MicroRNA yo fòme iminite sosyal: yon sib potansyèl pou kontwòl byolojik nan termit Reticulitermes Chinensis

Résumé

Ensèk eusocial yo ka itilize divès kalite defans konpòtman ak maladi fizyolojik pou evite, reziste, ak tolere enfeksyon patojèn nan koloni ki gen rapò ak anpile yo, yo rele iminite sosyal. Dènye etid yo te montre ke plizyè molekil sèvi iminite sosyal ensèk, tankou odè chimik, venen ensèk, pwoteyin ki gen rapò ak iminitè, elatriye. iminite nan koloni ensèk yo toujou enkoni. Isit la, nou te itilize yon sistèm 'lame-patojèn' (lame: Reticulitermes chinensis; patojèn: Metarhizium anisopliae) pou eksplore enpak miRNA yo sou iminite sosyal nan koloni termite yo. Nou te jwenn ke silansman RNAi-medyatè nan Dicer-1 te mennen nan diminye konsantrasyon miRNA siyifikativman anpeche idrat kabòn ak metabolis enèji, ak afekte lòt pwosesis lavi, tankou repons iminitè a ak reyaksyon oksidasyon-rediksyon, nan tout kò a nan termit la. . Nan defans konpòtman, silans Dicer-1 siyifikativman diminye konpòtman defansiv sosyal tankou lokomosyon, goumin, kanibalis, ak antèman nan gwoup termite lè yo rankontre kontaminasyon chanpiyon. Nan defans fizyolojik, silans Dicer-1 ak eksitasyon miR{- 71-5 te lakòz anpil diminye aktivite antifonjik tèmit yo. Anplis de sa, tou de gwoup termite Dicer-1-silans ak miR-71-5 ki te trete ak estimilan te montre yon wo nivo mòtalite pandan kontaminasyon chanpiyon. Konklizyon nou yo te demontre wòl enpòtan miRNA yo nan fòme iminite sosyal nan koloni termite yo, bay lide ki nesesè pou konprann mekanis potansyèl ki kache defans maladi konpòtman ak fizyolojik nan ensèk yo e pakonsekan mete baz pou kontwòl ensèk nuizib ki baze sou miRNA.

cistanche tubulosa-amelyore sistèm iminitè

Mo kle Ensèk esosyal · Champignons entomopathogenic · Defans maladi · Dicer-1 · miR-71-5

Mesaj kle

• miRNAs te medyatè ekspresyon jèn ki gen rapò ak sistèm iminitè sosyal yo.

• miRNA yo afekte defans maladi konpòtman yo nan gwoup termite yo.

• miRNA yo te enfliyanse defans maladi fizyolojik nan moun termite yo.

• tèmitisid ki baze sou miRNA ta ka konsidere kòm nouvo aksè nan kontwòl byolojik ensèk nuizib.

Entwodiksyon

Termit yo se ensèk nuizib enpòtan ekonomikman, ki koute 30 milya dola atravè lemond, epi ki enpoze domaj mondyal nan rekòt, pye bwa, estrikti an bwa, ak materyèl seluloz. Pestisid chimik bay yon avni kontwòl efikas pou ensèk nuizib termite, men yo tou kreye pwoblèm grav, menase sante moun ak anviwònman an. Kontwòl byolojik se yon altènatif valab ki ka adrese pwoblèm sa yo. Plizyè entomopathogens, tankou Metarhizium ak Beauveria, yo te aplike avèk siksè pou kontwòl ensèk nuizib byolojik, ki rezonab ak efikas (Verma et al. 2009; Kumar and Upadhyay 2021). Sepandan, kontwòl byolojik termites pa satisfezan, sitou akòz defans inik maladi nan koloni termite yo. Termit yo, yo te ensèk esosyal yo, te evolye defans kolektif konpòtman ak endividyèl fizyolojik pou kontrekare gwo risk pou pwopagasyon patojèn enfektye pami konpayon nich ki byen chaje ak ki gen rapò sere yo (ki rele 'iminite sosyal') (Van Meyel et al. 2018; Liu et al. 2019a). Li byen dokimante ke termit yo deplwaye yon repètwa laj nan defans konpòtman: evite se premye liy defans epi li ede anpeche termite yo antre nan zòn ki polye (Yanagawa et al. 2015); konpòtman alam parèt ak mouvman rapid longitudinal osilatif pou avèti konpayon nich yo sou prezans patojèn (Rosengaus et al. 1999); goumin nan direksyon nich patojèn ki kontamine ka efikasman retire patojèn nan kutikul nich (Liu et al. 2019b); antèman ak konpòtman kanibal limite transmisyon patojèn ki soti nan kadav yo ak konpayon nich sansib (Sun et al. 2016). Repons fizyolojik tankou repons iminitè ak reyaksyon oksidasyon-rediksyon tou sèvi defans maladi termite. Repons iminitè yo gen ladan peptides antimikwòb iminitè iminitè (AMP) ak fagositoz ak enkapsulasyon iminite selilè, ki kapab anpeche replikasyon ak difizyon patojèn nan kavite kò ensèk (Hussain et al. 2013; Liu et al. 2015; Lopez-Uribe et al. 2016; Hong et al. 2018). Reyaksyon oksidasyon-rediksyon bese domaj ki te koze pa toksin ak espès oksijèn reyaktif (ROS) pandan enfeksyon patojèn, kontribye nan tolerans ensèk (Liu et al. 2015; Zhao et al. 2020; Zhou et al. 2021). Anplis de sa, etid anvan yo sou defans maladi termite yo te montre ke kèk senbyon zantray te yon eleman enpòtan nan defans fizyolojik lame a (Rosengaus et al. 2014). Gen kèk AMP yo ka itilize kòm dezenfektan ekstèn sou sifas kutikul la ak nan materyèl nich lè yo an konjonksyon avèk konpòtman tankou goumin ak nidifikasyon (Bulmer et al. 2009; Hamilton and Bulmer 2012). Se poutèt sa, febli defans tèmit konpòtman ak fizyolojik ka etap kle nan amelyore efè a byokontwòl nan termites.

benefis cistanche pou gason-ranfòse sistèm iminitè

Klike la a pou w wè pwodwi Cistanche Enhance Immunity

【Mande plis】 Imèl:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Yo te rapòte baz molekilè nan iminite sosyal nan yon nimewo k ap grandi nan syans. Plizyè molekil, ki gen ladan odè chimik, sekresyon ekstèn, antibyotik, pwoteyin iminitè, ak chemoreceptors k ap sèvi defans ensèk konpòtman ak fizyolojik, yo te idantifye pa plizyè teknik omik ak gaz/likid chromatografi-spèktrometri mas (Seipke et al. 2011; Hussain et al. 2013; Terrapon et al. 2014; Liu et al. 2015; Solèy et al. 2016; He et al. 2018). Nan gwoup termite, odè mouch soti nan patojèn pwovoke amelyore konpòtman goumin (Yanagawa et al. 2011). Siyal lanmò nan kadav termit pwovoke swa kanibalis oswa konpòtman antèman (Sun et al. 2016). Sekresyon ekstèn soti nan glann devan ak saliv ak aktivite antimikwòb mikwo-òganis benefisye ede termit pwoteje tèt yo, nichmates, e menm koloni (Bulmer et al. 2009; Rosengaus et al. 2000, 2014; Chouvenc et al. 2013). Pou mekanis jenetik ak byochimik ki kondwi iminite sosyal ensèk yo, yo ka itilize RNAi ak teknoloji koreksyon jèn yo. Nan termites, silansman RNAi-medyatè nan termicin, gram-negatif obligatwa pwoteyin 2 (GNBP2), selenyòm-obligatwa pwoteyin, ak transglutaminase (TG) jèn yo te demontre yo diminye siyifikativman aktivite antifonjik nan termites e pakonsekan ogmante mòtalite enfeksyon (Hamilton). ak Bulmer 2012; Zhao et al. 2020; Zhou et al. 2021). Isocitrate dehydrogenase (IDH) ta ka enfliyanse metabolis termite, ak dysregulation li yo pwovoke ogmante blesi apoptotik, ki mennen nan nivo segondè nan enfeksyon ak mòtalite (Liu et al. 2020). Anplis de sa, GNBP2 ak TG sèvi tou defans konpòtman tèmit yo, enfliyanse konpòtman kanibal ak goumin, respektivman (Zhao et al. 2020; Esparza-Mora et al. 2020). Sepandan, baz molekilè iminite sosyal la poko konprann klèman, espesyalman mekanis molekilè ki kondwi konpòtman sosyal konplike an repons a patojèn ki bay enfeksyon. Anplis de sa, mekanis jenetik ak byochimik nan iminite sosyal konsantre sou RNA kodaj ki kondwi iminite sosyal ensèk, men si wi ou non RNAs ki pa kodaj tankou miRNA yo patisipe nan règleman an nan iminite sosyal ensèk se toujou klè.

