观察和交配行为的量化在我国松材线虫，松材线虫

Summary

提出了一种研究松木线虫 Bursaphelenchus xylophilus 交配行为的方案。B. xylophilus 的行为特征在交配过程中进行了描述。

Abstract

用于观察和量化的松材线虫， 松材线虫的交配行为的方法，是立体显微镜下成立的。以提高松材线虫的配合效率和增加的交配观测的几率，处女成年人中培养并用于调查。卵通过保持线虫在水中，并允许雌性产卵10分钟获得的。第二级幼体（J2）通过在黑暗中在25℃温育卵24小时同步，和J4早期通过培养用灰霉病， 灰霉病在J2，另一个52 h条件。在这个时间点，最J4线虫可以作为是男性或女性使用其生殖器形态明确区分。男性和女性的J4收集并在两个不同的培养皿中24小时分别培养以获得处女成人线虫。一个处女男和处女女在笏一滴配对器中的凹滑动的孔中。交配行为与立体显微镜下录像机拍摄。配合过程的整个时间为82.8±3.91分钟（平均值±SE）和可分为4个不同的阶段:搜索，接触，交尾，和挥之不去。持续时间的平均分者21.8±2.0，28.0±1.9，25.8±0.7和7.2±0.5，分别为。 11个子行为进行了描述:巡航，接近，遭遇，触摸，胡平，定位，安装，射精，分离，平静，和漫游。有趣的是，当一个女性与男性3个或一个男性，女性3分组观察到明显的内部性的竞争。这个协议是有用的，有价值的，不仅在调查松材线虫的交配行为，而且在充当其他线虫行为学研究的参考。

Introduction

松木线虫 Bursaphelenchus xylophilus （Steiner and Buhrer） Nickle 是最具破坏性的入侵物种之一，会导致松树枯萎并最终死亡。这种致病性线虫被认为原产于美国，但它被运送到多个国家，包括中国、日本、韩国和葡萄牙。最近，西班牙也有报道，杀死数百万棵松树，造成巨大的经济损失，威胁到森林生产和生态稳定^1-5。

一旦寄主松树被松木线虫感染，数以亿计的后代就会在树干内迅速繁殖。这会导致木质部功能障碍，导致枯萎并最终导致寄主树死亡⁶。然而，目前还没有有效的方法来控制这种疾病。交配行为可能在这种线虫的高繁殖力中起重要作用⁷.因此，我们在实验室中研究了 B. xylophilus 的交配行为，试图找到一种干扰其交配和降低其繁殖力的有效方法。

该协议旨在介绍如何获得 B. xylophilus 的处女成虫的详细方法，以及如何使用录像机和立体显微镜观察和分析交配行为。该方案也可以用作其他线虫行为研究的参考。

