Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

تحسين عملية تربية الدبابير الخالية من الجراثيم

Published: July 21, 2023 doi: 10.3791/65292
* These authors contributed equally

Summary

تم تشريح أجنة دبور ناسونيا من الشرانق Lucillia sericata بعد التطفل لمدة 12-24 ساعة وغسلها بالكحول ومحلول هيبوكلوريت الصوديوم 10٪ للحصول على أجنة خالية من الجراثيم. بعد تربية الأجنة الخالية من الجراثيم وتزويدها بوسط تربية Nasonia للنمو والتطور في المختبر ، تم الحصول على Nasonia البالغين الخالية من الجراثيم.

Abstract

تكنولوجيا التربية المعقمة هي طريقة لاستزراع الحشرات في ظل ظروف معقمة أو شبه معقمة ، والتي يمكن أن تقضي بشكل فعال على تأثير الكائنات الحية الدقيقة الخارجية على ميكروبات الحشرات وبالتالي تعزيز التطور السريع لأبحاث ميكروبات الحشرات. Nasonia (جنس الدبور) هي حشرة دبور طفيلية لها العديد من المزايا ، مثل العمر القصير ، والتباين الجيني العالي ، وسهولة التشغيل ، وما إلى ذلك ، وتستخدم على نطاق واسع كنظام نموذج للحشرات. على عكس العلاج بالمضادات الحيوية ، الذي يمكن أن يقلل فقط من عدد الكائنات الحية الدقيقة في الحيوانات ، يمكن لتقنيات التربية المعقمة التحكم في تكوين وكمية الكائنات الحية الدقيقة في الحيوانات ، مما يسهل دراسة تفاعلات المضيف والميكروب. ومع ذلك ، فإن الإصدارات السابقة من وسط تربية Nasonia (NRM) بها بعض العيوب والمشاكل ، مثل عملية التحضير المعقدة والمستهلكة للوقت ، والتلوث السهل بالبكتيريا أو الفطريات ، ووقت التخزين القصير. لذلك ، تحل هذه الدراسة هذه المشكلات من خلال تحسين الأدوات المستخدمة في عملية إعداد NRM وظروف التخزين ونسب المكونات. يمكن أن يسمح الوسط الأمثل بالتخزين عند -20 درجة مئوية لمدة 3 أشهر على الأقل والقضاء على إمكانية تلوث NRM أثناء تغذية الدبابير المعقمة. هذا يحسن معدل البقاء على قيد الحياة والمستوى الصحي ل Nasonia المعقم ، وهو أمر مهم لاستخدام Nasonia كنموذج للبحوث الميكروبية.

Introduction

الحيوانات الخالية من الجراثيم هي لا تحتوي على كائنات حية حية وطفيليات يمكن اكتشافها1. يمكن الحصول على أجنة خالية من الجراثيم عن طريق تشريح الأم في ظل ظروف معقمة ثم تربيتها لاحقا في أنظمة الحاجز2. يمكن استخدام هذه الحيوانات لدراسة آثار الكائنات الحية الدقيقة على الحيوانات ، مثل الجراثيم المعوية ، والجهاز المناعي ، والتمثيل الغذائي1. مع بعض الوسائل التقنية ، يمكن جعل العديد من الحشرات وحتى الثدييات معقمة 3,4. تلعب الحيوانات الخالية من الجراثيم دورا فريدا وقد استخدمت على نطاق واسع في جوانب مختلفة من أبحاث علم الأحياء الدقيقة5. على سبيل المثال ، كشف استخدام دبابير Nasonia الخالية من الجراثيم أن الكائنات الحية الدقيقة يمكن أن تساعد المضيفين على التكيف مع البيئات الجديدة تحت الضغط البيئي الخارجي طويل الأجل 6,7.

