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.