普赛克 普赛克 1687 - 7438 0033 - 2615 Hindawi 10.1155 / 2017/3593509 3593509 研究文章 σ病毒(DMelSV)的发生率 黑腹果蝇感染后选择生存 蜡样芽胞杆菌 Bentz 梅根·L。 1 汉弗莱 夏娃。 1 2 Harshman表示 劳伦斯·G。 3 http://orcid.org/0000 - 0001 - 9398 - 4034 韦恩 玛尔塔L。 1 Dunphy g . B。 1 生物学系 佛罗里达大学 盖恩斯维尔 FL 32611 美国 ufl.edu 2 生物科学学院 佛罗里达州立大学 塔拉哈西 FL 32306 美国 fsu.edu 3 生物科学学院 内布拉斯加林肯大学 林肯 东北68588年 美国 unl.edu 2017年 13 3 2017年 2017年 13 10 2016年 01 02 2017年 22 02 2017年 13 3 2017年 2017年 版权©2017梅根·l·Bentz et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

的免疫反应 黑腹果蝇是复杂的,涉及到具体的和一般对寄生虫的反应。在这项研究中,我们检测细菌和病毒的交叉免疫得分病毒垂直传播感染的发病率σ(DMelSV)杂交的后代女性在高频率和传输DMelSV男性从线受到三个选择政权抵抗相关 蜡样芽胞杆菌。没有显著差异DMelSV选择之间的传播机制,结果表明, b的仙人掌选择行DMelSV感染的几率更低。我们发现了一个显著的差异在病毒感染对后代的性别,与男性比女性更不容易被感染。鉴于有限的能源预算,苍蝇,经历了免疫系统的挑战可能显示在其它生活史特征变化。后来eclosing后代也可能感染比早些时候eclosing后代,表明与开发时间之间的关系。最后,有一个显著的相互作用的时间收集和后代的性别,这样以后eclosing男性是最耐药组。增加开发时间有时是增加能源收购;从这个角度来看,增加开发时间可能会获得足够的资源有效抵抗。

陆军研究办公室 AR45071-LS-DPS 美国国立卫生研究院的 GM083192 GM083192S2
1。介绍

本研究的目的是为细菌和病毒之间的交叉免疫测试得分的发病率垂直弹状病毒传播西格玛(DMelSV)感染的后代DMelSV-infected男女从线受到三个选择政权与抵抗革兰氏阳性细菌, 蜡样芽胞杆菌。之间的交叉免疫病毒就得以证实感染后对苍蝇选择生存与直流电压( 1]。同样,如果有重叠的通路参与了果蝇的抗细菌和病毒,然后选择抵抗细菌也可能带来DMelSV阻力。

革兰氏阳性细菌 蜡样芽胞杆菌可能会增加通过人数免疫反应途径;然而,DAP-type肽聚糖 芽孢杆菌属引起IMD反应( 2]。有相互矛盾的证据对角色的人数和IMD通路响应DMelSV感染。一项研究发现,主要的耐药基因DMelSV, 裁判(2)P是一个组件的数字信号通路( 3]。在另一项研究中,不同的下游基因的表达受人数通路在应对DMelSV显著增加,人数等关键组件的途径,以及喜欢的IMD通路,也调节;然而,不管是喜欢还是人数增加是统计学意义( 4]。另一个研究没有找到任何证据证明upregulation人数或IMD对感染DMelSV [ 5]。因此,我们假设之间可能存在交叉免疫 b的仙人掌和DMelSV感染通过人数、IMD或另一个途径。

蜡样芽胞杆菌是一个有氧孢子形成的革兰氏阳性细菌密切相关 炭疽杆菌。b的仙人掌是土壤中常见,在植物性物质,在人类食品(原料和烹饪之后)。 b的仙人掌是一种腐生在土壤和土壤无脊椎动物可以是一个投机取巧的病原体。这种细菌可以导致人类健康问题通过食用受污染的细菌的食物,引起几种类型的自限性胃的问题。

DMelSV弹状病毒是常见的 果蝇( 6]。DMelSV由父母传递给后代的性别(垂直传播),但通过女性通常更有效的传播 3, 4]。病毒是致命的;DMelSV可能导致减少健身在实验室和田间种群( 4, 5]。感染 果蝇由DMelSV导致特征灵敏度有限公司2( 7),这样被感染的苍蝇会瘫痪和死亡暴露在集中有限公司2。这个敏感性可以用来推断个人苍蝇的病毒的存在,因此估计病毒的流行率在飞。

