پاسخ سیستم ایمنی غیرسلولی لاروهای بید آرد، Ephestia kuehniella به باکتری Bacillus thuringiensis و قارچ Beauveria bassiana

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه گیاهپزشکی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 گروه گیاهپزشکی - دانشگاه تهران

3 گروه گیاهپزشکی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج

4 گروه گیاهپزشکی/ بخش حشره شناسی/ پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

چکیده

مکانیسم‌های دفاع ذاتی حشرات، به دو بخش مکانیسم‌های سلولی و غیر سلولی (هیومرال) تقسیم می‌شوند که فعالیت آنزیم فنل‌اکسیداز و بیان پپتیدها یا پروتئین‌های ضدمیکروبی (AMPs) به‌عنوان اجزای مهم سیستم ایمنی به شمار می‌روند. در پژوهش حاضر، پاسخ سیستم ایمنی هیومرال بید آرد، Ephestia kuehniella به چالش با دو بیمارگر مختلف حشرات، باکتری Bacillus thuringiensis و قارچ Beauveria bassiana، مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا سوسپانسیون بیمارگرها به لاروهای سن پنجم بید آرد تزریق‌شده و سپس فعالیت آنزیم فنل‌اکسیداز و القای احتمالی پپتیدهای ضدمیکروبی فنل‌اکسیداز در همولنف لاروهای تیمار شده با بیمارگرها در مقایسه با شاهد مورد بررسی قرار گرفت. درنهایت، فعالیت ضدمیکروبی همولنف لاروهای تیمار شده در برابر باکتری Bt بررسی شد. نتایج نمایانگر کاهش معنی‌دار فعالیت آنزیم فنل‌اکسیداز در همولنف لاروهای تیمار نسبت به شاهد بود. هیچ باند متفاوتی در پروفایل پروتئینی همولنف لاروهای تیمار شده نسبت به شاهد، مشاهده نشد. همولنف استحصالی از لاروهای تیمار، فعالیت ضدمیکروبی در برابر سویه Bt مورد استفاده نداشتند. طبق یافته‌های این پژوهش، سیستم ایمنی غیرسلولی بید آرد در مقابل دیواره‌های سلولی بیمارگرهای مورد استفاده، پاسخ معنی‌داری ارائه نمی‌کند و استفاده از این حشره به‌عنوان مدل مطالعات سیستم ایمنی در برابر این دو جدایه بیمارگر، نیازمند مطالعات بیش‌تری است.

کلیدواژه‌ها


Adamski Z, Bufo SA, Chowański S, Falabella P, Lubawy J, Marciniak P, Pacholska-Bogalska J, Salvia R, Scrano L, Słocinska M, Spochacz M, Szymczak M, Urbanski A, Walkowiak-Nowicka K, Rosinski G (2019)Beetles as model organisms in physiological, biomedical and environmental studies - A review. Frontiers in Physiology 10: 319.
Brown SE, Howard A, Kasprzak AB, Gordon KH, East PD (2008) The discovery and analysis of a diverged family of novel antifungal moricin-like peptides in the wax moth Galleria mellonella. Insect Biochemistry and Molecular Biology 38(2): 201–212.
Cerenius L, Lee BL, Söderhäll K (2008)The proPO-system: pros and cons for its role in invertebrate immunity. Trends in Immunology 29(6): 263-71.
Cytryńska M, Mak P, Zdybicka-Barabas A, Suder P, Jakubowicz T (2007) Purification and characterization of eight peptides from Galleria mellonella immune hemolymph. Peptides 28(3): 533-546.
Hung SY, Boucias DG (1992) Influence of Beauveria bassiana on the cellular defense Response of the Beet armyworm, Spodoptera exigua. Journal of Invertebrate Pathology 60(2): 152-8.
 
Kopácek P, Weise C, Götz P (1995) The prophenoloxidase from the wax moth Galleria mellonella: purification and characterization of the proenzyme. Insect Biochemistry and Molecular Biology 25(10):1081–91.
Lavine MD, Strand MR (2002) Insect Hemocytes and Their Role in Immunity. Insect Biochemistry and Molecular Biology 32(10): 1295-309.
Li S, Xu X, Shakeel M, Xu J, Zheng Z, Zheng J, Yu X, Zhao Q, Jin F (2018) Bacillus thuringiensis suppresses the humoral immune system to overcome defense mechanism of Plutella xylostella. Frontiers in Physiology 15(9): 1478.
Lin J, Yu XQ, Wang Q, Tao X, Li J, Zhang S, Xia X, You M (2020). Immune responses to Bacillus thuringiensis in the midgut of the diamondback moth, Plutella xylostella. Developmental & Comparative Immunology 103661.
Lu Z, Jiang H (2007) Regulation of phenoloxidase activity by high- and lowmolecular-weight inhibitors from the larval hemolymph of Manduca sexta. Insect Biochemistry and Molecular Biology 37: 478–485.
Rahimi VA, Zibaee AR, Mojahed SA, Maddahi KH, Zare DA (2013) Effects of pyriproxyfen and hexaflumuron on cellular immunity of Ephestia kuehniella Zeller (Lepidoptera: Pyralidae). Romanian Journal of Biology-Zoology 58(2): 151-62.
Schägger H (2006)Tricine–SDS-PAGE.Nature Protocol1(1):16-22.
Taszłow P, Vertyporokh L, Wojda I (2017) Humoral immune response of Galleria mellonella after repeated infection with Bacillus thuringiensis. Journal of invertebrate pathology 1(149): 87-96.
Tzou P, De Gregorio E, Lemaitre B (2002) How Drosophila combats microbial infection: a model to study innate immunity and host–pathogen interactions. Current Opinion in Microbiology. 5(1): 102-10.
Xu J, Xu X, Shakeel M, Li S, Wang S, Zhou X, Yu J, Xu Xi, Yu X, Jin F (2017). The Entomopathogenic Fungi Isaria fumosorosea plays a vital role in suppressing the immune system of Plutella xylostella: RNA-Seq and DGE analysis of immunity-related genes. Frontiers in Microbiology 8.
Zhao P, Li J, Wang Y, Jiang H (2007)Broad-spectrum antimicrobial activity of the reactive compounds generated in vitro by Manduca sexta phenoloxidase. Insect Biochemistry and Molecular Biology 37: 952–959.
Zibaee A, Bandani AR, Malagoli D(2011) Purification and characterization of phenoloxidase from the hemocytes of Eurygaster integriceps (Hemiptera: Scutelleridae). Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology 158(1): 117-123.