Published January 13, 2023
| Version v1
Publication
Open
Transcription dynamics of heat-shock proteins (Hsps) and endosymbiont titres in response to thermal stress in whitefly, Bemisia tabaci (Asia-I)
Creators
- 1. GD Goenka University
- 2. Ramakrishna Mission Vivekananda Educational and Research Institute
- 3. Government of West Bengal
- 4. Indian Agricultural Research Institute
Description
The sweet potato whitefly, Bemisia tabaci (Gennadius), is one of the several species complexes of whitefly that are currently significant agricultural pests. Bemisia tabaci infests more than 600 plant species and thrives under a wide range of temperature conditions. In addition to the direct damage caused by sucking plant sap, it vectors several plant viruses. Heat-shock proteins play a pivotal role in enabling the insect to extend its geographical location, survival, and reproduction under different stress conditions. B. tabaci harbours several endosymbionts under the genera Portiera, Rickettsia, Hamiltonella, Wolbachia, Arsenophonus, Cardinium, and Fritschea that directly or indirectly affect its fitness. By accelerating cuticle biosynthesis and sclerotisation, symbiotic microbes can reduce or enhance tolerance to extreme temperatures and detoxify heavy metals. Thus, symbionts or microbial communities can expand or constrain the abiotic niche space of their host and affect its ability to adapt to changing conditions. The present study delineates the effect of thermal stress on the expression of heat-shock genes and endosymbionts in B. tabaci. Studies of the expression level of heat-shock proteins with the help of quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) showed that heat- and cold-shock treatment fuels the increased expression of heat-shock proteins (Hsp40 and Hsp70). However, Hsp90 was not induced by a heat- and cold-shock treatment. A significant decrease in the relative titre of secondary endosymbionts, such as Rickettsia, Arsenophonus, and Wolbachia, were recorded in B. tabaci upon heat treatment. However, the titre of the primary symbiont, C. Portiera, was relatively unaffected by both cold and heat treatments. These results are indicative of the fact that Hsp genes and endosymbionts in B. tabaci are modulated in response to thermal stress, and this might be responsible for the adaptation of whitefly under changing climatic scenario.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الذبابة البيضاء للبطاطا الحلوة، Bemisia tabaci (Gennadius)، هي واحدة من العديد من مجمعات أنواع الذبابة البيضاء التي تعد حاليًا آفات زراعية كبيرة. تصيب بيميسيا تاباسي أكثر من 600 نوع من النباتات وتزدهر في ظل مجموعة واسعة من ظروف درجة الحرارة. بالإضافة إلى الضرر المباشر الناجم عن امتصاص النسغ النباتي، فإنه ينقل العديد من الفيروسات النباتية. تلعب بروتينات الصدمة الحرارية دورًا محوريًا في تمكين الحشرة من توسيع موقعها الجغرافي وبقائها وتكاثرها في ظل ظروف إجهاد مختلفة. يحتوي ب. تاباسي على العديد من التعايشات الداخلية تحت الأجناس Portiera و Rickettsia و Hamiltonella و Wolbachia و Arsenophonus و Cardinium و Fritschea التي تؤثر بشكل مباشر أو غير مباشر على لياقته. من خلال تسريع التخليق الحيوي للبشرة وتصلبها، يمكن للميكروبات التكافلية تقليل أو تعزيز تحمل درجات الحرارة القصوى وإزالة السموم من المعادن الثقيلة. وبالتالي، يمكن للتكافلات أو المجتمعات الميكروبية توسيع أو تقييد المساحة المتخصصة اللاأحيائية لمضيفها والتأثير على قدرتها على التكيف مع الظروف المتغيرة. تحدد الدراسة الحالية تأثير الإجهاد الحراري على التعبير عن جينات الصدمة الحرارية والتعايش الداخلي في B. tabaci. أظهرت دراسات مستوى التعبير عن بروتينات الصدمة الحرارية بمساعدة تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي في الوقت الفعلي (qRT - PCR) أن المعالجة بالصدمات الحرارية والباردة تغذي التعبير المتزايد عن بروتينات الصدمة الحرارية (Hsp40 و Hsp70). ومع ذلك، لم يتم تحفيز Hsp90 عن طريق المعالجة بالصدمات الحرارية والباردة. تم تسجيل انخفاض كبير في العيار النسبي للتعايشات الداخلية الثانوية، مثل ريكيتسيا وأرسينوفونوس وولباخيا، في B. tabaci عند المعالجة الحرارية. ومع ذلك، فإن عيار المتكافل الأساسي، C. Portiera، لم يتأثر نسبيًا بكل من المعالجات الباردة والحرارية. تشير هذه النتائج إلى حقيقة أن جينات Hsp والتعايش الداخلي في B. tabaci يتم تعديلها استجابة للإجهاد الحراري، وقد يكون هذا مسؤولاً عن تكيف الذبابة البيضاء في ظل السيناريو المناخي المتغير.Translated Description (French)