Dicer-1, yon andonukleaz RNase III, esansyèl pou etap final biosentèz miRNA. miRNA yo se andojèn, 18-25 nt, RNA ki pa kodaj ki kontwole negatif ekspresyon jèn nan nivo posttranscriptional pa baz pè ant rejyon an grenn nan miRNAs ak rejyon an matche nan mRNA sib (Gomez-Orte and Belles 2009; Wang et al. 2013; Yang et al. 2014; Lucas et al. 2015). Kòm pwodiksyon miRNA depann de Dicer-1, fonksyon miRNA yo nan modile pwosesis byolojik ensèk yo ka etidye pa pèt fonksyonèl Dicer-1. Lè yo sèvi ak Dicer-1 mutan mouch fwi yo, miRNA yo te pwouve yo fonksyone nan anbrijenèz ak mòfogenesis newòn olfactif (Lee et al. 2004; Berdnik et al. 2008). Pa silansman RNAi-medyatè nan Dicer-1, chèchè yo te verifye ke miRNA yo jwe yon wòl kle nan reglemante pwosesis devlopman nan metamòfoz ensèk, tankou sa yo ki nan ravèt ak krikèt (Gomez-Orte et al. 2009; Wang et al. 2013). Anplis, miRNA yo patisipe tou nan modulation konpòtman ensèk yo. miR-8 ak miR{-429 kontwole konpòtman k ap grenpe viris nan koton bollworm lè yo kontwole dirèkteman ekspresyon BrZ2 (Zhang et al. 2018). miR -133 kontwole sentèz dopamine e pakonsekan anpeche agregasyon konpòtman nan krikèt la (Yang et al. 2014). Dapre prèv sa yo pou fonksyon miRNA yo nan fizyoloji ak konpòtman ensèk yo, nou vize detèmine efè miRNA yo sou fizyoloji termite ak konpòtman ki enplike nan iminite sosyal lè nou itilize yon sistèm 'lame-patojèn' (lame: Reticulitermes chinensis; patojèn: Metarhizium. anisopliae). Etid nou an sitou enkli twa aspè nan rechèch la sou iminite sosyal: efè miRNAs sou (1) molekil yo in vivo kondwi iminite sosyal; (2) repons defansiv konpòtman an, tankou lokomosyon nan zòn ki kontamine ak chanpiyon, penyen anvè konpayon nich ki kontamine ak chanpiyon ak kanibalis/antèman anvè kadav ki kontamine ak chanpiyon; ak (3) repons defans fizyolojik la, tankou aktivite antifonjik. Anplis de sa, nou teste efè miRNA dysregulation sou mòtalite tèrmit ki kontamine ak chanpiyon pou evalye efè miRNA sou kontwòl byolojik termite yo. Etid nou an revele mekanis potansyèl ki kache defans maladi konpòtman ak fizyolojik ak nouvo objektif pou kontwòl ensèk nuizib.

cistanche tubulosa-amelyore sistèm iminitè

Materyèl ak metòd

Termites

Tout termite eksperimantal nan etid nou an te travayè nan termite R. chinensis la. Yo te ranmase nan Shizi Hill nan vil Wuhan, pwovens Hubei, Lachin. Termit yo te elve nan resipyan plastik (40 × 20 × 20 cm) ki gen ti blòk pin nan laboratwa a nan yon tanperati 25±1 degre, 80% imidite relatif, ak 24 èdtan nan fènwa.

Entomopatojèn, termit ki kontamine, ak kadav

Chanpiyon entomopathogenic M. anisopliae (souch IBCCM321.93) te kiltive sou pòmdetè dextrose agar (PDA) pou 2 semèn nan 25±1 degre, 80% imidite relatif, ak 24 èdtan nan fènwa. Yo te sispann konidi chanpiyon yo lè l sèvi avèk 1% Tween 80 epi estoke nan yon tanperati 4 degre pou yon maksimòm de 3-4 semèn. Anvan chak eksperyans, yo te teste sispansyon konidyal la pou jèminasyon. Nou te jwenn ke sispansyon konidyal yo te itilize pou kontamine termite yo te gen yon to jèminasyon ki gen plis pase 90%. Pou prepare tèrmit ki kontamine ak chanpiyon, vant termite yo te kontamine pa yon ti gout 0.3 μL nan sispansyon konidyal (108 konidy / mL) lè l sèvi avèk yon pipèt (0.1-2.5 μL, Transferpette). Lè sa a, tèmit ki kontamine ak chanpiyon an te imedyatman refrijere nan 4 degre pou yon èdtan pou anpeche mouvman yo presipite konidi chanpiyon sou kutikul yo (Liu et al. 2015). Pou prepare kadav ki kontamine ak chanpiyon yo, yo te kolekte termit nan yon tib santrifij 1.5 mL epi yo te jele nan nitwojèn likid pou 20 segonn pou touye termit yo. Kadav yo te benyen nan sispansyon konidyal la (108 conidia/mL) ak Lè sa a, mete yo nan yon plat Petri esteril ak papye filtre imid pou 0 ak 2 d nan kiltivasyon (Sun et al. 2016).

Sentèz dsRNA ak simulant miRNA a

Dicer-1 fragman (1697 bp; Materyèl siplemantè 1-Tèks S1) te anplifye pa primè espesifik (pi devan: 5′-CTG CGA CAG ATC ATT GCA CG-3′; ranvèse: 5′ -CAC TGG CTG TTT TGG CAC TC-3′), ak pwodwi PCR yo te pirifye lè l sèvi avèk AxyPrepTM DNA Gel Extraction Kit (Axygen Scientific, USA), klone nan vektè pMD 18-T (TaKaRa, Japon) ak Lè sa a, transfòme lè l sèvi avèk yon selil DH5 chimik konpetan (Tsingke Biotechnology, Lachin). Yo te voye yon sèl koloni ki soti nan medyòm lysogeny bouyon (LB) ak anpisilin bay Tsingke Biotechnology Co Ltd pou sekans. Aliyman sekans lan te montre fragman nou an se Dicer-1. Sekans pwomotè T7 (5′-GGA TCC TAA TAC GAC TCA CTA TAG G-3′) te ajoute nan fen 5′ primè anplifikasyon Dicer-1 (519 bp; Pi devan: 5′). -GTG ATG CTG GAG TTG GGT TT-3′; Ranvèse: 5′-AGA ATG AGT CGC CCA ATG TC{-3′) ak GFP (467 bp; Avant: 5′-CTT GAA GTT GAC CTT GAT GCC-3′; Ranvèse: 5′-TGG TCC CAA TTC TCG TGG AAC- 3′) dsRNA modèl (Materyèl siplemantè 1-Tèks S1). Pwodwi PCR yo nan modèl dsRNA yo te ekstrè ak idroksibenzèn / klorofòm / alkòl izoamil (25:24:1) (Solarbio, Lachin). dsRNA te pwodwi lè l sèvi avèk yon T7 RNAi Transcription Twous (Vazyme Biotech, Lachin) ak Lè sa a, pirifye pa hydroxybenzene/chloroform/isoamyl alkòl (50:49:1) (Solarbio). Finalman, dsRNA te evalye lè l sèvi avèk elektwoforèz jèl agarose ak yon NanoDrop 2000 (Thermo Scientific, USA) epi estoke nan 80 degre.