طفيليات Nasonia هي دبابير طفيلية صغيرة تحقن بيضها في شرانق الذباب4. هناك أربعة أنواع معروفة من ناسونيا ، بما في ذلك Nasonia vitripennis و Nasonia longicornis و Nasonia giraulti و Nasonia oneida8. يمكن العثور على N. vitripennis في جميع أنحاء العالم ، في حين أن الأنواع الثلاثة الأخرى لها نطاقات محدودة في أمريكا الشمالية4. تعتبر الدبابير الطفيلية Nasonia حشرات نموذجية مثالية بسبب خصائصها ، مثل سهولة الزراعة ، ودورة التكاثر القصيرة ، والجينوم المتسلسل ، و diapause طويل المدى 8,9. يمكن استخدامها لدراسة جوانب مختلفة من تطور الحشرات ، وعلم الوراثة ، والتنمية ، والسلوك ، والتكافل10. علاوة على ذلك ، يمكن أن تساعد الدبابير الطفيلية Nasonia أيضا في السيطرة على الذباب الضار في الزراعة والأمراض11. يتضمن الإنشاء الناجح لنظام الحشرات العقيمة خطوتين رئيسيتين: (1) تعقيم الأجنة و (2) توفير الغذاء المعقم لليرقات في المختبر. من أجل الحصول على طعام معقم ، طور Brucker and Bordenstein 12 وسط تربية Nasonia (NRMv1) في عام 2012 باستخدام مواد كيميائية مثل المضادات الحيوية والمبيض ومصل الجنين البقري لقتل البكتيريا12. ومع ذلك ، أدت طريقة التعقيم الكيميائي إلى انخفاض معدلات البقاء على قيد الحياة و eclosion من N. vitripennis13. ثم ، في عام 2016 ، شروبشاير وآخرون طور NRMv2 باستخدام طريقة تعقيم المرشح بدلا من طريقة التعقيم الكيميائي للقضاء على مخاطر المضادات الحيوية والمواد الأخرى ، وتحسين عملية التكاثر13. لسوء الحظ ، لا تزال هذه الطريقة لها بعض العيوب ، مثل التحديات المرتبطة بإعداد واستخدام الوسط ، فضلا عن مخاطر الغرق أو نقص التغذية أو الجفاف للأجنة واليرقات والشرانق المغلقة14. قام وانغ وبروكر14 مؤخرا بتحسين وسائط تربية ناسونيا الإصدار 3 (NRMv3) وبروتوكولات الإصدار 2 من التربية الخالية من الجراثيم (GFRv2). خفضت هذه التحسينات التكلفة واستهلاك الوسائط. ومع ذلك ، فإن NRMv3 لديه وقت تخزين قصير جدا وهو شديد التأثر بالتلوث.

بناء على NRMv3 ، تم تحسين طريقة تخزين أداة تحضير NRM ونسبة المغذيات في هذه الدراسة. يسهل هذا التحسين المنهجي استخدام N. vitripennis كنموذج لدراسات الميكروبيوم. بالمقارنة مع NRMv3 الذي طوره Wang et al.14 ، فإن الأداة المحسنة للضغط على Sarcophaga bullata pupa ، إحدى المواد الخام NRM ، تعزز بشكل كبير كفاءة إنتاج سائل الأنسجة S. bullata pupa مقارنة بحقنة 60 مل مع ثقب سفلي يستخدمه Wang et al.14. قمنا بتعديل نسبة المغذيات من NRM ، مما أدى إلى زيادة معينة في معدل بقاء دبابير Nasonia الخالية من الجراثيم دون التأثير على وقت نموها. بالإضافة إلى ذلك ، تم تعبئة NRM في أنابيب طرد مركزي ذات سعة صغيرة (1.5 مل) وتجميدها في ثلاجة -20 درجة مئوية لتمديد وقت التخزين. تجدر الإشارة إلى أنه بينما استخدمنا الذبابة المنزلية Lucilia sericata كمضيف ومصدر لإعداد NRM ، فمن المحتمل أن يتم تكييف هذا البروتوكول مع مضيفات Nasonia الأخرى المتوفرة في المختبر.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. تحضيروسط تربيةناسونيا الخالي من الجراثيم 

