维持实验室培养的双斑蟋蟀（Gryllus bimaculatus），一种适用于昆虫养殖与无脊椎动物生理学研究的多功能直翅目模式生物

摘要

本文概述了标准化可食用蟋蟀Gryllus bimaculatus实验室种群长期饲养过程中若干重要影响因素的基本方法，这些因素包括种群密度、饲料供应、水源以及环境控制。

摘要

Gryllus bimaculatus （德·盖尔） 是一种体型较大的蟋蟀，分布于非洲和南欧亚大陆，在其原生范围内常被野外采集作为人类食物。在其原生范围之外，人工养殖 G. bimaculatus 因其食性可塑性强、繁殖周期短、无需滞育、耐高密度饲养以及对病原体具有较强抗性，因此是可行的。 G. bimaculatus 可以 研究昆虫生理学、行为学、胚胎学或遗传学的多功能模型。

饲养密度、笼内庇护物、光周期、温度、相对湿度和饮食等环境参数均会影响蟋蟀的生长、行为和基因表达，因此应予以标准化。在日益增多的可食用昆虫养殖研究文献中，这些蟋蟀常被用于评估来源于农作物残余物、食品加工副产物及其他低成本废弃物的候选饲料添加剂。

为了支持评估饲料基质变化对双斑蟋（G. bimaculatus）生长表现和营养品质影响的持续实验，本文建立并展示了一套完整的实验室标准操作规程，涵盖繁殖、饲养管理、操作、测量及安乐死等环节。工业标准的蟋蟀饲料已被证实营养充分，适用于长期维持蟋蟀种群繁殖，也可作为实验对照饲料。在平均温度27 °C、光周期为12小时光照（L）/12小时黑暗（D）的条件下，将蟋蟀以0.005只/cm³的密度饲养于29.3 L聚乙烯网盖饲养箱中，并以湿润椰糠同时作为水分来源和产卵基质，已成功维持蟋蟀健康生长达两年之久。在受控实验中，按照本方法饲养的蟋蟀从投放（22天龄）至收获（65天龄）期间，存活率达89%，性成熟率达68.2%，收获时平均体重为0.724 g ± 0.190 g。

引言

如果以标志性的昆虫为例，那就是果蝇 黑腹果蝇， 利用昆虫作为实验室模式生物在遗传学、毒理学和生理学研究中具有显著优势¹昆虫体型较小，可减少培养所需空间以及饲料和耗材的用量。许多昆虫 快速繁殖，使其特别适用于创建特定遗传品系以及需要评估多个连续世代的研究。

许多研究集中于完全变态且具有蛹期的全变态昆虫，例如Drosophila。然而，也存在其他研究模型，包括Gryllus bimaculatus（De Geer） （即双斑蟋蟀）。G. bimaculatus属于半变态昆虫，在达到性成熟前会经历7至11个若虫龄期²。该蟋蟀表现出多种与性选择相关的行为，包括鸣叫、领域展示和护偶行为³。与全变态昆虫的幼虫不同，这种蟋蟀的未成熟个体与许多半变态昆虫的若虫类似，能够在蜕皮过程中再生丢失或受损的附肢⁴。此外，G. bimaculatus的全基因组序列已于2021年完成测序并发表⁵。这些特性使该蟋蟀成为基础研究中极具吸引力的研究对象。

双斑蟋蟀被广泛用于人类食品和动物饲料的养殖。这些养殖规模通....