simulant miR-71-5 se te yon ti RNA doub-brann ki fèt dapre sekans miR-71-5 (21 nt, Materyèl siplemantè 1-Tèks S1). Modèl simulant miR-71-5 la te fèt ak de ADN doub-cheche ki gen pwomotè T7: youn te pwodwi pa oligonukleotid A1 (5′-GAT CAC TAA TAC GAC TCA CTA TAG GGT GAA AGA CAT GGG TAA TGA GAA A -3′) ak oligonukleotid A2 (5′-TTT CTC ATT ACC CAT GTC TTT CAC CCT ATA GTG AGT CGT ATT AGT GAT C-3′) lè l sèvi avèk PCR touchdown; lòt la te pwodwi pa oligonukleotid B1 (5′-GAT CAC TAA TAC GAC TCA CTA TAG GGT CTC ATT ACC CAT GTC TTT CAA A-3′) ak oligonukleotid B2 (5′-TTT GAA AGA CAT GGG TAA TGA GAC). CCT ATA GTG AGT CGT ATT AGT GAT C-3′) lè l sèvi avèk PCR touchdown. Yo te fèt yon simulant kontwòl dapre sekans GFP (19 nt, Materyèl siplemantè 1-Tèks S1). Modèl simulant kontwòl la te genyen tou pa de ADN doub-cheche ki gen pwomotè T7 la: youn te pwodwi pa oligonukleotid C1 (5′-GAT CAC TAA TAC GAC TCA CTA TAG GGG CAA GCT GAC CCT GAA GTT AA{{33} }′) ak oligonukleotid C2 (5′-TTA ACT TCA GGG TCA GCT TGC CCC TAT AGT GAG TCG TAT TAG TGA TC-3′) lè l sèvi avèk PCR touchdown; lòt la te pwodwi pa oligonukleotid D1 (5′-GAT CAC TAA TAC GAC TCA CTA TAG GGA ACT TCA GGG TCA GCT TGC AA -3′) ak oligonukleotid D2 (5′-TTG CAA GCT GAC CCT GAA GTT CCC TAT). AGT GAG TCG TAT TAG TGA TC-3′) lè l sèvi avèk PCR touchdown. MiR-71-5 ak simulan kontwòl yo te pwodwi lè l sèvi avèk yon T7 RNAi Transcription Kit ak Lè sa a, ekstrè pa hydroxybenzene/chloroform/isoamyl alkòl (50:49:1). Ekstrè a te evalye lè l sèvi avèk elektwoforèz jèl agaroz ak yon NanoDrop 2000 epi estoke nan -80 degre.

benefis cistanche pou gason-ranfòse sistèm iminitè

dsRNA manje

Termit yo te mouri grangou pou 12 èdtan anvan yo te manje (Zhou et al. 2008; Hamilton and Bulmer 2012). Yo te mete yon total de 18 termites nan yon plat Petri selilè (D =35 mm) ak yon moso papye filtre (D =18 mm) ki te mouye pa 60 μL dlo san RNase ki gen 80 ug. dsDicer-1, 80 ug dsGFP, 60 ug miRNA simulant, oswa 60 ug simulant kontwòl. Pou bioessais Dicer-1 dsRNA manje, tèmit yo te pèmèt yo enjere papye mouye a pandan 24 èdtan anvan eksperyans yo. GFP-trete termite yo te konsidere kòm kontwòl. Pou bioassays manje simulant miRNA, tèmit yo te pèmèt yo enjere papye imid la pou 48 èdtan anvan eksperyans yo. Kontwòl tèmit trete simulant yo te konsidere kòm kontwòl.

RT-qPCR

Yo te itilize senk oswa sis kopi ki soti nan twa koloni pou ekspresyon jèn lè l sèvi avèk RT-qPCR. Yo te mete twa termite pou chak replike pou chak tretman pou fè ekstraksyon RNA total lè l sèvi avèk Direct-zol™ RNA Miniprep Twous (Zymo Research, USA). Pite ak konsantrasyon RNA ekstrè yo te detèmine lè l sèvi avèk yon NanoDrop 2000. Yo te konvèti RNA an cDNA lè l sèvi avèk PrimeScript™ RT Reagent Twous ak gDNA Eraser (Perfect Real Time) (Takara, Japon). RT-qPCR te fèt ak yon QuantStudio™ 3 an tan reyèl PCR System (Thermo Syantifik) lè l sèvi avèk ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix (Vazyme Biotech). Prensip espesifik yo endike nan Materyèl Siplemantè 2-Tablo S1.

konsantrasyon miRNA

Yo te itilize sis kopi ki soti nan twa koloni pou detèmine konsantrasyon miRNA yo lè l sèvi avèk yon MiPure Cell/Tissue miRNA Kit (Vazyme Biotech, Lachin). Twa termites pou chak replike pou chak tretman yo te pisin pou miRNAs. Pite ak konsantrasyon miRNA yo te detèmine lè l sèvi avèk yon NanoDrop 2000.

De novo sekans ak analiz transcriptom pou

Fifteen termites from three colonies per treatment were pooled for total RNA extraction using TRIzol Reagent (Invitrogen Life Technologies, USA). The concentration, quality, and integrity of the total RNA were determined using a NanoDrop spectrophotometer (Thermo Scientific). Sequencing libraries were generated using the TruSeq Stranded mRNA Sample Prep Kit (Illumina, USA) and sequenced on a HiSeq platform (Illumina) by Shanghai Personal Biotechnology Cp. Ltd. (China). Sequencing data were filtered by Cutadapt (v1.15) software. For the transcriptome sequencing project without a reference genome, Trinity (v2.5.1) software was used to montage clean reads for the transcripts for later analysis. NR (NCBI non-redundant protein sequences), GO (Gene Ontology), KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genome), Egg NOG (Evolutionary genealogy of genes: Non-supervised Orthologous Groups), and Swiss-Prot databases were used for gene functional annotation. Furthermore, DESeq (1.30.0) was used to analyze the differentially expressed genes under the condition of |log2FoldChange(FC)|>1 ak p<0.05. The genes were then mapped to GO terms, and the terms with significant enrichment were calculated by hypergeometric distribution under the condition of p<0.05 to reveal the possible functions of the candidate genes. Additionally, the genes were mapped to KEGG pathways to determine their possible functions. 

cistanche tubulosa-amelyore sistèm iminitè

Lokomosyon

Nèf kopi ki soti nan twa koloni yo te analize pou konpare distans mouvman Dicer-1-silans ak termit trete GFP. Apre yon jou nan manje oral nan dsDicer-1 oswa dsGFP, yo te mete yon termite pou chak replike pou chak tretman nan yon nouvo plat Petri selil (D =90 mm) ak yon moso papye filtre mouye pa sispansyon konidyal la. (108 konid/mL). Lè sa a, nou te itilize yon makè nwa pou trase mouvman an nan tèmit la sou yon kouvèti transparan pou 10 segonn. Distans mouvman an te mezire lè l sèvi avèk papye kadriyaj (1 × 1 mm).

Penyen

Nèf kopi ki soti nan twa koloni yo te analize pou konpare kantite konpòtman goumin ant termit Dicer- 1-silans ak GFP trete. Apre yon jou nan manje oral dsDicer-1 oswa dsGFP, yo te mete twa termite pou chak replike pou chak tretman nan yon nouvo plat Petri selil (D =35 mm) ak yon moso papye filtre mouye (D{{ 4}} mm) ak Lè sa a, kontamine ak konidi chanpiyon (108 konidy / mL). Konpòtman yo te anrejistre sou videyo pou 15 minit lè l sèvi avèk yon kamera dijital HD (SONY, Japon). Videyo yo te tcheke chak 10 s pou obsève si konpòtman goumin (bouch termite anvè kò nich) ki te fèt ant termite ki kontamine ak chanpiyon.

Kanibalism

Nèf kopi ki soti nan twa koloni yo te analize pou efè Dicer{{0}} kont GFP sou konpòtman kanibalis anvè kadav ki kontamine ak chanpiyon. Yo te mete sis termit pou chak replike pou chak tretman nan yon plat Petri selil (D=35 mm) ak yon moso papye filtre imid (D=18 mm) ki gen dsDicer-1 oswa dsGFP. Yo te pèmèt yon sèl jou nan oral manje nan dsRNA, ak Lè sa a, yon sèl kadav chanpiyon ki kontamine enkubasyon pou 0 d yo te mete nan plat Petri selil la kote sis tèmit trete yo te elve. Apre yon jou yo te elve ansanm, kadav ki te kontamine ak chanpiyon an te swa manje konplètman (sòt tès ki wo=2), pasyèlman manje (nòt tès ki ba=1), oswa yo pa te manje (pa gen nòt egzamen an{{10 }}) (Materyèl siplemantè 1-Fig. S1) pa sis termit yo.