L'aleurode de patate douce, Bemisia tabaci (Gennadius), est l'un des nombreux complexes d'espèces d'aleurodes qui sont actuellement d'importants ravageurs agricoles. Bemisia tabaci infeste plus de 600 espèces de plantes et prospère dans un large éventail de conditions de température. En plus des dommages directs causés par la succion de la sève végétale, il est vecteur de plusieurs virus végétaux. Les protéines de choc thermique jouent un rôle central en permettant à l'insecte d'étendre sa situation géographique, sa survie et sa reproduction dans différentes conditions de stress. B. tabaci abrite plusieurs endosymbiotes des genres Portiera, Rickettsia, Hamiltonella, Wolbachia, Arsenophonus, Cardinium et Fritschea qui affectent directement ou indirectement sa forme physique. En accélérant la biosynthèse et la sclérotisation des cuticules, les microbes symbiotiques peuvent réduire ou améliorer la tolérance aux températures extrêmes et détoxifier les métaux lourds. Ainsi, les symbiotes ou les communautés microbiennes peuvent étendre ou contraindre l'espace de niche abiotique de leur hôte et affecter sa capacité à s'adapter aux conditions changeantes. La présente étude délimite l'effet du stress thermique sur l'expression des gènes de choc thermique et des endosymbiotes chez B. tabaci. Les études du niveau d'expression des protéines de choc thermique à l'aide de la réaction quantitative en chaîne de la polymérase en temps réel (qRT-PCR) ont montré que le traitement par choc thermique et froid alimente l'expression accrue des protéines de choc thermique (Hsp40 et Hsp70). Cependant, la Hsp90 n'a pas été induite par un traitement par choc thermique et froid. Une diminution significative du titre relatif des endosymbiotes secondaires, tels que Rickettsia, Arsenophonus et Wolbachia, a été enregistrée chez B. tabaci lors du traitement thermique. Cependant, le titre du symbiote primaire, C. Portiera, n'était relativement pas affecté par les traitements à froid et à la chaleur. Ces résultats indiquent que les gènes Hsp et les endosymbiotes de B. tabaci sont modulés en réponse au stress thermique, ce qui pourrait être responsable de l'adaptation de la mouche blanche dans un scénario climatique changeant.Translated Description (Spanish)
La mosca blanca de la batata, Bemisia tabaci (Gennadius), es uno de los complejos de varias especies de mosca blanca que actualmente son plagas agrícolas importantes. Bemisia tabaci infesta más de 600 especies de plantas y prospera en una amplia gama de condiciones de temperatura. Además del daño directo causado por la succión de la savia de la planta, es vector de varios virus vegetales. Las proteínas de choque térmico desempeñan un papel fundamental al permitir que el insecto extienda su ubicación geográfica, supervivencia y reproducción en diferentes condiciones de estrés. B. tabaci alberga varios endosimbiontes de los géneros Portiera, Rickettsia, Hamiltonella, Wolbachia, Arsenophonus, Cardinium y Fritschea que afectan directa o indirectamente a su aptitud. Al acelerar la biosíntesis y la esclerotización de la cutícula, los microbios simbióticos pueden reducir o mejorar la tolerancia a temperaturas extremas y desintoxicar metales pesados. Por lo tanto, los simbiontes o las comunidades microbianas pueden expandir o restringir el espacio de nicho abiótico de su huésped y afectar su capacidad para adaptarse a las condiciones cambiantes. El presente estudio delinea el efecto del estrés térmico sobre la expresión de genes de choque térmico y endosimbiontes en B. tabaci. Los estudios del nivel de expresión de las proteínas de choque térmico con la ayuda de la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa en tiempo real (qRT-PCR) mostraron que el tratamiento de choque térmico y frío alimenta el aumento de la expresión de las proteínas de choque térmico (Hsp40 y Hsp70). Sin embargo, la Hsp90 no fue inducida por un tratamiento de choque térmico y frío. Se registró una disminución significativa en el título relativo de endosimbiontes secundarios, como Rickettsia, Arsenophonus y Wolbachia, en B. tabaci tras el tratamiento térmico. Sin embargo, el título del simbionte primario, C. Portiera, no se vio afectado por los tratamientos de frío y calor. Estos resultados son indicativos del hecho de que los genes Hsp y los endosimbiontes en B. tabaci se modulan en respuesta al estrés térmico, y esto podría ser responsable de la adaptación de la mosca blanca en un escenario climático cambiante.Files
