2021年2月14日
本文概述了用于诱导墨西哥盲鱼Astyanax mexicanus最大程度产卵的基本实验室条件和实验方案,该物种是发育与进化研究领域的一个新兴模式生物。
因此,墨西哥盲鱼是一种小型鱼类,原产于墨西哥东北部和美国德克萨斯州南部。其重要特征在于它以两种形态存在。
一种是生活在地表的鱼类,具有较大的眼睛和色素沉着;另一种是洞穴生活的鱼类,已经失去了眼睛和色素。这两种形态仍然能够产卵,并且可以相互杂交,因此可用于正向遗传学分析,以研究遗传学与发育过程。此外,它们具有较大且透明的胚胎,可用于比较发育生物学的研究。
因此,长期以来,它们一直被用作研究发育进化的模型系统。在期望产卵前数天,我们开始改善鱼类的喂养条件。同时逐步提高水温,使其在预定产卵时间内经历大约两到三天的强烈产卵期,产生大量受精胚胎,这些胚胎能够良好发育,并顺利通过幼虫阶段直至成体。
上午10:00用少量Tetra鱼粮喂鱼后,检查将用于培养发育中胚胎的指形管的培养箱,并在必要时更换水。检查所有储水槽的水位,向水位偏低的储水槽中添加系统用水。
然后将培养箱温度设为23摄氏度。首次喂食至少30分钟后,向繁殖缸中的鱼投喂少量蛋黄薄片,或投喂足量的黑蠕虫团块,使每条鱼可摄食约5至10条蠕虫,也可两者同时投喂。第二次喂食至少一小时后,根据需要刷洗繁殖缸,并小心设置繁殖网,避免干扰鱼缸的供气系统。次日上午9:00至10:00之间,将繁殖网从成鱼系统缸底部取出。
使用连接到其上的软管将胚胎轻轻冲洗到手持网中。将网倒置入装有清洁系统水的指形管中,并将约100个胚胎转移至含有200毫升清洁系统水的指形管中,水中需添加0.00003%亚甲蓝。在体视显微镜下对胚胎进行分期,根据A-mexicanas发育时间表估算受精时间。
完成分期后,将指形管放入培养箱中孵育5至7天,并用活体丰年虾喂养培养物。对于每一个产卵的水族箱,记录产卵日期和水族箱编号,并记录所产胚胎的数量和质量。根据分期表记录平均产卵时间,并记录鱼类产卵时系统的温度。
全天使用巴斯德移液管监测胚胎培养皿中的情况,及时移除死亡或畸形的胚胎以及残渣(如未食用的食物或粪便),并根据需要更换蓝色的水。下午1:00,按照示范方法喂食繁殖缸中的鱼类,并将水温设定为24摄氏度。
然后清除水箱中多余的饲料和残渣,并在重新安置网具前刷洗水箱。在周三和周四重复进行胚胎收集与评估操作,方法同周二所示。喂食鱼类,并将水温调节至适当温度。
检查培养箱中的胚胎,并用新鲜的亚甲蓝处理过的系统水更换手指碗中的水。然后根据需要清洁繁殖箱并重新设置网具。周五在喂鱼后,将水温设置为23摄氏度,并检查培养箱中的胚胎。
在周六和周日喂食鱼类。本图显示了从2017年7月至2020年3月期间,Rio Choy和Texas Surface鱼类以及Los Sabinos、Tinaha和Pachon洞穴鱼的繁殖数据。数据按繁殖周进行分析,并统计了每繁殖周内每天平均收集的胚胎数量。
数据显示,里奥乔伊地表鱼、德克萨斯地表鱼和帕琼洞穴鱼全年持续繁殖。大多数里奥乔伊地表鱼的繁殖数量和质量处于低至高水平之间,而大多数德克萨斯地表鱼和帕琼洞穴鱼的繁殖数量和质量则处于低至中等水平之间。蒂纳哈洞穴鱼和洛斯萨比诺斯洞穴鱼的产卵并不持续,在夏末至秋季期间,这些鱼类的产卵量较低或几乎不产卵。
尽管洛斯萨比诺斯洞穴鱼的产卵量最低,但其胚胎质量最佳。总体而言,这种表面栖息的鱼类在产卵数量和质量上均优于洞穴鱼。利用该系统,我们能够每两个月繁殖数百甚至数千枚卵,这些卵以及随后的胚胎可用于多种不同用途。
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本文概述了用于诱导墨西哥盲鱼Astyanax mexicanus最大程度产卵的渐进式温度调控所需的基本实验室条件和实验方案,该物种是发育与进化研究领域中一种新兴的模式生物。
稳定地生产大量高质量的 Astyanax mexicanus 胚胎,可支持发育生物学和进化生物学中的可靠比较研究。通过逐步调节温度,可建立可重复的大规模胚胎制备流程,有助于在早期发现阶段降低机制风险并验证靶点。该能力支撑了转化研究流程,后者需要稳定且与疾病相关的模型系统,以进行假设检验和表型筛选。
逐步升温诱导产卵可融入从早期假设验证到临床前模型开发的连续发现过程。