Antèman

Nèf kopi ki soti nan de koloni yo te analize pou efè Dicer-1 kont GFP sou konpòtman antèman kadav ki kontamine ak chanpiyon yo. Yo te mete sis termit pou chak replike pou chak tretman nan yon plat Petri selil (D=35 mm) ak yon moso papye filtre imid (D=18 mm) ki gen dsDicer-1 oswa dsGFP. Yo te pèmèt yon sèl jou nan oral manje nan dsRNA. Lè sa a, yon sèl kadav ki kontamine ak chanpiyon yo te enkube pou 2 jou, epi yo te ajoute tè nan plat Petri a kote sis tèmit trete yo te elve. Apre yon jou yo te elve ansanm, kadav ki te kontamine ak chanpiyon an te swa nèt antere (nòt tès ki wo=2), pasyèlman antere (nòt tès ki ba=1), oswa yo pa antere (pa gen nòt tès{{10 }}) (Materyèl siplemantè 1-Fig. S2) pa sis termit yo.

Aktivite antifonjik

Yo te analize sis kopi ki soti nan twa koloni pou enpak Dicer{{0}} ak miR{-71-5 sou kapasite tèmit yo pou anpeche kwasans chanpiyon. Yo te mete senk tèmit pou chak replike pou chak tretman epi yo te kraze ak nitwojèn likid epi yo te fonn nan 100 μL nan 0.9% saline. Omojene a te santrifuje nan 6000 × g pou senk minit nan 4 degre bay 80 μL nan supernatant. Apre sa, yo te santrifuje supernatant la ankò pou bay 50 μL supernatant. Pou aktivite anti-chanpiyon, yo te itilize yon 96-microplate byen pou mezire absòbe echantiyon, kontwòl kwasans ak espas vid estanda pou kalkile rediksyon kwasans chanpiyon an: (1) 50 μL dextrose pòmdetè (PD), 2 μL nan konid chanpiyon yo (108 konid / mL), ak 5 μL nan supernatant la pou chak byen yo te melanje pou echantiyon an; (2) Yo te melanje 50 μL pòmdetè dextrose (PD), 2 μL konid chanpiyon (108conidia/mL), ak 5 μL saline 0.9% pou chak pi pou kontwòl kwasans chanpiyon an; (3) 50 μL pòmdetè dextrose (PD) ak 7 μL 0.9% saline pou chak pi yo te melanje pou vid estanda a. Apre 24 èdtan nan kiltivasyon nan yon shaker tanperati konstan (150 rpm nan 25 ± 1 degre), yo te fè mezi nan yon espektrofotomèt mikroplak (600 nm; Thermo Syantifik).

Siviv

Pou detèmine efè dsDicer{0}} manje oral sou siviv tèmit yo, yo te deplwaye tèmit ki soti nan twa koloni pou detèmine siviv Dicer-1-silans (42 termite an total, 14 termite pou chak koloni) ak GFP- trete (42 termite an total, 14 termite pou chak koloni) termite pandan kontaminasyon chanpiyon. Pou kontwole, yo te deplwaye 56 termite ki soti nan de koloni pou detèmine siviv Dicer-1-silans (28 termite an total, 14 termite pou chak koloni) ak termite ki trete GFP (28 termite an total, 14 termite pou chak koloni). Lè yo te fè eksperyans yo, sèt termit yo te elve nan yon plat Petri selil (D =35 mm) ak yon moso papye filtre (D =18 mm) mouye ak dlo san RNase ki gen dsDicer{{17} } oswa dsGFP, pandan y ap tèmit yo te kontamine ak chanpiyon epi yo te elve pandan dis jou pou obsèvasyon chak jou nan siviv yo. Pou detèmine efè simulant miR-71-5 bay oral sou siviv tèmit yo, yo te deplwaye tèmit ki soti nan twa koloni pou detèmine siviv miR-71-5 (42 termit an total, 14 termit pou chak koloni) ak kontwòl ( 42 termites an total, 14 termites pa koloni) similan-trete termites pandan kontaminasyon chanpiyon. Anplis de sa, yo te deplwaye 56 termite ki soti nan de koloni pou detèmine siviv miR- 71-5 (28 termite an total, 14 termite pou chak koloni) ak kontwòl (28 termite an total, 14 termite pou chak koloni) termite ki te trete ak simulant. Lè yo te fè eksperyans yo, sèt termit yo te elve nan yon plat Petri selil (D=35 mm) ak yon moso papye filtre (D=18 mm) mouye ak dlo san RNase ki gen miR{{35} } simulant oswa simulant kontwòl. Apre de jou nan manje oral, tèmit yo te kontamine ak chanpiyon epi yo te elve pandan dis jou pou obsèvasyon chak jou nan siviv yo. Tèmit mouri yo te retire nan tan.

Analiz estatistik

Tout analiz done yo te fèt nan IBM SPSS, vèsyon 19. Yo te itilize tès Shapiro-Wilk pou detekte si yo te distribye nòmalman ansanm done yo. Etandone ke ekspresyon jèn, kanibalis, ak done antèman yo te distribye anòmalman, yo te itilize tès Wilcoxon. Altènativman, done ki soti nan konsantrasyon miRNA, lokomosyon, goumin, ak aktivite antifonjik yo te nòmalman distribye, epi yo te itilize yon tès t pè. Siviv yo te analize lè l sèvi avèk metòd Kaplan-Meier pou dire lavi yo nan diferan kondisyon tretman yo. Nivo siyifikasyon an te p<0.05 in this study.

Rezilta yo

Pwofil ekspresyon mRNA tèmit Dicer-1-silans

Pou detèmine efè Dicer{{0}} sou pwofil ekspresyon jèn tèmit yo, yo te fè sekans mRNA tèmit Dicer-1-silans yo. Apre 1 jou nan manje oral nan ekspresyon dsDicer-1, Dicer-1 (figi 1A; n=6, p <0.05; tès Wilcoxon) e pakonsekan konsantrasyon miRNA (figi 1B; df). =5, p<0.05; paired t-test) were significantly decreased in termites. A total of 1262 mRNAs were significantly altered in the whole bodies of Dicer-1-silenced termites (upregulated: 562 mRNAs; downregulated: 700 mRNAs; Fig. 1C and Supplementary material 2-Table S2). The differentially expressed genes (DEGs) were mapped to the salivary secretion, glycolysis, citrate cycle, and 29 other KEGG pathways (Fig. 1D–F and Supplementary material 2-Table S3). In addition, the DEGs were clustered into the ATP generation from ADP, structural constituent of the cuticle, defense response, glutathione transferase activity, oxidation–reduction process, and 171 other GO terms (Fig. 2 and Supplementary material 2-Table S4).

Fig. 1 Pwofil ekspresyon jèn nan tout kò termit ki gen lisans Dicer-1-. Yon ekspresyon Dicer-1. Done yo montre kòm mwayen an ± SEM. *p<0.05. B The concentration of miRNAs. The data are shown as the mean±SEM. *p<0.05. C The number of diferentially expressed genes (DEGs). D The DEGs mapped to salivary secretion. ATP1B, Sodium/potassium-transporting ATPase subunit beta; ATP2B, Plasma membrane calcium-transporting ATPase 1; PKC, Protein kinase C alpha type; CALM, Calmodulin-like protein; LYZ, Lysozyme C. E The DEGs mapped to glycolysis. GPI, Glucose-6-phosphate isomerase; PFKC, ATP-dependent 6-phosphor fructokinase; TIM, Triosephosphate isomerase; GAPDH, Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase; PGK, Phosphoglycerate kinase; MINPP1, Multiple inositol polyphosphate phosphatase 1; GPMA, 2,3-bisphosphoglycerate-dependent phosphoglycerate mutase; ENO, Enolase. F DEGs mapped to citrate cycle. PCK, phosphoenolpyru vate carboxykinase [GTP]; PYC, pyruvate carboxylase; MDH1, malate dehydrogenase; SUCD, succinate–CoA ligase [ADP-forming]. Red letters indicate upregulation; blue letters indicate downregulation

Fig. 2 Kat chalè DEG yo gwoupe nan tèm GO ki gen rapò ak defans. Yon jenerasyon ATP soti nan ADP. B Konstitiyan estriktirèl nan kutikul la. C Repons defans. D aktivite glutatyon transferaz. E Pwosesis oksidasyon-rediksyon