我们之前选定行用于抵抗细菌 b的仙人掌( 6, 8)来测试假设会有细菌和病毒之间的交叉免疫,在这种情况下,DMelSV。部分控制在前面的选择实验中,一些线路也进化无菌受伤,其中可能涉及炎症过程或其他反应与免疫系统( 7, 9, 10),也许同样导致DMelSV减少感染。的测试 d .腹耐火度感染DMelSV的新颖之处在于,两个政权的基因选择的后果在主机苍蝇了病毒传播的可能性。我们从年代,雄性之间的交叉执行CI,和CN选择线路和女性从一个不相关的行感染DMelSV测试传输之间的关系和选择机制,后代性别和开发时间在这些 d .腹种群是由共同的祖先相关的但有区别的选择。

我们没有发现证据表明交叉免疫;也就是说, b的仙人掌选中的行没有DMelSV感染的比率要低很多。令人惊讶的是,在病毒感染显著差异对后代的性别:男性后代都不太可能获得病毒比雌性的后代。后来eclosing后代也以更高的利率比早些时候的未感染的苍蝇。最后,有一个相互作用的时间收集和后代性,这样后期eclosing男性是最不容易被感染。因此,开发时间较长,似乎是与减少病毒的收购。

2。材料和方法

本研究涉及的后代从股票的女性之间穿过 d .腹与男性进行DMelSV苍蝇行感染后被选为生存 b的仙人掌和控制线路。DMelSV发病率的后代被暴露评估女性和男性后代集中有限公司2

2.1。股票和飞线

因为DMelSV传输的女性高于男性( 6),我们使用受感染的雌性在我们的实验中探索阻力之间的相互作用 b的仙人掌和DMelSV的传播。雌性用于跨越DMelSV-infected通过注入和在我们的实验中被有效地同基因的(详细描述股票27日Rittschof et al。 11];这只股票不感染 沃尔巴克氏体属)。果蝇培养标准光和温度条件下(12:12,光明,黑暗;25°C)标准molasses-agar食物。个人五瓶和一个常数设置密度和五个男性和女性允许下蛋了5天,至少前三代实验十字架。实验穿过类似的光线和温度条件下保持在标准食品瓶(描述Rittschof et al。 11])。苍蝇感染DMelSV死后集中有限公司2接触( 9],它作为一种廉价,快速,可靠的方法来测试感染。雌性传送病毒在100%(即频率。一半的后代被暴露于有限公司2和所有这些后代死亡)的研究。

选择对三行复制三种治疗方法:S(阻力 b的仙人掌受伤感染),CI(反应),和CN(19代之前的镇定控制)这里的实验报告(即。,选择放松一代发货之前飞往佛罗里达大学)[ 12]。没有被感染 沃尔巴克氏体属毫无疑问,反映的低频率 沃尔巴克氏体属来华的苍蝇在原始人群的线路。选择后,3.3日志所需的孢子数量增加50%的死亡率是观察到的 12]。

2.2。试验协议

Nonvirgin,未受感染的男性从年代、CI和CN行过处女,DMelSV-infected女性。雌性12-36小时穿越前举行。童贞是验证通过检查女性为后代保存瓶一周后(幼虫或蛹)。没有发现nonvirginity事件。交叉进行的密度控制在每个瓶五女性和男性。女性被允许为五天产卵在前面描述的标准光和温度条件。女性被化验感染通过有限公司2敏感性分析每韦恩的协议等。 13];没有女性从试验中恢复,确认他们的积极DMelSV感染状况。9瓶复制的十字架被用于CI,九个十字架被用于CN行复制,和八个复制跨越年代进行了线。

两个集合的后代实验过了:第一个是11天穿过发起后,第二个在十字架后13天又开始了。因此,天的集合是一个代理的开发时间。集合后,后代举行24小时然后化验灵敏度有限公司2( 13]。

2.3。统计分析

因变量是苍蝇的百分比没有显示有限公司2敏感性,未受感染的苍蝇的百分比。百分比数据被平方根反正弦转换提高残差的常态。数据被分析在使用lme4 R:方差分析III型瓦尔德 F 测试和Kenward-Roger自由度。模型包括选择政权的主要影响,集合,和性的后代和主要影响交互。