  1. ضع الشرانق L. sericata المتاحة تجاريا (انظر جدول المواد) على سطح يمكن أن يستوعب جميع الشرانق ، مثل صينية أو ورقة. تخلص من أي يرقات متخلفة أو شرانق قديمة داكنة أو أصداف عذراء فارغة أو نشارة خشب أو شوائب أخرى. احتفظ فقط بالشرانق الصغيرة ذات اللون البني والأحمر وانقلها إلى دورق (حوالي 3000-4000 خادرة).
    ملاحظة: بعد إجراء العديد من التجارب ، وجد أن الوسط المصنوع من الشرانق القديمة المظلمة تحول بسهولة إلى اللون الداكن وأوقف تطور الدبابير الخالية من الجراثيم. لم تحدث هذه الظاهرة عند استخدام الشرانق الصغيرة ذات اللون البني والأحمر لإنتاج وسط. لا يزال سبب ذلك غير واضح ويتطلب مزيدا من التحقيق للتحقق منه.
  2. أضف كمية كافية من الماء منزوع الأيونات إلى الكأس الزجاجية لتغطية سطح الشرانق بالكامل. لف فم الدورق بورق القصدير أو الشاش ، وهز الدورق لتنظيف الشوائب على سطح الشرانق ، ثم اسكب الماء. كرر ثلاث إلى خمس مرات.
  3. ضع الشرانق L. sericata التي تم تنظيفها في خزان المرشح الخاص بمكبس الثوم ، واضغط بقوة ، واجمع سائل الأنسجة في الشرانق L. sericata في أنبوب طرد مركزي معقم سعة 50 مل . ثم ، اسكب تفل الخادرة وضع الشرانق الجديدة في خزان المرشح في مكبس الثوم حتى يتم عصر الجميع.
    ملاحظة: بالمقارنة مع جهاز بثق الإبرة الذي يستخدمه Wang et al.14 ، فإن مكبس الثوم أكثر ملاءمة ويمكنه فصل السائل الخلالي بشكل أكثر شمولا. يضع هذا التقدم الأساس لإنتاج NRM على نطاق واسع وتخزينه على المدى الطويل.
  4. يطرد الخليط على حرارة 4 درجات مئوية (25000 × جم) لمدة 10 دقائق. بعد الطرد المركزي ، سيتم فصل الخليط إلى ثلاث طبقات من الأسفل إلى الأعلى: طبقة الرواسب ، وطبقة البروتين ، وطبقة الدهون (الشكل 1).
  5. لمنع الانسداد أثناء الترشيح ، قم بشفط طبقة البروتين باستخدام إبرة معقمة 18 جم ونقلها إلى أنبوب طرد مركزي معقم مخروطي جديد سعة 50 مل من مادة البولي بروبيلين.
  6. أضف وسط ذبابة الفاكهة السائل التجاري (انظر جدول المواد) إلى مستخلص البروتين بنسبة 1: 1.
    ملاحظة: تم استخدام L. sericata التجارية الأكثر ملاءمة كمضيف ومواد خام NRM ، مقارنة ب NRMv3. لذلك ، تم تعديل النسبة الغذائية من 1: 2 إلى 1: 1 بناء على NRMv3 ، والتي كانت أكثر ملاءمة لنمو وتطور Nasonia المعقمة (الشكل 2).
  7. قم بتصفية الوسط المختلط (وسط ذبابة الفاكهة ومستخلص البروتين من L. sericata pupa ) باستخدام نظام ترشيح فراغي بأحجام مسام مختلفة (8 و 1.2 و 0.8 و 0.45 ميكرومتر ؛ انظر جدول المواد) لإزالة الجسيمات ذات الأحجام المختلفة. لمنع الانسداد، قم بتغيير ورق الترشيح عندما يتباطأ التدفق.
    ملاحظة: يلزم استخدام أنبوب طرد مركزي معقم جديد سعة 50 مل لكل ترشيح.
  8. قم بطرد السائل مرة أخرى عند 4 درجات مئوية (15000 × جم) لمدة 10 دقائق وتعقيم الوسط الطافي من خلال مرشح حقنة 0.22 ميكرومتر. كرر الخطوات المذكورة أعلاه مرة واحدة.
  9. قم بتخزين وسط الاستزراع عند -20 درجة مئوية بعد الاقتباس (الشكل 3 أ) للتخزين طويل الأجل.
    ملاحظة: لمنع التلوث والتجميد والذوبان المتكرر ، يوصى بفتح كل أنبوب من NRM مرة واحدة فقط عند استخدام وسط الاستزراع بعد التعبئة (الشكل 3 أ).

