive++salivary+and+reproductive+organs+of+Bemisia+tabaci+(Gennadius)+Hemiptera:+Aleyrodidae)+B+type.">Digestive salivary and reproductive organs of Bemisia tabaci (Gennadius) Hemiptera: Aleyrodidae) B type.</a> J. Morphol. 248, 22-40 (2001).</li><li>Hunter, W. B., Hiebert, E., Webb, S. E., Tsai, J. K., Polston, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Location+of+geminiviruses+in+the+whitefly+Bemisia+tabaci+(Homoptera:+Aleyrodidae).">Location of geminiviruses in the whitefly Bemisia tabaci (Homoptera: Aleyrodidae).</a> Plant Dis. 82, 1147-1151 (1998).</li><li>Rosell, R. C., Torres-Jerez, I., Brown, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+pathway+of+geminivirus+in+whitefly+extracts,+saliva,+hemolymph+and+honeydew.">Temporal pathway of geminivirus in whitefly extracts, saliva, hemolymph and honeydew.</a> Phytopathology. 89, 239-246 (1999).</li><li>Czosnek, H., Ghanim, M., Ghanim, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+circulative+pathway+of+begomoviruses+in+the+whitefly+vector+Bemisia+tabaci&#8212;insights+from+studies+with+Tomato+yellow+leaf+curl+virus.">The circulative pathway of begomoviruses in the whitefly vector Bemisia tabaci&#8212;insights from studies with Tomato yellow leaf curl virus.</a> Ann. Appl. Biol. 140, 215-231 (2002).</li><li>Gottlieb, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+transmission+efficiency+of+Tomato+yellow+leaf+curl+virusby+the+whitefly+Bemisiatabaciis+correlated+with+the+presence+of+aspecificsymbiotic+bacterium+species.">The transmission efficiency of Tomato yellow leaf curl virusby the whitefly Bemisiatabaciis correlated with the presence of aspecificsymbiotic bacterium species.</a> J. Virol. 84, 9310-9317 (2010).</li><li>Brumin, M., Levy, M., Ghanim, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transovarial+transmission+of+Rickettsia+spp.+and+organ-specific+infection+of+the+whitefly+Bemisia+tabaci.">Transovarial transmission of Rickettsia spp. and organ-specific infection of the whitefly Bemisia tabaci.</a> Appl. Environ. Microbiol. 78, 5565-5574 (2012).</li><li>Ghanim, M., Medina, V., Czosnek, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Localization of Tomato yellow leaf curl virus in its whitefly vector Bemisia tabaci. In Tomato Yellow Leaf Curl Virus Disease, Management, Molecular Biology, Breeding for Resistance. , 175-187 (2007).</li><li>Ghanim, M., Brumin, M., Popovski, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple,+rapid+and+inexpensive+method+for+localization+of+Tomato+yellow+leaf+curl+virus+and+Potato+leafroll+virus+in+plant+and+insect+vectors.">A simple, rapid and inexpensive method for localization of Tomato yellow leaf curl virus and Potato leafroll virus in plant and insect vectors.</a> J. Virol. Methods. 159, 311-314 (2009).</li><li>Gotz, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implication+of+Bemisia+tabaci+heat+shock+protein+70+in+Begomovirus-whitefly+interactions.">Implication of Bemisia tabaci heat shock protein 70 in Begomovirus-whitefly interactions.</a> J. Virol. 86, 13241-13252 (2012).</li><li>Nirgianaki, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wolbachia+infections+of+the+whitefly+Bemisia+tabaci.">Wolbachia infections of the whitefly Bemisia tabaci.</a> Curr. Microbiol. 47, 93-101 (2003).</li><li>Baumann, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biology+of+bacteriocyte-associated+endosymbionts+of+plant+sap-sucking+insects.">Biology of bacteriocyte-associated endosymbionts of plant sap-sucking insects.</a> Ann. Rev. Microbiol. 59, 155-189 (2005).</li><li>Gottlieb, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+and+localization+of+a+Rickettsia+sp.+in+Bemisia+tabaci+(Homoptera)+Aleyrodidae).">Identification and localization of a Rickettsia sp. in Bemisia tabaci (Homoptera) Aleyrodidae).</a> App. Environ. Microbiol. 72, 3646-3652 (2006).</li><li>Li, Z. X., Lin, H. Z., Guo, X. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+of+Wolbachia+infection+in+Bemisia+tabaci.">Prevalence of Wolbachia infection in Bemisia tabaci.</a> Curr. Microbiol. 54, 467-471 (2007).</li><li>Skaljac, M., Zanic, K., Hrncic, S., Radonjic, S., Perovic, T., Ghanim, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diversity+and+localization+of+bacterial+symbionts+in+three+whitefly+species+(Hemiptera:+Aleyrodidae)+from+the+east+coast+of+the+Adriatic.">Diversity and localization of bacterial symbionts in three whitefly species (Hemiptera: Aleyrodidae) from the east coast of the Adriatic.</a> Bull. Entomol. Res. 103, 48-59 (2013).</li></ol>