3所示。结果

绝大多数(1826/1946;> 93%)的子代果蝇屈从于有限公司2麻醉,与感染DMelSV(表一致 1)。未受感染的雌性及雄性后代的数量从每个类别之间的交叉股票携带DMelSV和三种类型的行(S = b的仙人掌选择,CI =控制受伤的每一代,CN =不报道在表微扰控制) 1。测试耐火性DMelSV感染,我们分析了女性或男性的比例在有限公司2分析(即。,which were not infected) for each type of cross (Table 2)。选择政权的主要作用不显著( P = 0.518 ;表 2;图 1(表)和它的任何交互 2)。尽管趋势(图的数据 1)表明,中有更高比例的未受感染的动物选择抵抗 b的仙人掌比的两个控制治疗,在任何情况下生存十字架类型之间的差异达到统计学意义。

百分比未感染的后代的性和选择性的政权。选择性机制包括以下:S(阻力 b的仙人掌受伤感染),CI(反应),和CN(非微扰控制)。百分比计算的未感染的后代总数除以总数量的后代。

年代 CI CN
男性 50 / 341年 = 14.7 % 17 / 232年 = 7.33 % 26 / 343年 = 7.58 %
女性 16 / 366年 = 4.37 % 5 / 268年 = 1.87 % 6 / 396年 = 1.52 %

方差分析的转换比例的未感染的后代。模型包括选择政权的主要影响,集合,和性的后代和主要影响交互。是由平方根反正弦转换比例提高残差的常态。

F D.f。 测向渣油。 P
拦截 21.62 1 2 0.043
选择机制 1.36 2 1 0.518
一天 5.83 1 18 0.027
20.33 1 18 2。7 × 10 - - - - - - 4
选择政权×天 1.62 2 18 0.225
选择政权×性 1.05 2 18 0.369
天×性 7.13 1 18 0.016
选择政权××天性爱 1.00 2 18 0.387

P < 0.05 ; P < 0.001

箱线图的中位数和四分位范围未感染的后代(untransformed数据)为每一个选择机制。选择性机制包括以下:CI(应对受伤),CN(非微扰控制)和S(阻力 b的仙人掌感染)。未受感染的后代的平均比例最高的线路选择抵抗 蜡样芽胞杆菌。

男性比女性更可能是未感染无论选择或控制政权(表 1 2和图 2; P < 2。7 × 10 - - - - - - 4 )。虽然传输由男性通常低于女性和突变阻止男性而不是女性传播是众所周知的( 6),我们不知道其他工作证明收购DMelSV性别耐火度的差异。

图(意味着±2标准错误)的比例未感染的后代(untransformed数据)为每个选择政权××天性组合。选择性机制包括以下:CI(应对受伤),CN(非微扰控制)和S(阻力 b的仙人掌感染)。天×性的显著的交互作用是显而易见的,与男性后代拥有更高比例依靠羽化的第二天相比,女性在治疗。再次,选择抵抗 b的仙人掌倾向于未受感染的动物的比例最高,而且这一趋势明显的男性后代eclosing第二天集合。

开发时间有显著影响,化验的集合,这样白天更高比例的未感染的苍蝇eclosed 13比11天(一天: P < 0.027 、表 2;图 2)。此外,有一个重要的互动收集日期和后代性(天×性: P < 0.016 、表 2;图 2),幸存的男性更有可能eclose第二天集合的幸存的女性。

4所示。讨论

本研究通过微分后的生存进行交叉免疫检测有限公司2曝光,这是致命的感染DMelSV苍蝇,在后代中,男性的行选择 b的仙人掌阻力和后代中通过控制交配,越过从股票雌性传送DMelSV有效100%。无论是选择政权(即。,selected versus controls) nor any of its interactions were significant, and so we have no evidence for cross-immunity between b的仙人掌DMelSV,尽管这两种寄生虫可能涉及人数和IMD通路。未能检测到显著的影响可能是小样本大小的工件在这个实验中,小尺寸效应,或两者兼而有之。考虑到数据的趋势符合后增加生还有限公司2暴露在雄性的后代选择 b的仙人掌阻力,可能是细菌和病毒之间的这种交叉免疫确实存在,更大的样本量可能提供足够的力量之间的交叉免疫检测不同选择和控制线路。然而,当前数据不支持这样一个结论。