2. جمع البيض الخالي من الجراثيم

  1. لضمان نسبة مستقرة من الذكور إلى الإناث في النسل ، ضع الشرانق في قارورة ذبابة الفاكهة خلال مرحلة العذراء بنسبة 50 أنثى إلى 15 ذكرا بسبب خصائصها الوراثية الأحادية الصيغة الصبغية (يتطور الذكور من خلايا أحادية الصيغة الصبغية ، بينما تتطور الإناث من خلايا ثنائية الصيغة الصبغية ناتجة عن البيض المخصب)4,15.
    1. بعد الخروج للبالغين ، اسمح للذكور والإناث بالتزاوج لمدة 1.5 يوم ، ثم ضع حوالي 40 L. sericata pupae في القارورة. في غضون 12-24 ساعة بعد التطفل ، استخدم إبرة تشريح معقمة لفتح أحد طرفي قشرة العذراء بعناية تحت المجهر المجسم (الشكل 4).
    2. امسك الطرف الآخر باليد وابحث عن أجنة. استخدم إبرة تشريح لنقل الأجنة من سطح نسيج L. sericata pupa إلى مصفاة خلايا معقمة مع محلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS)14.
      ملاحظة: يجب استخدام الشرانق L. sericata القديمة للتطفل لأن أنسجة L. sericata pupa الجافة أسهل في نقل الأجنة . من أجل ضمان النقل السلس للبيض من سطح أنسجة L. sericata pupa ، حاول أن تكون حريصا على عدم ثقب الأنسجة عندما تفتح إبرة التشريح حالة العذراء حتى لا يتدفق السائل الخلالي.
  2. ضع 20-30 جنينا على مصفاة خلوية واغسلها بالتساوي باستخدام 1000 ميكرولتر من محلول هيبوكلوريت الصوديوم التجاري بنسبة 10٪ (انظر جدول المواد) ، متبوعا بغسل آخر ب 1000 ميكرولتر من 1x PBS المعقم. بعد ذلك ، اغسل مرة واحدة باستخدام 1000 ميكرولتر من محلول الإيثانول بنسبة 70٪ واغسله ثلاث مرات باستخدام 1000 ميكرولتر من 1x PBS المعقم.
  3. أولا ، ضع ورقة شبكية من مادة البولي بروبيلين بقطر 5 مم (انظر جدول المواد) تم ترطيبها مسبقا باستخدام 1x PBS في لوحة 24 بئرا. ثم ، باستخدام فرشاة صغيرة معقمة ، قم بتنظيف أجنة برفق على مصفاة الخلية على ورقة شبكة البولي بروبلين. يمكن القيام بذلك لجميع الآبار الأربعة في عمود عمودي من لوحة 24 بئرا.

3. تربية الدبابير الخالية من الجراثيم

  1. أضف 50 ميكرولتر من NRM إلى كل بئر في غطاء التدفق الصفحي. للحفاظ على بيئة رطبة للنمو ، أضف 1 مل من الماء المعقم بين كل بئر في لوحة 24 بئرا. يمكن أيضا وضع دورق صغير يحتوي على 30 مل من الماء المعقم في صندوق بلاستيكي معقم سعة 5 لتر مع لوحة 24 بئرا.
    1. طوال التجربة بأكملها ، احتفظ بالصندوق البلاستيكي المعقم واللوحة المكونة من 24 بئرا في غرفة المناخ عند درجة حرارة ثابتة تبلغ 25 ± 2 درجة مئوية وتحت ضوء ثابت.
  2. قبل نقل وإضافة NRM كل يوم ، قم بإذابة NRM المجمد على مقعد التدفق الرقائقي. في بيئة معقمة ، استخدم ملاقط مطهرة بالكحول لنقل شبكة البولي بروبلين مع اليرقات عليها من بئر إلى آخر. أخيرا ، أضف 50 ميكرولتر من NRM التي تمت موازنتها لدرجة حرارة الغرفة (الشكل 3B). كرر العمليات المذكورة أعلاه كل يوم حتى يتم ملاحظة الشرانق.
    ملاحظة: مع تطور الدبابير ، يجب زيادة كمية NRM بشكل مناسب لضمان حصول الدبابير الخالية من الجراثيم على تغذية كافية. على سبيل المثال ، تم تزويد اليرقات الداخلية الرابعة ب 60 إلى 70 ميكرولتر من NRM. نظرا لأن مراحل النمو المختلفة قد تتعايش في نفس البئر ، استخدم فرشاة معقمة لنقل الشرانق. أضف كمية صغيرة من NRM إلى اليرقات المتبقية. استخدم تقنيات معقمة لتجنب غزو الميكروبات والتلوث.
  3. بعد الرضاعة لمدة 9 إلى 11 يوما ، يتطور أكثر من 80٪ من اليرقات إلى خادرة بيضاء أو صفراء. في هذا الوقت ، انقل الفلتر إلى لوحة بئر نظيفة وتوقف عن إضافة وسيط استزراع لانتظار الإغلاق.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