Verifikasyon RT-qPCR DEG soti nan mRNA-seq

Glikoliz, sik sitrat, ak jenerasyon ATP soti nan ADP te gen rapò ak metabolis idrat kabòn ak enèji, kote uit DEG (glyceraldehyde{{0}}fosfat dehydrogenase, 2,3-bisphosphoglycerate-depandan mutaz fosfogliserat, enolase, triosephosphate izomeraz, ATP-depandan 6-phosphofructokinase, phosphoenolpyru vate carboxykinase [GTP], succinate-CoA ligase [ADP fòme] subinite alfa-2, ak malat dehydrogenase) yo te verifye siyifikativman desann apre Dicer. -1 silansman (figi 3A–H; n=6, p <0.05; tès Wilcoxon), sijere maladi glikoliz, sik sitrat, jenerasyon ATP, e pakonsekan metabolis idrat kabòn ak enèji nan tout kò yo. nan termit Dicer-1-silans. DEGs (defensin ak terminicin) nan repons defans la kode AMP. Ekspresyon jèn sa yo te ogmante siyifikativman nan tèmit Dicer-1-silans konpare ak tèmit ki trete GFP (figi 3I, J; n=5 oswa 6, p.<0.05; Wilcoxon test). In the oxidation–reduction process, cytochrome P450 9e2 and peroxiredoxin-4 were significantly altered after Dicer-1 silencing in termites (Fig. 3K, L; n = 6, p<0.05; Wilcoxon test). These results implied an important effect of Dicer-1 on the immune response and oxidation–reduction reaction in whole-body of the termites. The effect of Dicer‑1 on behavioural disease defences in termite groups 

Pou detèmine efè Dicer-1 sou repons konpòtman an nan kontaminasyon chanpiyon, nou te teste kat defans konpòtman enpòtan, lokomosyon, goumin, kanibalis, ak antèman, nan tèmit Dicer-1-silans. Rezilta nou yo te montre ke mouvman (Fig. 4A, t=7.013, df=8, p<0.01; paired t-test; Supplementary material 1-Fig. S3 and Video S1), grooming (Fig. 4B, t=5.949, df=8, p<0.01; paired t-test; Supplementary material 1-Fig. S4 and Video S2), cannibalistic (Fig. 4C, n =9, p<0.05; Wilcoxon test; Supplementary material 1-Fig. S1 and Video S3) and burial (Fig. 4D; n=9, p<0.05; Wilcoxon test; Supplementary material 1-Fig. S2 and Video S4) behaviors were significantly reduced in Dicer-1-silenced termites compared to GFP-treated termites, suggesting an important role of Dicer-1 in driving behavioral disease defenses in termite colonies.

Fig. 3 RT-qPCR verifikasyon DEG soti nan mRNA-seq. A–H Jèn ki asosye ak metabolis idrat kabòn ak enèji. Jèn I–J ki asosye ak repons iminitè. K–L Jèn ki asosye ak reyaksyon oksidasyon-rediksyon. Done yo montre kòm mwayen an ± SEM. *p<0.05

Efè Dicer-1 ak miR-71-5 sou kapasite antifonjik nan termites

Pou detèmine efè miRNA yo sou repons fizyolojik nan kontaminasyon chanpiyon, nou teste total aktivite antifonjik tèmit Dicer-1-silans yo. Rezilta nou yo te montre ke aktivite antifonjik la te siyifikativman diminye (figi 5A; t=-3.046, df=5, p<0.05; paired t-test) in Dicer-1-silenced termites. Furthermore, miR-71-5 was selected for further testing to determine its role in physiological defense, which was chosen according to the comparative profiling of miRNAs and mRNAs in fungus-contaminated versus naive termites and miRNA-mRNA analysis (data unpublished). We found that the antifungal activity (Fig. 5B; t=−4.000, df=5, p<0.05; paired t-test) was significantly reduced in termites treated with miR-71-5 simulants compared to those treated with simulant controls. These results suggested that miRNAs played an important role in driving physiological disease defenses in termites.

Fig. 4 Efè disregulation miRNA sou konpòtman sosyal defansif nan gwoup termite. A Lokomosyon, B goumin, C kanibalis ak D Konpòtman antèman Dicer-1-silans kont gwoup termit trete GFP. Done yo montre kòm mwayen an ± SEM. *p<0.05, **p<0.01

Fig. 5 Efè disregulation miRNA sou defans fizyolojik nan moun termite. Aktivite antifonjik nan Dicer-1-silans kont termite GFP-trete. B Aktivite antifonjik miR-71-5 kont termit ki trete avèk simulan kontwòl. Done yo montre kòm mwayen an ± SEM. *p<0.05

Dicer-1 ak miR-71-5 enfliyanse siviv tèmit ki kontamine ak chanpiyon.

Kòm tou de simulant dsDicer-1 ak miR{-71-5 te mennen nan diminye aktivite antifonjik tèmit yo, nou te teste potansyèl yo pou kontwòl byolojik tèmit yo. Nou te jwenn ke tèmit Dicer-1-silans ki kontamine ak chanpiyon te montre siviv siyifikativman diminye konpare ak sa ki nan lòt tèmit trete (dsDicer-1+chanpiyon kont dsGFP + chanpiyon: χ2=81.839, p.<0.001; dsDicer-1+fungus vs dsDicer-1+Tween 80: χ2=63.070, p<0.001; dsDicer-1+fungus vs dsGFP+Tween 80: χ2=65.474, p<0.001). GFP-treated termites contaminated with fungus showed significantly decreased survival compared to the termites without fungal contamination (dsGFP+fungus versus dsDicer-1+Tween 80: χ2=58.636, p<0.001; dsGFP+fungus versus dsGFP+Tween 80: χ2=68.849, p<0.001). There was no significant difference between dsDicer-1- and dsGFP-treated termites without fungal contamination (χ2=2.037, p=0.154) (Fig. 6A). Additionally, the survival of fungus-contaminated termites treated with the miR- 71-5 simulant was signifcantly decreased compared to that of other treated termites (miR-71-5+fungus vs. control+fungus: χ2=63.593, p<0.001; miR-71-5+fungus vs. miR- 71–5+Tween 80: χ2=60.585, p<0.001; miR-71-5+fungus vs. control+Tween 80: χ2=67.129, p<0.001). The survival of fungus-contaminated termites treated with the simulant control was significantly decreased compared to that of the termites without fungal contamination (control+fungus vs. miR-71-5+Tween 80: χ2=61.065, p<0.001; control+fungus vs. control+Tween 80: χ2=68.064, p<0.001). There was no significant difference in survival between termites treated with the miR-71-5 simulant and simulant control without fungal contamination (miR-71-5+Tween 80 vs. control+Tween 80: χ2=1.000, p=0.317) (Fig. 6B). These results suggested a good effect of miRNAs coupled with entomopathogens in biologically controlling termites.

Diskisyon

miRNA yo fè plizyè fonksyon, tankou reglemante metabolis idrat kabòn ak enèji, repons iminitè a, reyaksyon oksidasyon-rediksyon, ak lòt pwosesis lavi nan tout kò termit yo. Jan te espere, enjere dsDicer-1 nan termites te mennen nan Dicer-1 silans epi answit redwi konsantrasyon miRNA, sa ki sijere siksè nan endiksyon nan disregulation miRNA. Analiz transkripsyon te montre ke silans Dicer-1 te asosye ak 32 chemen KEGG ak 175 tèm GO. Nan koloni ensèk sosyal yo, sekresyon saliv la ka fonksyone kòm yon dezenfektan ekstèn epi fonksyone an konjonksyon avèk konpòtman sosyal tankou trohallaks, goumin, ak nidifikasyon pou pran swen pitit, konpayon nich, ak koloni (Bulmer et al. 2009; Hamilton et al. 2011). ; Hamilton ak Bulmer 2012). Glikoliz la, sik sitrat, ak jenerasyon ATP soti nan ADP yo patisipe nan metabolis idrat kabòn ak enèji. Kòm aliye repons iminitè ak fè konpòtman sosyal yo koute enèjikman, maladi nan metabolis idrat kabòn ak enèji gen enpak negatif sou pwosesis sa yo (Liu et al. 2020; Hassan et al. 2021a, b; Xu et al. 2021a, b). Konstitiyan estriktirèl la nan kutikul la asosye ak kutikul ensèk yo, ki fòme premye baryè a pou anpeche patojèn anvayi hemocoel la (Syazwan et al. 2021). Plizyè DEG ki enplike nan repons defans la, aktivite glutatyon transferaz, ak pwosesis oksidasyon-rediksyon yo kapab kode peptides antimikwòb (AMP), pwoteyin dezentoksikasyon, ak anzim antioksidan pou ogmante rezistans ak tolerans ensèk kont patojèn (Liu et al. 2015, 2019a). Fonksyon ki gen rapò ak defans sa yo gen anpil chans pou kontribye nan iminite sosyal nan koloni termite yo. Rès chemen KEGG yo ak tèm GO yo te enplike nan sistèm nève a, sistèm dijestif la, lonjevite, devlopman, elatriye (Materyèl siplemantè 2-Tablo S3 ak S4). Anplis de sa, kèk nan DEG yo (egzanp idrat kabòn ak jèn metabolis enèji) nan tèmit Dicer-1 silans yo te soti nan mikwòb (Materyèl siplemantè 2-Tablo S2), ki te petèt senbyòt zantray yo epi ki ta ka konpozan enpòtan. patisipe nan pwosesis lavi lame yo. Se poutèt sa, miRNAs gen chans rive nan gen yon enpak mondyal sou tout kò a nan termite la.