pdf.pdf
Files
(3.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7baff1a8601a0dd6861fdeb6b3b7e383
|
3.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- ديناميكيات النسخ لبروتينات الصدمة الحرارية (Hsps) ومقاييس التعايش الداخلي استجابة للإجهاد الحراري في الذبابة البيضاء، Bemisia tabaci (Asia - I)
- Translated title (French)
- Dynamique de transcription des protéines de choc thermique (Hsps) et des titres d'endosymbiote en réponse au stress thermique chez la mouche blanche, Bemisia tabaci (Asie-I)
- Translated title (Spanish)
- Dinámica de transcripción de proteínas de choque térmico (Hsps) y títulos de endosimbiontes en respuesta al estrés térmico en mosca blanca, Bemisia tabaci (Asia-I)
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4316037990
- DOI
- 10.3389/fphys.2022.1097459
References
- https://openalex.org/W1127062052
- https://openalex.org/W1537274817
- https://openalex.org/W1602936558
- https://openalex.org/W1943385835
- https://openalex.org/W1952548524
- https://openalex.org/W1965180879
- https://openalex.org/W1970889780
- https://openalex.org/W1971872294
- https://openalex.org/W1973429845
- https://openalex.org/W1979951450
- https://openalex.org/W1981256745
- https://openalex.org/W1985762064
- https://openalex.org/W1988907299
- https://openalex.org/W1996230535
- https://openalex.org/W1998869601
- https://openalex.org/W2001736765
- https://openalex.org/W2003006780
- https://openalex.org/W2008381217
- https://openalex.org/W2010548626
- https://openalex.org/W2015560964
- https://openalex.org/W2017589495
- https://openalex.org/W2018594047
- https://openalex.org/W2022691843
- https://openalex.org/W2025800113
- https://openalex.org/W2034350629
- https://openalex.org/W2036882481
- https://openalex.org/W2038966596
- https://openalex.org/W2040392172
- https://openalex.org/W2041965795
- https://openalex.org/W2047290647
- https://openalex.org/W2071956992
- https://openalex.org/W2080655861
- https://openalex.org/W2080986979
- https://openalex.org/W2084723041
- https://openalex.org/W2086507056
- https://openalex.org/W2088422888
- https://openalex.org/W2090109198
- https://openalex.org/W2097215449
- https://openalex.org/W2099806610
- https://openalex.org/W2106831776
- https://openalex.org/W2107277218
- https://openalex.org/W2108375187
- https://openalex.org/W2114369785
- https://openalex.org/W2116127013
- https://openalex.org/W2122209826
- https://openalex.org/W2122432702
- https://openalex.org/W2126667640
- https://openalex.org/W2135769863
- https://openalex.org/W2137417707
- https://openalex.org/W2140737307
- https://openalex.org/W2141718064
- https://openalex.org/W2144656862
- https://openalex.org/W2148573587
- https://openalex.org/W2156016352
- https://openalex.org/W2163666618
- https://openalex.org/W2164797124
- https://openalex.org/W2167661218
- https://openalex.org/W2169781293
- https://openalex.org/W2192080449
- https://openalex.org/W2287127891
- https://openalex.org/W2304557402
- https://openalex.org/W2365218146
- https://openalex.org/W2520358059
- https://openalex.org/W2527856216
- https://openalex.org/W2560598840
- https://openalex.org/W2620793190
- https://openalex.org/W2724542897
- https://openalex.org/W2734807480
- https://openalex.org/W2794977415
- https://openalex.org/W2801038729
- https://openalex.org/W2802161328
- https://openalex.org/W2802219487
- https://openalex.org/W2888243668
- https://openalex.org/W2915341686
- https://openalex.org/W2916620829
- https://openalex.org/W2950861650
- https://openalex.org/W2980709217
- https://openalex.org/W2980799111
- https://openalex.org/W3004335542
- https://openalex.org/W3011055090
- https://openalex.org/W3132780031
- https://openalex.org/W3135111360
- https://openalex.org/W3157383835
- https://openalex.org/W3195026392
- https://openalex.org/W3198922508
- https://openalex.org/W4220871611
- https://openalex.org/W4240316141
- https://openalex.org/W4283314257
- https://openalex.org/W4297359867
- https://openalex.org/W69022683