تم تحسين كفاءة إعداد NRM بشكل كبير من خلال تحسين أدوات التحضير. بالإضافة إلى ذلك ، تم القضاء على مشكلة تلوث NRM في عملية التغذية من خلال تحسين الاستراتيجية وطريقة الحفظ. في الوقت نفسه ، كان لدى NRM المعدل نسبة غذائية أكثر ملاءمة لنمو وتطور الدبابير الخالية من الجراثيم مع L. sericata كمضيفين. تحسن معدل بقاء الدبابير الخالية من الجراثيم من اليرقات إلى الشرانق بشكل ملحوظ مقارنة بالدبابير الخالية من الجراثيم التي تمت تربيتها باستخدام NRMv3 باستخدام GFRv2 (الشكل 2). علاوة على ذلك ، لم تكن فترة التوليد مختلفة بين الدبابير المعقمة والدبابير التي يتم تربيتها تقليديا (حوالي 14 يوما في الجيل) (الشكل 5). هذه التحسينات مهمة للغاية لتطوير كائن Nasonia النموذجي ودراسة آلية تفاعل الكائنات الحية الدقيقة المضيفة.

Figure 1
الشكل 1: خليط مفصول بالطرد المركزي. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

Figure 2
الشكل 2: معدل بقاء اليرقات على الشرانق في كل بئر. تحسن معدل البقاء على قيد الحياة بشكل ملحوظ مقارنة بالإناث الخالية من الجراثيم التي تمت تربيتها على NRMv3 مع GFRv2 (اختباران مستقلان لعينة T ، * p < 0.05). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3: رسم تخطيطي لتوزيع NRM وتربية الدبابير الخالية من الجراثيم . (أ) تم تحويل NRM المصفى من أنبوب الطرد المركزي سعة 50 مل إلى أنابيب طرد مركزي معقمة سعة 1.5 مل وتجميدها. تم فتح كل أنبوب من NRM مرة واحدة فقط. (ب) كانت هناك ورقة شبكية من مادة البولي بروبيلين أسفل أجنة دبابير ناسونيا . احتوى أنبوب الطرد المركزي على NRM المعبأ. "اليوم 14-ish" يعني أن ظهور البالغين يحدث فيحوالي اليوم الرابع عشر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 4
الشكل 4: صور بيض الدبابير المنقولة تحت المجهر المجسم. البيض الذي وضعه دبور ناسونيا موجود داخل الصندوق الأحمر المتقطع. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 5
الشكل 5: مقارنة وقت التطوير. لم يكن وقت تطور الإناث الخالية من الجراثيم (حوالي 14 يوما) مختلفا بشكل كبير عن وقت نمو الدبابير التي يتم تربيتها تقليديا عند استخدام NRM المحسن لهذه الدراسة (اختباران مستقلان لعينة T ، ns ، غير معنويين ، p > 0.05). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

مع تطبيق تقنيات الكشف عالية الإنتاجية مثل علم الجينوم والأيض ، أدرك الباحثون تدريجيا أن هناك تنوعا وراثيا هائلا وتعقيدا أيضيا في ميكروبيوتا الأمعاء16. ترتبط هذه البكتيريا التكافلية ارتباطا وثيقا بحالات فسيولوجية أو مرضية مختلفة ، مثل التمثيل الغذائي الغذائي للمضيف ، والأورام ، والمناعة ، والشيخوخة من خلال التفاعلات المعقدة مع المضيف17. ومع ذلك ، فإن البحث المتعلق بشبكة تكوين ووظيفة السكان الميكروبيين في المضيف صعب للغاية لأن تكوين الكائنات الحية الدقيقة في كل فرد طبيعي ليس هو نفسهتماما 16. لذلك ، هناك حاجة إلى نموذج مثالي لاستكشاف التفاعل والآليات ذات الصلة بين الكائنات الحية الدقيقة والمضيفين. يمكن استخدام دبابير ناسونيا كنموذج مثالي في مجال الميكروبيوم بسبب مزاياها البيولوجية العديدة وخصائص الدبابير الخالية من الجراثيم6. بالمقارنة مع العلاج بالمضادات الحيوية ، فإن استخدام الحيوانات المعقمة يسمح بالتحكم في تكوين وكمية الكائنات الحية الدقيقة ، وهو أمر بالغ الأهمية لدراسة الوظيفة الميكروبية. بالإضافة إلى ذلك ، قد يؤدي العلاج بالمضادات الحيوية إلى العديد من الآثار الجانبية ، بما في ذلك مقاومة المضادات الحيوية ، والخلل المعوي ، وتلف الحاجز المعوي18. لذلك ، فإن تطوير طريقة أكثر كفاءة للحصول على الدبابير الخالية من الجراثيم له أهمية كبيرة لدراسة تفاعلات الميكروبيوم المضيف.