Fig. 6 Efè règleman miRNA dys sou siviv gwoup termit ki kontamine ak chanpiyon. A Survival of Dicer- 1-silans kont termit trete GFP ak oswa san kontaminasyon chanpiyon; B Siviv miR-71-5 kont termit ki trete ak similan kontwòl avèk oswa san kontaminasyon chanpiyon. Diferan lèt endike diferans enpòtan, p<0.05

Metabol idrat kabòn ak enèji, repons iminitè, ak reyaksyon oksidasyon-rediksyon enpòtan pou miRNAs nan kondwi iminite sosyal. Konpòtman bèt se yon pwosesis ki depann de enèji, e pakonsekan, kèk inibitè enèji lakòz bèt yo deplase dousman e menm mouri (Davidson 1930; Schuler and Casida 2001). Nan koloni termite, maladi glikoliz oswa sik sitrat la lakòz diminye nivo ATP ak anpeche konpòtman mouvman (Hassan et al. 2021a, b; Xu et al. 2021a, b). Maladi sik sitrat la tou redwi aktivite antifonjik termites, ki mennen ale nan ogmante enfeksyon ak mòtalite (Liu et al. 2020). Anplis de sa, kòm senbyòt nan zantray termite yo te rapòte yo patisipe nan defans maladi lame lè yo bay anzim (Rosengaus et al. 2014) ak metabolit (Inagaki and Matsuura 2018), maladi metabolik nan senbyon zantray yo te gen anpil chans pou diminye iminokonpetans ki sòti nan senbyon. e pakonsekan diminye defans maladi termite. Nan etid nou an, uit jèn metabolik yo te verifye siyifikativman downregulated, sijere maladi nan glikoliz ak sik la sitrat nan tout kò yo nan Dicer-1-tèmit silans. Nou sigjere ke miRNA-medyatè idrat kabòn ak metabolis enèji se te yon mekanis byochimik enpòtan nan kondwi iminite sosyal ak ke dezòd nan pwosesis sa a te gen anpil chans pou diminye defans konpòtman ak maladi fizyolojik nan koloni termite. Sistèm iminitè ensèk la pwovoke yon gwo kantite molekil efèktè pou konbat patojèn nan vivo. Defensin yo se AMP kontra enfòmèl ant, ki rich ak sistein, ak ki reziste ak pwoteaz ak aktivite gwo spectre kont bakteri, fongis, ak lòt parazit (Weber 2021). Termicin se yon defensin antifonjik espesifik termite ki gen silans rezilta nan diminye aktivite antifonjik e pakonsekan ogmante mòtalite nan termit ki kontamine ak chanpiyon (Hamilton and Bulmer 2012). Dezentoksikasyon ensèk ak sistèm antioksidan souvan fonksyone ansanm ak sistèm iminitè a, ki efektivman diminye risk pou toksin ak ROS pandan entèraksyon lame-patojèn (Syazwan et al. 2021). Cytochrome P450 monooxygenase yo responsab pou katalize oksidasyon ak metabolis toksin patojèn ak pwodwi radikal gratis oswa ROS (Shankar and Mehendale 2014). Fanmi peroxiredoxin gen ladan anzim antioksidatif ki katalize rediksyon ROS (Xu et al. 2021a; b). Rezilta nou yo te verifye ke silansman Dicer-1 te chanje siyifikativman ekspresyon jèn defensin, tricin, cytochrome P450 9e2, ak peroksiredoxin-4, ki endike ke miRNA yo te jwe yon wòl enpòtan nan reglemante repons iminitè a ak reyaksyon oksidasyon-rediksyon nan tout kò termit la. Se poutèt sa, nou sijere ke metabolis idrat kabòn ak enèji, repons iminitè a, ak reyaksyon oksidasyon-rediksyon ka patisipe nan mekanis kondwi nan iminite sosyal ki gen fòm miRNA, ak dezòd yo ka gen yon enpak negatif sou iminite sosyal nan koloni termite yo.

cistanche tubulosa-amelyore sistèm iminitè

Vreman vre, disregulasyon miRNA gen enpak negatif sou mouvman yo e pakonsekan defans konpòtman nan koloni termite yo. Kontrèman ak ensèk solitè yo, ensèk sosyal yo te evolye yon repètwa rich nan defans konpòtman, kolektivman detekte prezans patojèn, limite gaye patojèn, ak diminye risk enfeksyon moun (Van Meyel et al. 2018; Liu et al. 2019a). Travayè ki pi gran yo fè travay danjere andeyò nich epi yo fasil kontamine. Lè yo kontamine, konpayon nich yo gen tandans kole ak veye travayè ki kontamine (Liu et al. 2019b). Tou de travayè ki kontamine yo ak moun k ap bay swen yo ogmante distans ak rès konpayon nich nayif yo. Travayè enfimyè yo pran nivasyon pi fon nan pwofondè koloni an pou ogmante distans ak travayè ki kontamine yo (Stroeymeyt et al. 2018). Rezilta sa yo montre ke yon ogmantasyon nan distans fizik ant manm koloni yo se yon estrateji efikas pou limite transmisyon patojèn [ki rele 'iminite òganizasyonèl' (Liu et al. 2019a)], ak lokomosyon ta dwe yon konpòtman sosyal enpòtan, paske li adapteman ajiste a. distans ant moun ki kontamine ak konpayon nich nayif. Hassan ak kòlèg li yo te jwenn ke termites siyifikativman amelyore lokomosyon yo pandan kontaminasyon chanpiyon, plis demontre lokomosyon an repons a patojèn (Hassan et al. 2021a, b). Anplis de sa, konduit goumin, kanibal, ak antèman byen koni nan jesyon moun ki kontamine ak kadav nan koloni sosyal ensèk yo. Nan termite ki kontamine ak fongis, konpòtman goumin fèt imedyatman, anvan jèminasyon (Liu et al. 2019b). Kontrèman, konpòtman kanibal fèt sèlman apre moun ki kontamine vin malad vizib (Davis et al. 2018). Pou jesyon kadav, kadav fre yo souvan konsidere kòm rekonpans nitrisyonèl epi pwovoke kanibalis lè yo pwodui yon siy lanmò bonè. Kontrèman, kadav pouri yo konsidere kòm risk enfeksyon epi pwovoke antèman lè yo pwodui siyal lanmò an reta (Sun et al. 2016). Isit la, nou te jwenn ke Dicer-1 silansman siyifikativman anpéché lokomosyon ak lòt mouvman, tankou goumin, kanibalis, ak konpòtman antèman, sijere ke disregulation miRNA montre yon efè jeneral sou mouvman termite ak konsekans afekte defans konpòtman kont patojèn, patojèn-. konpayon nich ki kontamine ak kadav patojèn ki kontamine nan koloni termit yo. Pou mekanis kondwi a, miRNA medyatè idrat kabòn ak metabolis enèji ta ka konsidere kòm youn nan faktè byochimik ki pi enpòtan (gade diskisyon ki anwo a). Se poutèt sa, miRNA yo ka fòme defans konpòtman tèmit yo.

Disregulasyon miRNA tou te gen enpak negatif sou defans fizyolojik termit yo. Termites nòmalman ogmante kapasite antifonjik yo pa upregulation nan jèn iminitè amelyore defans fizyolojik yo (Liu et al. 2015). Sibstans antifonjik ki sòti nan zantray senbyòt yo bay termites kapasite pou anpeche kwasans chanpiyon pou amelyore defans fizyolojik yo (Rosengaus et al. 2014). Se poutèt sa, aktivite total antifonjik la te yon endikatè efikas nan defans maladi fizyolojik nan termit yo. Dènye etid yo te montre ke pa sèlman jèn iminitè, men tou metabolis idrat kabòn ak jèn antioksidan yo te rapòte yo dwe eleman enpòtan ki afekte aktivite antifonjik termites (Liu et al. 2020; Zhao et al. 2020; Zhou et al. 2021). Tèmit defaunated yo te pi vilnerab a kontaminasyon chanpiyon (Rosengaus et al. 2014). Malgre ke ekspresyon jèn iminitè yo ogmante tankou defensin ak tricin, Dicer-1-medyatè disregulasyon miRNA diminye ekspresyon metabolis idrat kabòn ak jèn antioksidan nan termites oswa senbyon zantray e kidonk siyifikativman redwi aktivite total antifonjik termite yo. Anplis de sa, termit ki trete miR-71-5 similan yo te montre tou yon diminisyon nan aktivite total antifonjik la, plis sijere enpak negatif nan disregulasyon miRNA sou defans fizyolojik nan termite yo. Anplis de sa, gwoup termit yo te manje swa dsDicer-1 oswa miR-71-5 simulant te pi vilnerab a kontaminasyon chanpiyon, ki montre yon ogmantasyon nan mòtalite enfeksyon. Se poutèt sa, miRNA yo ta ka fòme iminite sosyal nan kondwi tou de defans konpòtman ak fizyolojik maladi nan koloni termite.

Fig. 7 Mekanis potansyèl ki kache iminite sosyal nan koloni termite ak nouvo objektif pou kontwòl byolojik ensèk nuizib. miRNA yo afekte tout kò termite yo, ki gen ladan A metabolis idrat kabòn ak enèji, repons iminitè B, reyaksyon oksidasyon-rediksyon C, elatriye. Se poutèt sa, miRNA-medyatè idrat kabòn ak metabolis enèji te gen anpil chans yo dwe youn nan faktè jenetik ak byochimik kondwi konpòtman (tankou lokomosyon, goumin, kanibalis, ak antèman) ak fizyolojik (aktivite antifonjik) defans maladi nan koloni termite. E Repons iminitè a te ede termite yo anpeche replikasyon ak difizyon patojèn nan kavite kò a. Reyaksyon oksidasyon-rediksyon an pwoteje termit kont domaj ki te koze pa toksin ak ROS nan entèraksyon "lame-patojèn". Se poutèt sa, repons iminitè miRNA-medyatè ak reyaksyon oksidasyon-rediksyon jwe yon wòl enpòtan nan kondwi defans maladi fizyolojik nan termites. F miRNAs te fòme iminite sosyal nan kondwi defans maladi konpòtman ak fizyolojik nan koloni termite. Lè nou vize miRNA yo, nou ta ka ogmante atifisyèlman sansiblite koloni termite yo nan entomopatojèn epi kidonk amelyore kontwòl byolojik termite yo..

Dapre nou konnen, sa a se premye rapò sou mekanis potansyèl miRNA ki kache iminite sosyal nan koloni termite yo. miRNA yo ka afekte sekresyon saliv, idrat kabòn, ak metabolis enèji, jenerasyon kutikul, repons iminitè, reyaksyon oksidasyon-rediksyon, elatriye. ak antèman nan koloni termite. Anplis de sa, idrat kabòn ak metabolis enèji, repons iminitè a, ak reyaksyon oksidasyon-rediksyon gen anpil chans pou yo patisipe nan kondwi defans fizyolojik termite, tankou aktivite antifonjik.

Se poutèt sa, miRNA ki gen fòm iminite sosyal ka enfliyanse emotivite koloni termite yo nan fongis entomopatojèn; pakonsekan, miRNA yo ka sib efikas pou kontwòl byolojik termites (figi 7). Anpil etid te pwouve ke silansman RNAi-medyatè nan jèn sib ta ka mennen nan lanmò ensèk, ak potansyèl konsiderab pou kontwòl ensèk nuizib. Nan kontwòl ensèk nuizib termite, Zhou et al. (2008) premye vize jèn endoglucanase ak hexamers atravè dsRNA manje, demontre posibilite nan termitisid ki baze sou RNAi. Pou amelyore efè letal nan koloni termite yo, yo te itilize termitisid ki baze sou RNAi ansanm ak fongis entomopatojèn ki bay enfeksyon. Silansman RNAi-medyatè nan tricin, GNBP2, TG, IDH, ak lòt jèn kodaj makonnen ak Metarhizium ta ka ogmante siyifikativman sansibilite nan konpayon nich yo transfere sosyalman chanpiyon konidia e pakonsekan mennen nan yon ogmantasyon pousantaj mòtalite enfeksyon (Hamilton and Bulmer 2012; Liu et al. . 2020; Zhao et al. 2020; Zhou et al. 2021). Nan etid nou an, nou demontre posibilite pou vize ti RNA ki pa kodaj atravè manje pou optimize kontwòl byolojik termites lè l sèvi avèk Metarhizium. Konpare ak dsRNA yo espesyalman vize yon jèn, miRNA yo te kapab vize yon kantite jèn ki gen menm fonksyon oswa fonksyon diferan, kidonk gen yon enpak laj spectre sou pwosesis lavi termite yo. Se poutèt sa, lè yo vize miRNAs, gwoup termite ekspoze diminye defans konpòtman ak maladi fizyolojik nan tou de nivo gwoup la ak endividyèl, sijere ke anpèchman laj-spectre nan iminite sosyal termite. Lè yo vize miRNA yo, gwoup termite yo te montre yon wo nivo mòtalite pandan kontaminasyon chanpiyon, sa ki sijere ke miRNA yo ta ka itilize kòm termitisid pou amelyore kontwòl byolojik termite yo lè yo diminye iminite sosyal yo. Se poutèt sa, miRNA yo ta ka konsidere potansyèl nouvo objektif pou kontwòl ensèk nuizib.

Referans

Berdnik D, Fan AP, Potter CJ, Luo L (2008) MicroRNA pwosesis chemen kontwole mòfogenesis newòn olfactif. Curr Biol 18:1754–1759. https://doi.org/10.1016/j.cub.2008.09.045

Bulmer MS, Bachelet I, Raman R, Rosengaus RB, Sasisekharan R (2009) Vize yon fonksyon efè antimikwòb nan iminite ensèk kòm yon estrateji kontwòl ensèk nuizib. Proc Natl Acad Sci USA 106:12652–12657. https://doi.org/10.1073/pnas.0904063106

Chouvenc T, Efstathion CA, Elliott ML, Su NY (2013) Rezistans maladi pwolonje ki soti nan nich fekal yon termit soutèren. Proc R Soc B 280:20131885. https://doi.org/10.1098/ rspb.2013.1885

Davidson WM (1930) Rotenone kòm yon ensektisid kontak. J Econ Entomol 23:868–874. https://doi.org/10.1093/JEE/23.5.868

Davis HE, Meconcelli S, Radek R, McMahon DP (2018) Termites fòme repons kolektif konpòtman yo ki baze sou etap enfeksyon an. Sci Rep 8:14433. https://doi.org/10.1038/ s41598-018-32721-7

Esparza-Mora MA, Davis HE, Meconcelli S, Plarre R, McMahon DP (2020) Anpèchman yon molekil iminitè sekrete entèfere ak iminite sosyal termite. Front Ecol Evol 8:75. https://doi.org/10. 3389/fevo.2020.00075

Gomez-Orte E, Belles X (2009) Metamòfoz MicroRNA-depandan nan ensèk hemimetabolan. Proc Natl Acad Sci USA 106:21678– 21682. https://doi.org/10.1073/pnas.0907391106

Hamilton C, Bulmer MS (2012) Defans antifonjik molekilè nan termites soutèren: entèferans RNA revele wòl in vivo nan tèminal ak GNBP kont yon patojèn natirèlman rankontre. Dev Comp Immunol 36:372–377. https://doi.org/10.1016/j.dci. 2011.07.008

Hamilton C, Lejeune BT, Rosengaus RB (2011) Trophallaxis ak prophylaxis: iminite sosyal nan foumi chapant lanCamponotus pennsylvanicus. Biol Lett 7:89–92. https://doi.org/10.1098/rsbl. 2010.0466

Hassan A, Huang Q, Mehmood N, Xu H, Zhou W, Gao Y (2021a) Chanjman nan lokomosyon termite ak allogrooming an repons a enfeksyon pa fongis patojèn. J Econ Entomol 114:1256– 1263. https://doi.org/10.1093/jee/toab071

Hassan A, Huang Q, Xu H, Wu J, Mehmood N (2021b) Silans nanfosfofruktokinazjèn afekte glikoliz ak lakòz yon move mouvman nan tèrmit soutèren anReticulitermes chinensisSnyder. Ensèk Mol Biol 30:57-70. https://doi.org/10. 1111/imb.12672

Li S et al (2018) Sòlda Termite yo kontribye nan iminite sosyal pa sentèz sekresyon oral ki pisan. Ensèk Mol Biol 27:564–576. https://doi.org/10.1111/imb.12499

Hong M, Hwang D, Cho S (2018) Mòfoloji emosit ak repons iminitè selilè nan termite (Reticulitermes speratus). J Ensèk Sci 18:46. https://doi.org/10.1093/jisesa/iey039

Hussain A, Li YF, Cheng Y, Liu Y, Chen CC, Wen SY (2013) Transcriptome ki gen rapò ak iminitè nanCoptotermes formosanusTravayè Shiraki: mekanis defans lan. PLoS ONE 8:e69543. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0069543

Inagaki T, Matsuura K (2018) Mityalism pwolonje ant termit ak mikwòb zantray: senbyon nitrisyonèl kontribye nan ijyèn nich. Sci Nat 105:52. https://doi.org/10.1007/ s00114-018-1580-y

Kumar S, Upadhyay RK (2021) Potansyèl anti-termite nan divès konstitiyan bio-òganik ak referans espesyal nan fanmi Asteraceae. WJPR 10:1109–1149. https://doi.org/10.20959/wjpr2 0213-19977

Lee YS et al (2004) Diferan wòl pouDrosophilaDicer-1 ak Dicer-2 nan chemen silans siRNA/miRNA yo. Selil 117:69–81. https://doi.org/10.1016/S0092-8674(04)00261-2

Liu L, Li GH, Sun PD, Lei CL, Huang QY (2015) Verifikasyon eksperimantal ak baz molekilè nan vaksen aktif kont patojèn chanpiyon nan termites. Sci Rep 5:15106. https://doi.org/ 10.1038/srep15106

Liu L, Wang W, Liu YL, Sun PD, Lei CL, Huang QY (2019a) Enfliyans nan konpòtman allogrooming sou iminite natirèl endividyèl nan termite nan anba tè.Reticulitermes chinensis(Isoptera: Rhinotermitidae). J Ensèk Sci 19:6. https://doi.org/10.1093/jisesa/iey119

Liu L, Zhao XY, Tang QB, Lei CL, Huang QY (2019b) Mekanis iminite sosyal kont enfeksyon chanpiyon nan ensèk eusocial yo. Toksin 11:244. https://doi.org/10.3390/toxins11050244

Liu L, Wang CC, Zhao XY, Guan JX, Lei CL, Huang QY (2020) Isocitrate dehydrogenase-medyatè maladi metabolik deranje vaksen aktif kont patojèn chanpiyon nan tèmit eusocial. J Pest Sci 93:291–301. https://doi.org/10.1007/ s10340-019-01164-y

Lopez-Uribe MM, Sconiers WB, Frank SD, Dunn RR, Tarpy DR (2016) Redwi repons iminitè selilè nan liy ensèk sosyal yo. Biol Lett 12:20150984. https://doi.org/10.1098/rsbl.2015. 0984

Lucas KJ, Zhao B, Liu S, Raikhel AS (2015) Règleman nan pwosesis fizyolojik pa microRNAs nan ensèk yo. Curr Opin Ensèk Sci 11:1–7. https://doi.org/10.1016/j.cois.2015.06.004

Rosengaus RB, Jordan C, Lefebvre ML, Traniello JFA (1999) Konpòtman alam patojèn nan yon termite: Yon nouvo fòm kominikasyon nan ensèk sosyal. Naturwissenschaften 86:544–548. https://doi.org/ 10.1007/s001140050672

Rosengaus RB, Lefebvre ML, Traniello JFA (2000) Anpèchman nan jèminasyon espò chanpiyon pa nasutitermes: prèv pou yon wòl antiseptik posib nan sekresyon defansiv sòlda. J Chem Ekol 26:21–39. https://doi.org/10.1023/A:1005481209579

Rosengaus RB, Schultheis KF, Yalonetskaya A, Bulmer MS, DuComb WS, Benson RW, Thottam JP, Godoy-Carter V (2014) Symbiont derived -1,3-glucanases in a social insect: mutualism beyond nitrisyon . Front Microbiol 5:607. https://doi.org/10.3389/fmicb. 2014.00607

Schuler F, Casida JE (2001) Objektif la ensektisid nan subunit PSST nan konplèks I. Pest Manag Sci 57:932–940. https://doi.org/10. 1002/ps.364

Seipke RF et al (2011) Yon sèlStreptomycessymbiont fè plizyè antifonjik pou sipòte foumi agrikilti chanpiyon anAcromyrmex octospinosus. PLoS ONE 6:e22028. https://doi.org/10.1371/journ al.pone.0022028

Shankar K, Mehendale HM (2014) Cytochrome P450. Nan: Wexler P (ed) Ansiklopedi toksikoloji. Academic Press, pp 1125–1127 Stroeymeyt N, Grasse AV, Crespi A, Mersch DP, Cremer S, Keller L (2018) Plastisite rezo sosyal diminye transmisyon maladi nan yon ensèk eusocial. Syans 362:941–945. https://doi.org/10.1126/ science.aat4793

Sun Q, Haynes KF, Zhou XG (2016) Chanjman dinamik nan siyal lanmò modile risk ak rekonpans nan jesyon kadav nan yon ensèk sosyal. Funct Ecol 31:697–706. https://doi.org/10.1111/1365- 2435.12754

Syazwan SA, Lee SY, Sajap AS, Lau WH, Omar D, Mohamed R (2021) Entèraksyon antMetarhizium anisopliaeak lame li a, termite soutèren anCoptotermes curvignathuspandan pwosesis enfeksyon an. Biyoloji 10:263. https://doi.org/10.3390/biolo gy10040263

Terrapon N et al (2014) Tras molekilè nan òganizasyon sosyal altènatif nan yon genomic termite. Nat Commun 5:3636. https://doi.org/10. 1038/ncomms4636

Van Meyel S, Körner M, Meunier J (2018) Iminite sosyal: poukisa nou ta dwe etidye nati li, evolisyon, ak fonksyon atravè tout sistèm sosyal yo. Curr Opin Ensèk Sci 28:1–7. https://doi.org/10.1016/j. cois.2018.03.004

Verma M, Sharma S, Prasad R (2009) Altènativ byolojik pou kontwòl termite: yon revizyon. Int Biodeter Biodegr 63:959–972. https:// doi.org/10.1016/j.ibiod.2009.05.009

Wang YL, Yang ML, Jiang F, Zhang JZ, Kang L (2013) Devlopman depandan MicroRNA revele pa entèferans RNA silansman jèn nanLmDicer1nan krikèt migratè a. Ensèk Sci 20:53–60. https://doi.org/10.1111/j.1744-7917.2012.01542.x

Weber F (2021) Antiviral iminite natirèl: entwodiksyon. Nan: Bamford DH, Zuckerman M (eds) Ansiklopedi nan viroloji. Elsevier, pp 577–583 Xu H, Huang QY, Gao YY, Wu J, Hassan A, Liu YT (2021a)IDHknockdown chanje konpòtman fouraj nan termite laodontocetes formosanusnan diferan kontèks sosyal. Curr Zool 67:609. https:// doi.org/10.1093/cz/zoab032 Xu Z, Zeng X, Li M, Liao J, Chen Q (2021b) MicroRNA -383 fè pwomosyon otofaji espès oksijèn reyaktif ki pwovoke atravè downregulating peroxiredoxin 3 nan gliom imen. Selil U87. Exp Ther Med 21:439. https://doi.org/10.3892/etm.2021.9870

Yanagawa A, Fujiwara-Tsujii N, Akino T, Yoshimura T, Yanagawa T, Shimizu S (2011) Odè mou nan entomopathogens amelyore konpòtman prevansyon maladi nan tèmit la.Coptotermes formosanus. J Invertebr Pathol 108:1–6. https://doi.org/10.1016/j.jip.2011. 06.001

Yanagawa A, Imai T, Akino T, Toh Y, Yoshimura T (2015) Siyal olfactif nan chanpiyon patojèn afekte direksyon mouvman tèmit yo,Coptotermes formosanus. J Chem Ecol 41:1118– 1126. https://doi.org/10.1007/s10886-015-0649-8

Yang ML et al (2014) MicroRNA-133 anpeche agrégation konpòtman pa kontwole sentèz dopamine nan krikèt. PLoS Genet 10:e1004206. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1004206