1,721,007 research outputs found
Immune Gene Repertoire of Soft Scale Insects (Hemiptera: Coccidae)
Get PDFInsects possess an effective immune system, which has been extensively characterized in several model species, revealing a plethora of conserved genes involved in recognition, signaling, and responses to pathogens and parasites. However, some taxonomic groups, characterized by peculiar trophic niches, such as plant-sap feeders, which are often important pests of crops and forestry ecosystems, have been largely overlooked regarding their immune gene repertoire. Here we annotated the immune genes of soft scale insects (Hemiptera: Coccidae) for which omics data are publicly available. By using immune genes of aphids and Drosophila to query the genome of Ericerus pela, as well as the transcriptomes of Ceroplastes cirripediformis and Coccus sp., we highlight the lack of peptidoglycan recognition proteins, galectins, thaumatins, and antimicrobial peptides in Coccidae. This work contributes to expanding our knowledge about the evolutionary trajectories of immune genes and offers a list of promising candidates for developing new control strategies based on the suppression of pests’ immunity through RNAi technologies
Immune-Related Genes in the Honey Bee Mite Varroa destructor (Acarina, Parasitidae)
Get PDFDespite its ecological and economic importance, many aspects of Varroa destructor’s biology remain poorly understood, particularly its defense mechanisms against pathogens. The limited knowledge of Varroa’s immunity has hindered the development of RNA interference (RNAi)-based strategies targeting immune-related genes. In this study, we investigated the immune gene repertoire of V. destructor by querying its NCBI nr protein database and comparing it to model species of ticks (Ixodes scapularis) and mites (Galendromus occidentalis and Tetranychus urticae). Transcription of candidate immune genes was confirmed by analyzing a de novo assembled transcriptome of V. destructor. Our findings reveal that V. destructor shares key immunological traits with ticks, including lysozymes, chitinases, and thioester-containing proteins (TEPs), but also shares the absence of transmembrane peptidoglycan recognition proteins (PGRPs), Gram-negative binding proteins, and several lectin families involved in pathogen recognition. Additionally, Varroa mites, like ticks, lack homologs of crucial immune signaling components, such as the unpaired ligand (JAK/STAT), Eiger (JNK), and multiple elements of the IMD pathway. They also do not encode canonical antimicrobial peptides (AMPs) like defensins but possess putative homologs of ctenidins, AMPs previously identified in spiders and ticks, which may be adopted as a novel genetic readout for immune response in mites. Our findings lay the groundwork for future functional studies on mite immunity and open new avenues for RNAi-based biocontrol strategies targeting immune pathways to enhance Varroa management
Effetto della prosistemina e delle secrezioni orali di Spodoptera littoralis nella difesa diretta del pomodoro
No full text
Role of neuronal and non-neuronal acetylcholine signaling in Drosophila humoral immunity
No full text: Acetylcholine (ACh) is one the major neurotransmitters in insects, whose role in mediating synaptic interactions between neurons in the central nervous system is well characterized. It also plays largely unexplored regulatory functions in non-neuronal tissues. Here we demonstrate that ACh signaling is involved in the modulation of the innate immune response of Drosophila melanogaster. Knockdown of ACh synthesis or ACh vesicular transport in neurons reduced the activation of drosomycin (drs), a gene encoding an antimicrobial peptide, in adult flies infected with a Gram-positive bacterium. drs transcription was similarly affected in Drosophila α7 nicotinic acetylcholine receptor, nAChRalpha7 (Dα7) mutants, as well as in flies expressing in the nervous system a dominant negative form (Dα7DN) of this specific receptor subunit. Interestingly, Dα7DN elicited a comparable response when it was expressed in non-neuronal tissues and even when it was specifically produced in the hemocytes. Consistently, full activation of the drs gene required Dα7 expression in these cells. Moreover, knockdown of ACh synthesis in non-neuronal cells affected drs expression. Overall, these findings uncover neural and non-neural cholinergic signals that modulate insect immune defenses and shed light on the role of hemocytes in the regulation of the humoral immune response
Peptidi biostimolanti e bioprotettivi e loro impiego in agricoltura
No full textLa presente invenzione si riferisce a nuovi peptidi isolati aventi attività biostimolante e bioprotettiva contro lo stress abiotico e biotico nelle piante, nonché a composizioni comprendenti detti peptidi. Preferibilmente, i peptidi secondo l'invenzione provengono da piante di Solanum lycopersicum (pomodoro) e sono prodotti in modo ricombinante o sintetico. Viene anche descritto l'uso di detti peptidi e/o di detta composizione per aumentare la resistenza a stress biotici e/o abiotici in una pianta
Biostimulant and bioprotective peptides and their use in agriculture