O protocolo aqui descrito para a localização de um vírus de plantas, na sua planta hospedeira e vector de insecto, bactérias e endosymbiotic no seu hospedeiro mosca branca específico, pode ser adaptado para a localização de outros vírus em plantas e até mesmo em tecidos animais. Além disso, o protocolo pode ser utilizado para localizar bactérias endosymbiotic e patogénicos e outros micro-organismos em sistemas de plantas e animais. Os métodos descritos dependem de conceito simples de hibridação entre uma ...

Ao estudar as interacções entre os vírus de plantas e outros organismos patogénicos com as suas plantas hospedeiras infectadas, é importante para visualizar os patógenos e seus respectivos ácidos nucleicos in situ, independentemente de causar efeitos negativos sobre os seus hospedeiros. Isto é muito importante quando se estuda o movimento patógeno dentro e entre as células de plantas. Localização in situ de produtos de genes do agente patogénico é um passo essencial que complementa outras abordagens para estudar o processo de patogenicidade. Muitos patógenos de plantas, principalmente os vírus, são transmitidas por insetos, com interações complexas e íntimas com seus vetores. A localização destes vírus em seus vectores é importante para estudar o caminho para a transmissão, e os possíveis locais de interacção no interior do vector. A transmissão de alguns vírus de plantas vetorizado por insetos é auxiliado por bactérias endosymbiotic que residem dentro desses insetos. Para melhor estudar a transmissão desses vírus de plantas by seus vectores, é também essencial para visualizar as bactérias endosymbiotic em geral, e aqueles que estão envolvidos na transmissão do vírus, em particular. Co-localização das bactérias e vírus endosymbiotic é assim desejado para investigar as possíveis relações entre esses organismos dentro de seu exército de insetos. Além da transmissão de vírus, bactérias endosymbiotic influenciar vários aspectos da biologia dos vectores de insecto, assim, a localização espacial destas bactérias dentro de insectos é de grande interesse e importância. Tomato virus (TYLCV) (Begomovirus, Geminiviridae) é o complexo de doença viral mais importante do tomateiro cultivado em todo o mundo 1-4. TYLCV é um vírus limita-floema e é exclusivamente vetorizado pela mosca branca Bemisia tabaci 5,6. Um modelo que descreve a translocação de begomovirus nos seus vectores de mosca branca tem sido proposto 6-9. Duas barreiras específicas estão ativamente cruzou durção esta transmissão circulativa: o intestino médio / hemolinfa e as barreiras da glândula hemolinfa / salivares. Este processo de transmissão é a hipótese de ser mediada pelos receptores desconhecido, que reconhecem a cápside do vírus. TYLCV é pensado para atravessar B. tabaci intestino 6,10, e é absorvida através da glândula salivar primário 6 antes de ser injectado para dentro da fábrica. Na hemolinfa mosca branca, TYLCV interage com uma proteína GroEL produzido pela bactéria endossimbiótica secundária inseto Hamiltonella. Essa interação garante o transporte seguro de TYLCV na hemolinfa, e protege-lo de um ataque pelo sistema imunológico do inseto 11. Hamiltonella e Portiera, o endosymbiont primário de moscas brancas, estão alojados em bacteriocytes, células de insetos encontrados na hemolinfa e casa endosymbiotic bactérias 11. B. tabaci abriga bactérias endosymbiotic adicionais, incluindo Rickettsia, Arsenophonus, Wolbachia e FritschEA, que pode ser localizada no interior ou no exterior das bacteriocytes, e têm efeitos diversos sobre a biologia do insecto 12. Vários relatórios têm tentado estudar a localização de TYLCV em plantas e moscas brancas, usando protocolos demorados e dispendiosos, como a microscopia eletrônica de transmissão (TEM), anticorpos e RNA in situ na seção de espessura microscópica 10,13, um estudo recente descreveu a localização de vírus de plantas dentro de suas plantas hospedeiras e de vetor usando um protocolo simples 14. Aqui nós descrevemos um protocolo simples para a localização de TYLCV em B. tabaci dissecado intestino médio e glândulas salivares, e nas seções preparados a partir de plantas TYLCV infectados. Descrevemos ainda mais a localização de Portiera, o endosymbiont primária de B. tabaci, e seus endossimbiontes secundárias Hamitonella, Rickettsia e Arsenophonus. Este protocolo é baseado no uso de sondas de DNA curtas, quesão marcadas por fluorescência em sua extremidade 5 &#39;, e hibridam especificamente com sequências complementares em sequências de genes virais ou bacterianas. O processamento das amostras é relativamente fácil e que o sinal obtido é altamente específico. O protocolo descrito pode ser utilizado para localizar os vírus, bactérias e outros organismos patogénicos nas plantas, animais e insectos hospedeiros, e ainda pode ser utilizado para localizar o ARNm em qualquer dado tecido.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="653">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Fluorescently labeled&#160; Probes</td>
			<td style="width:95px;">Metabion</td>
			<td style="width:129px;">20 bp HPLC purified</td>
			<td style="width:212px;">Sequence designed by customer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Toluidine blue</td>
			<td style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:129px;">89640</td>
			<td style="width:212px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">sodium dodecyl sulfate</td>
			<td style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:129px;">L3771</td>
			<td style="width:212px;">Molecular Biology Grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Formamide</td>
			<td style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:129px;">F9037</td>
			<td style="width:212px;">Molecular Biology Grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Tris-HCl</td>
			<td style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:129px;">T5941</td>
			<td style="width:212px;">Molecular Biology Grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Glacial Acetic Acid</td>
			<td style="width:95px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:129px;">320099</td>
			<td style="width:212px;">Molecular Biology Grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Liquid Blocker</td>
			<td>Ted Pella Inc.</td>
			<td>22309</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fluorescence in situ hybridizations (fish) for the localization of viruses and endosymbiotic bacteria in plant and insect tissues