方案

1. 准备产卵基质

注意：G. bimaculatus 的产卵基质首选椰糠。有关如何从压缩椰糠砖中分离椰糠的详细方法及呼吸安全注意事项，请参见补充材料步骤1.1。

1. 用肥皂和水洗手。
2. 将洁净的容器置于天平上归零，称取约一个拳头大小的干燥椰糠质量。
3. 将椰糠放入可密封的洁净容器中，容器需能容纳最多为原始体积6倍的膨胀空间。
4. 用干净的手轻轻将从大块中取出的椰糠团块掰散。
5. 使用50 mL量筒，量取适量的去离子水，使水与干椰糠的质量比为5:1。
6. 缓慢加入已量取的去离子水，均匀润湿所有椰糠颗粒。手动碾碎结块，确保润湿均匀。
7. 重新校准先前称量椰糠所用容器的皮重。
8. 称取75 g湿润的椰糠。
9. 使用干净的塑料勺将75 g湿润的椰糠转移至一个100 mm × 15 mm的培养皿中，确保椰糠均匀铺满皿底，无结块。
10. 用实验室胶带在培养皿侧面标记，注明卵的来源群体及卵采集日期。
11. 用量筒量取额外的45 mL去离子水。
12. 在培养皿中，将水均匀地加至压实的椰糠表面，以确保充分且均匀地润湿。确保椰糠完全饱和，直至水分积聚形成约 ¼ 容器侧壁的上方路径。
13. 将培养皿....

结果

2021年9月进行的一项饲喂试验中，收集了从孵化至65日龄家蟋蟀成功饲养的数据。根据本实验方案的步骤1.1.1–2.6.1从卵开始饲养蟋蟀，并按照上述步骤2.7，将六个重复饲养笼中各放入24只随机选取的22日龄（三龄若虫）蟋游戏副本。随后，蟋蟀在室温条件下饲养；但由于设施空调系统故障，室内平均温度为25 ± 1 °C、相对湿度20%，而非建议的27 °C。在孵化后22至65天期间，每周两次测量蟋蟀体重。本实验的结果如下所述，数据以均值±标准差表示。

数据如图所示 图1 和 图2 代表本方案中所述标准饲料的六个重复笼。蟋蟀来自一个平均质量为21 ± 9 mg的种群。实验结束时，所有合并的若虫和成虫蟋蟀的平均质量为0.724 g ± 0.190 g（图1）。随着 G. bimaculatus 具有性二型性，因此我们按性别报告成虫质量。收获时的性别比例为51%雌性。实验结束时，65日龄的30只.......

讨论

这种蟋蟀饲养方法的简便性可惠及多个研究领域，并为成功的蟋蟀养殖提供了一个通用模板，能够轻松适应各种实验需求。与此前关于G. bimaculatus的多项研究相比，本方法中成虫个体体型较小，成熟速度较慢¹⁴，我们认为这是由于实际条件限制导致饲养温度未达最佳所致。上述方法已在两年时间内持续使用并不断优化。在此期间，种群保持健康稳定，未出现商业蟋蟀养殖中偶见的问题，例如因病原体感染导致的大规模死亡（如家蟋蟀Acheta domesticus因浓核病毒引起体内液化等典型临床症状）或严重的同类相食现象¹⁵。在种群建立后未再引入外来个体，这很可能显著降低了疾病传播的风险。

防止过度拥挤对于确保蟋蟀健康至关重要。野生 G. bimaculatus 为独居性，雄性通过攻击性展示和打斗来保卫领地¹⁶成功的圈养管理需要将种群密度控制在适当范围内，以减少攻击性行为和整体应激反应

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
31-qt（29.3 L）带扣盖储物箱（含盖）	HOMZ	3430CLBL	用于饲养繁殖种群
3层12托盘植物补光灯架	Fischer Scientific	NC1938548
50加仑（189.27 L）带盖周转箱	Sterilite	#14796603	处理蟋蟀时用作二级防护容器
50 mL 聚丙烯量筒	Fischer Scientific	S95171
7.5-夸脱（7.1 L）带扣盖储物箱（含盖）	HOMZ	3410CLBL	用于饲养实验品系
Accuris 500 g × 0.01 g 天平	由 Benchmark Scientific 旗下子公司 Accuris 生产	W3300-500	通过威斯康星大学系统采购服务从 Dot Scientific 购买 "ShopUW+"
Ace Premier 1 英寸平头芯片刷	Ace Hardware	#1803261
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透明一次性塑料分装杯 5.5 盎司，带盖	沃尔玛	N/A
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