No full textThe present invention relates to novel isolated peptides having biostimulant and bioprotective activity against abiotic and biotic stress in plants, as well as to compositions comprising said peptides. Preferably, the peptides according to the invention are from Solanum lycopersicum (tornato) plants and are produced in a recombinant or synthetic manner. The use of said peptides and/or said composition to increase resistance to biotic and/or abiotic stress in a plant is also described
Aphidius ervi venom regulates Buchnera contribution to host nutritional suitability
No full textThe association between the pea aphid, Acyrthosiphon pisum (Harris) (Homoptera: Aphididae), and the endophagous parasitoid wasp Aphidius ervi Haliday (Hymenoptera: Braconidae) offers a unique model system for studying the molecular mechanisms underlying the complex interactions between the parasitoid, its host and the associated primary symbiont. Here, we investigate in vivo the functional role of the most abundant component of A. ervi venom, Ae-γ-glutamyl transpeptidase (Ae-γ-GT), which is known to induce host castration. Microinjections of double-stranded RNA into A. ervi pupae stably knocked down Ae-γ-GT1 and Ae-γ-GT2 paralogue genes in newly emerged females. These females were used to score the phenotypic changes both in parasitized hosts and in the parasitoid's progeny, as affected by a venom blend lacking Ae-γ-GT. Ae-γ-GT gene silencing enhanced growth both of host and parasitoid, supported by a higher load of the primary bacterial symbiont Buchnera aphidicola. Emerging adults showed a reduced survival and fecundity, suggesting a trade-off with body size. This demonstrates in vivo the primary role of Ae-γ-GT in host ovary degeneration and suggests that this protein counterbalances the proliferation of Buchnera likely triggered by other venom components. Our study provides a new approach to unravelling the complexity of aphid parasitoid venom in vivo, and sheds light on a novel role for Ae-γ-GT in host regulation
Aphidius ervi venom regulates Buchnera contribution to host nutritional suitability
No full text<p>Dataset referred to the manuscript "Aphidius ervi venom regulates Buchnera contribution to host nutritional suitability" by </p>
<p><a href="../search?q=metadata.creators.person_or_org.name%3A%22Russo,+Elia%22"><span>Russo, Elia</span><sup>1 </sup></a><a href="../search?q=metadata.creators.person_or_org.name%3A%22Di+Lelio,+Ilaria%22"><span>Di Lelio, Ilaria</span><sup>2 </sup></a><a href="../search?q=metadata.creators.person_or_org.name%3A%22Shi,+Min%22"><span>Shi, Min</span><sup>3 </sup></a><a href="../search?q=metadata.creators.person_or_org.name%3A%22Becchimanzi,+Andrea%22"><span>Becchimanzi, Andrea</span><sup>2 </sup></a><a href="../search?q=metadata.creators.person_or_org.name%3A%22Pennacchio,+Francesco%22"><span>Pennacchio, Francesco</span><sup>2</sup></a></p>
<p><sup>Abstract: The association between the pea aphid, Acyrthosiphon pisum (Harris) (Homoptera: Aphididae), and the endophagous parasitoid wasp Aphidius ervi Haliday (Hymenoptera: Braconidae) offers a unique model system for studying the molecular mechanisms underlying the complex interactions between the parasitoid, its host and the associated primary symbiont. Here, we investigate in vivo the functional role of the most abundant component of A. ervi venom, Ae-γ-glutamyl transpeptidase (Ae-γ-GT), which is known to induce host castration. Microinjections of double-stranded RNA into A. ervi pupae stably knocked down Ae-γ-GT1 and Ae-γ-GT2 paralogue genes in newly emerged females. These females were used to score the phenotypic changes both in parasitized hosts and in the parasitoid's progeny, as affected by a venom blend lacking Ae-γ-GT. Ae-γ-GT gene silencing enhanced growth both of host and parasitoid, supported by a higher load of the primary bacterial symbiont Buchnera aphidicola. Emerging adults showed a reduced survival and fecundity, suggesting a trade-off with body size. This demonstrates in vivo the primary role of Ae-γ-GT in host ovary degeneration and suggests that this protein counterbalances the proliferation of Buchnera likely triggered by other venom components. Our study provides a new approach to unravelling the complexity of aphid parasitoid venom in vivo, and sheds light on a novel role for Ae-γ-GT in host regulation.</sup></p>
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Uso di RNAi per il controllo degli insetti
No full textLa presente tesi di dottorato contribuisce allo sviluppo di nuove strategie di controllo degli insetti basate sull'utilizzo di RNA interference (RNAi) per silenziare geni che giocano un ruolo importante nella omeostasi fisiologica e nella riproduzione. Una delle questioni più importanti per l'uso dell’RNAi è la selezione di geni bersaglio il cui silenziamento, idealmente, dovrebbe generare fenotipi letali e mostrare limitati effetti off-target. In questo lavoro abbiamo affrontato questo problema selezionando geni che sono il target di strategie di virulenza adottate dagli imenotteri parassitoidi per sottomettere i propri ospiti, cercando di imitare i meccanismi generati dalla lunga co-evoluzione di queste associazioni antagonistiche.