我们所知,性别偏见DMelSV传输以前没有报道。男性和女性的绝对数字年代后代非常类似(341,366),因此不能解释为样本大小的区别。一种可能性是,我们使用的病毒( 11)是奇特的,这样它介导性偏见被感染的后代。然而,这一结果还没有被观察到在其他研究中使用相同的病毒和相同的股票([27日 11];其他未公开的数据)。

已知感染DMelSV增加开发时间( 14在感染 d .腹,病毒效价是积极与开发时间在感染的苍蝇 15]。因此,我们最初惊讶,未受感染的动物增加了开发时间相对于被感染的苍蝇。然而,数据记录增加开发时间由于DMelSV要么是比较的感染和未感染的苍蝇 14]或苍蝇都感染但变量中病毒滴度( 15]。因此,我们最好的知识,传播成功与失败之间的关系和开发时间的后代感染的苍蝇还没有探索。

越来越多的免疫反应相关的成本在动物生活史特征相关性和演化。人们普遍认为越来越多的免疫反应是生理上昂贵的,站在免疫负面影响其他健身特点。的数量 d .腹已经使用了人工选择抗感染的微生物或拟寄生物,和其他与健身相关的特征的进化是一个典型的此类研究的结果(由麦克和一员总结 16])。相反,人工选择对生活历史特征可以影响免疫;Modak et al。 17记录, d .腹选择减少开发时间更短的时间内死亡后引入展出 大肠杆菌比没有控制。在目前的研究中,行 d .腹引入后选择生存 b的仙人掌倾向于减少发病率DMelSV获得的后代。此外,接触后的生存选择 b的仙人掌慢导致既定的开发时间( 12),符合免疫和开发时间之间的权衡。在这里给出的数据,未受感染的后代的比例,也就是说,后代可能免疫投资更大,随着时间的增加(收集术语)的重要一天,符合一个权衡。

传播DMelSV在雄性后代明显高于所有的线用于跨越(表 2,图 2)。子代男性耐火度收购病毒尤其显著的互动选择线路和天(表集合 2,图 2),由频率相对较高的未感染的男性第二天集合。虽然这种模式在所有选择的治疗方法,这是最明显的年代线(线选择抵抗 b的仙人掌;图 2)。

文森特和锋利的 18)展示了更大的阻力(以及公差) 铜绿假单胞菌在男性 d .腹相对于女性。他们注意到更高的男性阻力并不少见,以应对实际寄生虫挑战(意识到免疫力),而女性更高的免疫能力往往是观察到uninduced动物(本构免疫力)。在我们的实验中,后代被DMelSV挑战在开发期间,因此代表意识到,而不是本构免疫力。因此,我们的观察更大的阻力在男性(和开发时间增加抗动物特别是男性)可能是免疫力和更大的投资的结果是一致的模式所描述的文森特和锋利的 18]。

一般有两种机制,并不是相互排斥的,可以构成一个协会之间的延迟开发时间和耐火性DMelSV传播。首先,发育滞后导致时间的增加食物资源的积累,可以用来挂载成功的免疫反应,这在我们的研究中可能导致DMelSV阻力。第二个可能性是,推迟开发时间与一个分子的过程,直接导致增加免疫力。其中一种可能的情况是,蜕皮激素信号是一个先天免疫成熟或immunity-stimulating激素剂( 19, 20.]。进一步调查主机开发时间之间的关系和成功的传播DMelSV有助于区分这些假设。

5。结论

没有统计上显著的飞行阻力的影响 b的仙人掌病毒传播的发病率。然而,有一个弱阻力之间的联系 b的仙人掌和减少DMelSV的传播。此外,有统计上显著影响后代的性别,集合的时间,和他们的相互作用:男性eclosing后来与减少病毒传播有关。所选行以前发现发展较为缓慢,,在这个实验中,动物(即从第二个集合。,缓慢的开发者)更有可能被抵抗。如果更长的开发时间通常是与减少病毒传播,这将是有趣的调查的先天免疫系统的发育成熟 d .腹和之间的交互先天免疫的营养状况和成熟。本研究的结果可能会导致小说洞察的个体发生免疫遗传和先天免疫研究在此模型中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者感谢约瑟夫·奥比和Swetapadma Pattanaik与飞畜牧业技术援助。这项工作由陆军研究办公室(AR45071-LS-DPS;劳伦斯·g·Harshman表示)和由国家卫生研究院的基金GM083192(玛尔塔·l·韦恩)和GM083192S2(夏娃a·汉弗莱,玛尔塔·l·韦恩)。

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