يتضمن الحصول على Nasonia الخالية من الجراثيم خطوتين - الحصول على أجنة معقمة وتوفير طعام معقم. تم الحصول على الأجنة عن طريق تشريح L. sericata pupae 12-24 h بعد تطفل N. vitripennis تحت مجسمة13. تتطلب هذه الخطوة مهارة كافية لتحريك الأجنة بشكل أسرع ودون إتلافها بمصفاة الخلية. بناء على الخبرة ، من الأنسب تشريح الشرانق القديمة L. sericata السوداء. ومع ذلك ، يفضل استخدام الشرانق الحمراء الصغيرة L. sericata لإعداد NRM.

علاوة على ذلك ، يعتمد التطور الطبيعي للأجنة المعقمة على إنتاج الطعام المعقم وعملية تغيير الوسط كل يوم12. وجدنا أن المصدر الرئيسي للتلوث لتربية الدبابير الخالية من الجراثيم بواسطة Wang et al.14 GFRv2 كان NRM. لذلك ، تم تعبئة المزرعة وتخزينها في الثلاجة عند -20 درجة مئوية في الدراسة الحالية ، مما يضمن فتح كل وسيط مرة واحدة فقط. لم يكن لهذا أي تأثير على نمو وتطور دبابير ناسونيا فحسب ، بل أدى أيضا إلى إطالة وقت تخزين وسيط الاستزراع بشكل كبير والقضاء على فرصة تلوث NRM. في المجموع ، زادت هذه الطريقة من معدل بقاء الدبابير العقيمة.

ومع ذلك ، فإن الطريقة الحالية لا تزال لديها بعض العيوب. على سبيل المثال ، قد يؤدي النقل اليومي للأجنة المعقمة في صفيحة مكونة من 24 بئرا إلى زيادة خطر التلوث. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عملية الضغط على كتلة من الشرانق الذبابة تستغرق وقتا طويلا وتتطلب عمالة مكثفة. إذا كان من الممكن تحديد العناصر الغذائية المحددة التي تلعب دورا في شرانق الذباب ، فيمكن شراؤها وإضافتها مباشرة إلى الوسط ، مما سيحسن بشكل كبير من كفاءة إعداد NRM. ومن المتوقع أن يتم تحسين هذه الطريقة بشكل أكبر في الأبحاث المستقبلية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

Acknowledgments

التمويل: تم دعم هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم في الصين (32270538) ، والبرنامج الوطني للبحث والتطوير الرئيسي في الصين (2022YFF0710603) ، ومؤسسة العلوم الطبيعية في بكين (6222046) ، والتمويل الاستراتيجي CAS عبر مخطط تمويل CAS-CSIRO (152111KYSB20210011) الممنوح ل G.H.W. مساهمات المؤلف: طور جميع المؤلفين نطاق المراجعة وتركيزها وساهموا في كتابة المخطوطة.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
0.22 Sterile vacuum filter NEST 331011
10% SodiumHypochlorite LIRCON XB-84BS-1
1x PBS solution Solarbio P1020
200 mesh nylon net BIOBYING BY-378Z
24 well-plate NEST 702001
8, 1.2, 0.8, and 0.45 µm filters Shanghai Xingya Purification Material Factory HN-AA-JT-10079
Absolute ethyl alcohol Macklin E809057-500ml
Cell Strainer BIOLOGIX 15-1100
Commercial Drosophila Medium Boer B645446-500ml
Dissecting needle Bioroyee 17-9140
Garlic press Taobao No Catalog numbers Purchase on Taobao
Lucillia sericata pupae Hefei Dayuan Biotechnology Co., Ltd. No Catalog numbers Purchase on Taobao
Small writing brush Cestidur BL0508
Stereoscope SOPTOP RX50
Tweezers SALMART A109001-56