La prima parte del mio lavoro di dottorato è stata dedicata all'analisi funzionale di una proteina codificata da un gene (102) della larva di Heliothis virescens (F.). Questo gene è stato ritenuto un buon candidato per le strategie di silenziamento, in quanto i dati già disponibili, ottenuti nei nostri laboratori, sembrano indicare la sua sotto-regolazione in larve parassitizzate dal braconide endofago Toxoneuron nigriceps (Viereck), attraverso un meccanismo mediato da un RNA non codificante (rc5'ntTnBV) complementare al 5'UTR. Esperimenti condotti in vitro e in vivo hanno dimostrato che il gene 102 ha un ruolo chiave nella risposta immunitaria dell’insetto, infatti esso risulta coinvolto nella localizzazione del processo di melanizzazione della capsula emocitaria intorno agli oggetti estranei ed è essenziale per la formazione della capsula stessa. Questo processo è mediato dalla produzione di fibre amiloidi, a partire da frammenti della P102, che sono raccolte in grandi cisterne del reticolo endoplasmatico rugoso di granulociti e sferulociti. A seguito di stimolo immunitario, le fibre amiloidi sono rilasciate sulla superficie del corpo estraneo, dove formano uno strato che funge da impalcatura molecolare, che promuove la sintesi localizzata della melanina e l’incapsulamento. Questi risultati dimostrano, per la prima volta, che le fibre amiloidi hanno un ruolo funzionale chiave nell'immunità degli insetti, e sono stati già pubblicati in un lavoro frutto della collaborazione tra gruppi di lavoro appartenenti a diversi laboratori (Falabella et al., 2012).
Per dimostrare che il trascritto non codificante rc5'ntTnBV è in grado, potenzialmente, di sopprimere attivamente la risposta immunitaria di H. virescens silenziando l'espressione genica 102 attraverso un meccanismo RNAi, abbiamo trattato le larve del nottuide con dsRNA diretto contro questo gene. Microiniezione orali di dsRNA102 in larve mature di H. virescens (ma non iniezioni emoceliche) hanno inibito l'incapsulamento delle sferette (beads) cromatografiche iniettate, provocando, in seguito a stimolo immunitario, la melanizzazione sistemica e quindi la morte. La Real Time PCR quantitativa (qRT-PCR) ha dimostrato che questo fenotipo immunodepresso è associato ad una significativa sotto-regolazione trascrizionale del gene 102. Questi cambiamenti sono perfettamente in linea con i dati funzionali raccolti per la P102, e indicano che il silenziamento di questo gene ha un forte impatto sulla risposta immunitaria di H. virescens.
Il fatto che sequenze nucleotidiche correlate al gene 102 siano presenti in diverse specie di insetti, suggerisce l’esistenza di geni omologhi dal punto di vista funzionale. L’analisi delle librerie ESTs disponibili nei database pubblici ha permesso l'identificazione dell’omologo 102 in Spodoptera littoralis (Boisduval) (102Sl). Il ruolo di questo gene nella risposta immunitaria è stato valutato utilizzando il silenziamento mediato da RNAi. Microiniezioni orali di dsRNA 102Sl nelle larve ospiti mature hanno causato una notevole inibizione dell’incapsulamento delle beads, promuovendone solo una limitata melanizzazione superficiale. Tuttavia, diversamente da quanto osservato nelle larve di H. virescens, non si è verificata la melanizzazione sistemica, e larve trattate sono sopravvissute regolarmente. Il fenotipo immunosoppresso è associato a livelli significativi di silenziamento del gene 102Sl, confermandone il ruolo immunitario osservato anche per H. virescens. In realtà, la melanogenesi e la deposizione localizzata della melanina nelle due specie di lepidottero prese in considerazione appaiono controllate da meccanismi diversi. La comprensione di questo fenomeno richiede, pertanto, ulteriori studi.
Queste osservazioni hanno stimolato l'idea di perseguire strategie per il controllo di S. littoralis, basato sul silenziamento del gene 102Sl mediato da RNAi. Inoltre, questo gene, così come il gene 102, è anche presumibilmente coinvolto nella formazione delle membrane basali degli epiteli da parte degli emociti (Falabella et al., 2012 e riferimenti ivi citati), e quindi l'interruzione della sua espressione potrebbe potenzialmente influenzare sia l'immunità, sia lo sviluppo dell’insetto.
Per verificare questa ipotesi, abbiamo prima silenziato il gene 102 in uova di S. littoralis, per vedere se lo sviluppo embrionale fosse, in qualche modo, influenzato. Il silenziamento è stato eseguito mediante l’immersione delle uova in una soluzione contenente dsRNA102Sl, e questo ha portato ad un significativo aumento della mortalità delle uova e delle larve neonate, associato ad una sotto-regolazione trascrizionale del gene bersaglio.
Per poter sfruttare la compromissione della funzione immunitaria indotta dal silenziamento del gene 102Sl, abbiamo valutato il possibile effetto del trattamento con dsRNA102Sl sull'attività insetticida di Bacillus thuringiensis. È stato dimostrato che l’immunosoppressione innescata da questo trattamento ha significativamente migliorato il tasso di mortalità di stadi di S. littoralis , come le larve mature, che sono poco sensibili all'esposizione di Bt. Questo esperimento fornisce la prova pratica che l'approccio proposto, basato sull’RNAi, può migliorare l’attività degli agenti di controllo biologico.
Collettivamente, questi dati sperimentali indicano che il gene 102 è un bersaglio promettente per tecnologie di controllo di insetti dannosi basate sull’RNAi
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