Hibridização fluorescente in situ (FISH) é um nome dado a uma variedade de técnicas vulgarmente utilizadas para a visualização de transcritos de genes em células eucarióticas e pode ser ainda modificado para visualizar os outros componentes da célula, tais como a infecção com os vírus e as bactérias. Localização espacial e visualização de vírus e bactérias, durante o processo de infecção é um passo essencial que complementa a expressão profiling experiências como microarrays e RNAseq em resposta a diferentes estímulos. Compreender as infecções espaço-temporais com esses agentes complementa experiências biológicas destinadas a compreender a sua interação com componentes celulares. Várias técnicas para visualizar os vírus e as bactérias, tais como sistemas de gene repórter ou métodos imuno-histoquímicos são demoradas, e alguns estão limitados a trabalhar com organismos modelo e as metodologias complexas. PEIXES que tem como alvo de RNA ou DNA de espécies na célula é um me relativamente fácil e rápidoCTO para o estudo de localização espaço-temporal de genes e para fins de diagnóstico. Este método pode ser robusto e relativamente simples de implementar quando os protocolos empregar curto hibridação, as sondas comercialmente adquiridos, que não são caros. Isto é particularmente robusto, quando a preparação da amostra, a fixação, a hibridação, e a visualização microscópica não envolvem etapas complexas. Aqui nós descrevemos um protocolo para a localização de bactérias e vírus em tecidos de insetos e plantas. O método baseia-se na preparação simples, a fixação, e hibridação de insectos montagens inteiras e órgãos ou partes de plantas dissecadas feitos à mão, com 20 pares de bases de DNA sondas curtas conjugados com corantes fluorescentes na sua 5 &#39;ou 3&#39;. Este protocolo foi aplicado com sucesso a um número de tecidos de insecto e vegetais, e pode ser usada para analisar a expressão de ARNm ou de outras espécies de RNA ou de DNA na célula.

O sistema estudado neste manuscrito é mostrado na Figura 1 e inclui uma planta infectada com TYLCV, um adulto e uma ninfa da mosca branca B. tabaci, ea anatomia interna da mosca-branca, mostrando o caminho para a translocação TYLCV no inseto. Figura 2 mostra dupla FISH em uma mosca adulta para o simbionte primário Portiera eo simbionte secundário Arsenophonus. Figura 3 mostra dupla FISH para Portiera e Hamiltonella e <st...

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Fluorescence in situ Hybridizations FISH for the Localization of Viruses and Endosymbiotic Bacteria in Plant and Insect Tissues

Hibridizações in situ de fluorescêncica (FISH) para localização de vírus e bactérias endossimbióticas em tecidos de plantas e insetos

Descrevemos aqui um simples fluorescência de hibridação in situ (FISH), o método para a localização de vírus e bactérias, em tecidos de plantas e de insectos. Este protocolo pode ser estendido para a visualização de mRNA em toda montagem e cortes microscópicos.

Fluorescence in situ hybridization (FISH) is a name given to a variety of techniques commonly used for visualizing gene transcripts in eukaryotic cells ...

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