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Diviccaro, S., et al. Exploring the impact of the microbiome on neuroactive steroid levels in germ-free animals. International Journal of Molecular Sciences. 22 (22), 12551 (2021).
  2. Pang, X., et al. Inter-species transplantation of gut microbiota from human to pigs. The ISME Journal. 1 (2), 156-162 (2007).
  3. Uzbay, T. Germ-free animal experiments in the gut microbiota studies. Current Opinion in Pharmacology. 49, 6-10 (2019).
  4. Zhu, Z., Liu, Y., Hu, H., Wang, G. -H. Nasonia-microbiome associations: a model for evolutionary hologenomics research. Trends in Parasitology. 39 (2), 101-112 (2022).
  5. Li, J., Wei, H. Establishment of an efficient germ-free animal system to support functional microbiome research. Science China Life Sciences. 62 (10), 1400-1403 (2019).
  6. Wang, G. H., et al. Changes in microbiome confer multigenerational host resistance after sub-toxic pesticide exposure. Cell Host Microbe. 27 (2), 213-224 (2020).
  7. Wang, G. H., Dittmer, J., Douglas, B., Huang, L., Brucker, R. M. Coadaptation between host genome and microbiome under long-term xenobiotic-induced selection. Science Advances. 7 (19), (2021).
  8. Dittmer, J., Brucker, R. M. When your host shuts down: larval diapause impacts host-microbiome interactions in Nasonia vitripennis. Microbiome. 9 (1), 85 (2021).
  9. Dittmer, J., et al. Disentangling a holobiont-recent advances and perspectives in Nasonia wasps. Frontiers in Microbiology. 7, 1478 (2016).
  10. Brooks, A. W., Kohl, K. D., Brucker, R. M., van Opstal, E. J., Bordenstein, S. R. Phylosymbiosis: relationships and functional effects of microbial communities across host evolutionary history. PLoS Biology. 14 (11), e2000225 (2016).
  11. Heavner, M. E., et al. Partial venom gland transcriptome of a Drosophila parasitoid wasp, Leptopilina heterotoma, reveals novel and shared bioactive profiles with stinging Hymenoptera. Gene. 526 (2), 195-204 (2013).
  12. Brucker, R. M., Bordenstein, S. R. In vitro cultivation of the hymenoptera genetic model, Nasonia. PLoS One. 7 (12), e51269 (2012).
  13. Shropshire, J. D., van Opstal, E. J., Bordenstein, S. R. An optimized approach to germ-free rearing in the jewel wasp Nasonia. PeerJ. 4, e2316 (2016).
  14. Wang, G. H., Brucker, R. M. An optimized method for Nasonia germ-free rearing. Scientific Reports. 12 (1), 219 (2022).
  15. Brucker, R. M., Bordenstein, S. R. The hologenomic basis of speciation: gut bacteria cause hybrid lethality in the genus Nasonia. Science. 341 (6146), 667-669 (2013).
  16. Fontaine, C. A., et al. How free of germs is germ-free? Detection of bacterial contamination in a germ free mouse unit. Gut Microbes. 6 (4), 225-233 (2015).
  17. Mazmanian, S. K., Liu, C. H., Tzianabos, A. O., Kasper, D. L. An immunomodulatory molecule of symbiotic bacteria directs maturation of the host immune system. Cell. 122 (1), 107-118 (2005).
  18. Weersma, R. K., Zhernakova, A., Fu, J. Interaction between drugs and the gut microbiome. Gut. 69 (8), 1510-1519 (2020).

Tags

علم الأحياء ، العدد 197 ، حشرة محورية ، كائنات دقيقة ، دبور ناسونيا ، تطفل
تحسين عملية تربية الدبابير الخالية من الجراثيم
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Zhu, Z., Wang, D., Liu, Y., Tang,More

Zhu, Z., Wang, D., Liu, Y., Tang, T., Wang, G. H. Optimizing the Rearing Procedure of Germ-Free Wasps. J. Vis. Exp. (197), e65292, doi:10.3791/65292 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter