نقش ژن Met در اووژنسیس ماده‌های بالغ Blattella germanica با استفاده از تکنیک RNAi

نویسندگان
1گروه گیاهپزشکی ، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران
2عضو هیات علمی گروه گیاهپزشکی دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، ایران
3انستیتیو بیولوژی تکاملی، دانشگاه پومپئوفابرا، بارسلونا، اسپانیا
چکیده
سوسری آلمانی، Blattella germanica (L.) (Blattaria: Blattellidae)، یک آفت مهم اقتصادی از لحاظ بهداشتی و کشاورزی در دنیا و ایران است. خسارت شدید اقتصادی آن بعلت تغذیه از هر گونه مواد غذایی گیاهی، حیوانی و انسانی و انتقال پاتوژن‌های بیماریزای مهم می باشد. کاربرد وسیع حشره‌کشهای شیمیایی بعنوان عمده ترین راه کنترل این آفت، منجر به گسترش مقاومت این گونه به حشره‌کش‌ها شده است. امروزه تکنولوژی تداخل RNAi در حشرات بعنوان یک حشره‌کش زیستی بالقوه، بر اساس IPM است و برای توالی هدف خیلی اختصاصی عمل می‌کند و می‌تواند طوری طراحی شود که برای گونه‌های غیر هدف اثر نامطلوب نداشته باشد و قادر است مشکلات اقتصادی و محیطی حشره‌کشها را حل نماید. (Met) Methoprene-tolerant رسپتور هورمون جوانی (JH) است و در مسیر سیگنالینگ JH در تولید مثل حشرات نقش ضروری دارد. برای تعیین نقش Met در اووژنسیس، میزان mRNA Met با استفاده از RNAi سیستمیک سرکوب شد. کلونی سوسری آلمانی روی غذای خشک سگ (Panlab 125C3) و آب درتاریکی در دمای 1±30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی 70-60 درصد پرورش یافت. دز 2 میکروگرم dsMet به شکم ماده‌های بالغ تازه ظاهر شده تزریق شد و مجددا این ‌ماد‌ه‌ها در روز سوم با dsMet تیمار شدند. ماده‌هایی که با دز مشابه با dsMock تیمار شدند بعنوان شاهد استفاده شدند. اثرات dsRNA در روز پنجم ماده‌های بالغ بررسی شد. استخراج RNA کل از اجسام چربی و سنتز cDNA انجام شد. واکنش های Quantitative real time PCR (qRT-PCR) در سه تکرار با استفاده از SYBR Green انجام شد. میزان mRNA نسبت به بیان ژن BgActin-5c با استفاده از دستگاه iQ5 Real-Time PCR Detection System تعیین شد. داده‌ها با استفاده از آزمون T و نرم افزارهای Rest (2009) و اکسل آنالیز شدند. نتایج نشان داد که تزریق dsMet به ماده‌های بالغ باعث سرکوبی موثر Met mRNA در اجسام چربی شد و بیان Met در مقایسه با شاهد، 67 درصد کمتر بود. متعاقبا Met RNAi باعث کاهش معنی دار رشد اووسیت‌های پایه، اندازه تخمدان، پروتئین کل تخمدان و تولید کیسه تخم در مقایسه با شاهد گردید. بنابر‌این Met برای انتقال سیگنال اووژنیک JH در اجسام چربیB. germanica ضروری است. با توجه به نقش کلیدی Met در اووژنسیس و باروری ماده های بالغ سوسری آلمانی ، استفاده از حشره کش های زیستی بر اساس dsMet، میتواند راه حل مناسبی برای کنترل B. germanica در آینده باشد.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
The role of Met gene in oogenesis of Blattella germanica adult female by using of RNAi technique
Authors
Mahboubeh Naghdi, Alireza Bandani, Xavier Belles
Abstract
The German cockroach, Blattella germanica (L.) (Blattaria: Blattellidae), is an economic important pest from the perspective sanitary and agriculture in the world and Iran. Its severe economic damage is because of eating any human, animal and plant foods and transmitting important pathogens. Widespread use of chemical insecticides as the main route of control of this pest has led to the development of resistance of this species to insecticides. Nowadays, RNA interference (RNAi) technology in insects as a potential bio-insecticide that is based on IPM, is highly sequence-specific and can be designed to avoid the adverse effect on non-target species and can solve the economic and environmental problems of insecticides The Methoprene-tolerant (Met) plays as the juvenile hormone (JH) receptor and is an essential player in the JH signaling pathway in the reproduction of insects. In order to unveil the role of Met in oogenesis, Met mRNA levels were depleted using systemic RNAi. The colony of B. germanica reared on dry dog food (Panlab 125C3) and water in the dark at 30 ± 1°C and 60-70% relative humidity. A dose of 2 µg of dsMet was injected into the abdomen of freshly emerged adult females and adults were treated by dsMet on third day again. Females equivalently treated with dsMock were used as control. The dsRNA effects were examined on fifth day of adult stage. Total RNA extraction from the fat body and cDNA synthesizing were carried out. Quantitative real time PCR (qRT-PCR) reactions were carried out in triplicate by using SYBR Green. Levels of mRNA were calculated relative to BgActin-5c expression by using the iQ5 Real-Time PCR Detection System. Data were analyzed by using of T test student and Rest (2009) and Excel. The results showed that injection of dsMet in adult females knocked down Met mRNA effectively and Met expression were 67% lower in comparison with controls. Subsequently Met RNAi reduced significantly the basal oocytes growth, size of ovary, total protein content of ovary and production of ootheca compare with control. Therefore, Met is essential for transforming the oogenic signal of JH in the fat body of B. germanica. According to the key role of Met in oogenesis and fecundity of German cockroach adult female, using of biological insecticide that based on dsMet can be an appropriate approach for controlling of B. germanica in future.
Keywords
Blattella germanica, Methoprene-tolerant, Oogenesis, RNAi