Protocol

1.处女成人线虫收购

1. 松材线虫分离和培养条件
   注: 松材线虫隔离Nxy61最初是从浙江省在中国的宁波地区患病马尾松提取。
   1. 准备马铃薯葡萄糖琼脂（PDA，见材料表 ）种植灰霉病板。
   2. 对于接种，冲了一块与从灰霉病垫子10毫米直径的真菌垫，并把它放在一个新的PDA板中间。文化在黑暗中灰霉病 5天在25℃。
   3. 文化包含灰霉病在25°C黑暗准备的培养皿松木线虫。
2. 松材线虫鸡蛋收购
   1. 将一个漏斗下方的夹紧橡胶管按住准备漏斗在机架组装贝尔曼漏斗装置。放置滤纸代替两层纱布在漏斗口。
   2. 转移真菌培养漏斗设置，直到真菌垫浸入加水。等待2小时，线虫会从真菌培养出来，穿过滤纸，并在贝尔曼漏斗的最低部分安顿下来。
   3. 从管的底部成15毫升管收集第一对的水滴，并通过缓慢释放在管夹紧收集线虫。
   4. 离心上述集合以3000 xg离心在RT 2分钟。
   5. 用移液管除去水的上层，并用1毫升无菌双蒸（DD）的H ₂ O重悬它
   6. 用移液管，在上述再悬浮转移至新的玻璃培养皿（直径6cm）。加入3毫升无菌DD _的 H ₂ O至培养皿以确保线虫能够自由游泳。
   7. 保持线虫在GLASš的Petri在黑暗盘10分钟在25℃。鸡蛋会被怀孕女性被解雇。因为它们的糖蛋白表面的，将卵粘在玻璃培养皿的底部。
   8. 小心除去水和蠕虫，而不会干扰蛋。加入3毫升无菌DD _的 H ₂ O至玻璃培养皿立即防止蛋干燥。
   9. 重复步骤3倍1.2.8删除所有的幼虫和成虫，并获得纯净的鸡蛋。添加无菌DD _的 H ₂的O的额外2毫升（5毫升计）的培养皿。
3. 第四阶段少年的采集（J4的幼虫）
   1. 哈奇收集鸡蛋在黑暗中24小时在25℃，得到J2幼虫。
   2. 用移液管转移J2幼虫到15毫升管中，离心以3000 xg离心2分钟，并除去水的上层。
   3. 重悬用无菌DD H ₂的O 200微升J2幼虫，然后将它们转移到含灰霉病的PDA板。
   4. 文化在黑暗中J2幼虫52 h后25℃。在这个时间点，最J2幼虫会已发展成J4幼虫的早期阶段。
4. 处女的成年线虫的收购
   1. 准备通过在酒精灯加热后绘制的玻璃毛细管拿起线虫针。
      注:此毛细管针的尖端通常需要为50微米的直径，大致成年线虫的主体的宽度，因此，它可以用作用于拾取单个线虫的工具。
   2. 组装贝尔曼漏斗并提取从真菌培养物线虫2小时，如在步骤1.2.1描述 - 1.2.3。
   3. 传输与水J4到一个干净的培养皿。
   4. 观察在立体显微镜下的线虫和生殖器形态学男性和女性之间区分，如通过玛米亚和清原^8（ 图1中描述的）。拾取所需性别的线虫与制备毛细管针，并将其转移到合适的真菌培养板为男性或女性。
      注:有女性多于男性，而女性在60百分比 - 70％。女性外阴是从男性毛刺明显不同。相比于成人，在早期J4的毛刺或外阴更小，但它们仍然可以很容易地看到和分辨。线虫总是在水中，这有时会增加在区分男性和女性的困难移动。
   5. 培养J4的幼虫在暗处在25℃另外24小时。
      注:所有线虫应发育为成虫，但因为它们是未交配，它们被认为是处女成年人。
   6. 装配2贝尔曼漏斗和提取的真菌培养处女大人2小时，如步骤1.2.1描述 - 1.2.3，和处女的成年男性和女性转移到两个独立的，清洁的培养皿。

   2.观察和交配行为的录像

   1. 准备几个凹幻灯片，并添加无菌DD H ₂的O 200μL到他们的每一个孔中。
   2. 拿起准备好的处女的成年男性或女性，并用毛细管针，把只有一个线虫到每个凹幻灯片的水。
   3. 保持井内的处女大人1小时，让他们适应新的水环境中。
   4. 用吸管转移其中的一个从一个井到另一对处女的男性和女性。
   5. 观察立体显微镜下的凹幻灯片1♀+1♂组合的交配行为。
   6. 分析处女成年人的配合效率，计算出它们的交配成功率（R）和其与随机选择的成人对的比较。计算R相比研究重复的总数，其中观察到交配重复的百分比。
   7. 探讨交配选择和竞争性内，组和观察两种不同的组合处女线虫:1♀+3♂和3♀+1♂。
   8. 为了收集数据进行定性和定量分析，电影利用视频显微镜的交配行为。通常情况下，整个交配过程，从时间，当线虫放置在凹幻灯片一时的好，当他们交配后搬走时，2小时内完成。因此，连续地记录了至少2小时作为一个复制的配合过程。完成至少30复制总数为每个组合。
      注:添加更多无菌DD H ₂ O（通常为50微升）每0.5小时至井的录制过程中，以弥补蒸发。

   3.数据收集

   1. 仔细查看电脑屏幕上的所有视频和定性描述子的行为。
   2. 通过测量次交配的时间Ë帧一帧的视频录像机功能。手动减去从结束点的开始时间。
   3. 对于1♀+1♂组合，分析每一个视频录制和测量以下事件的持续时间:
      1. 测量搜索的持续时间（ 即，从当阴和阳被引入凹形滑动到它们遇到的那一刻的阱和彼此接触的时间）。
      2. 测量接触的持续时间（ 即 ，从第一接触的瞬间当阳被精确地定位在阴的外阴用于第一交配的时间）。
      3. 测量交尾的持续时间（ 即 ，从当直到他射精后滑动从女性的身体向下阳被精确地定位在阴的外阴的时间）。注意:某些线虫可在2小时交配几次。在这种情况下，测量交配从第一交配期间向拉斯的端t的一，包括之间的时间。
      4. 测量挥之不去的持续时间（ 即 ，交配后的期间，直到彼此雌雄游程，通过的距离超过所述线虫的身体长度被分离（通常1毫米））。
   4. 计数交配次数每交配的持续时间和所有交配的在2小时的平均持续时间为每个不同的组合（ 即，1♀+1♂，3♀+1♂和1♀+3♂）。
   5. 计算第一接触（P），对于不同的组合作为第一接触，这是立即和没有任何中断进行后交配成功率的交配成功率。在接触阶段，几次接触可能实际交配后方可。
      1. 当两个个体之间的距离小于所述主体的长度以上，考虑一个接触到结束。对于一个复制，记录数p作为100％时，交配我小号马上第一次接触后，如果没有观察到交配或观察到的，没有休息，或0.00％，如果有交配但经过两个或两个以上的联系人。
         注:有30个重复这里描述的每个组合。

Results

处女成人的交配成功率（R）为86.67％，平均，比该随机选择的成人显著更高:13.33±4.65％（F = 1301.71，DF = 1，P = 0.0001）（ 图2）。这一发现表明，它更容易观察松材线虫与处女比成年人随机选取成年人交配行为。

当一名男性与一名女性配对，整个交配过程持续了平均82.8分钟。整个过程可以通过四个不同的阶段来描述:寻找，联系，交配，而绵长。这四个阶段的持续时间分别为21.8±2.0分钟，28.0±1.9分钟，25.8±0.7分钟，和7.2±0.5分钟，分别为（ 图3）。在最近的一份出版物中，我们描述了11分行为作为巡航，接近，encounteriNG，感人，胡平，定位，安装，射精，分离，平静，和漫游^9。

Discussion

行为测试是化学生态学，神经生物学，分子生物学和遗传学的一个基本方面。线虫，特别是线虫 ，被广泛地用于这些领域的研究。 线虫的交配行为之前已^10-11调查。但是， 松材线虫是雌雄异体，并从雌雄同体线虫不同，它的交配过程有不同的行为特征^9。近日， 松材线虫okinawaensis， 松材线虫的雌雄同体的妹妹种的交配行为报^12。虽然使用了不同的实验方法，本雌雄同体物种显示出相似性的吸引力松材线虫 ， 并观察它们之间的物种间的吸引力。这种雌雄同体的妹妹种可能被用来作为一种模式来进行对松材线虫的生物学进一步调查。

该协议提供了关于如何观察和调查交配期间松材线虫的行为特征的指导方针。我们的研究结果表明，使用处女成人线虫是用于增加成功观察交配过程（ 图1）的机会的关键。获取J4的幼虫...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
B. xylophilus 分离Nxy61			提取自中国宁波地区的Pinus massoniana
灰霉菌菌株			来源于中国林业科学研究院
贝尔曼漏斗	森工
猎鹰管	森工
离心机
移液管	森贡
无菌 dd H2O			用 121 ° 的高压蒸汽灭菌;C 30 分钟。
培养皿	Sengong
PDA 培养基	Huankai Bio。	021050
培养箱	森工
层流	森工
玻璃 毛细管	森工
立体镜	徕卡	LED5000 RL
倒置立体显微镜	蔡司	A1
凹玻片	森工