2022年6月8日
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。
这些技术展示了饲养双斑蟋(Gryllus bimaculatus)的实用且经过验证的方法。双斑蟋是一种重要的微型养殖物种,被广泛用于动物饲料和人类食品,同时作为日益重要的替代模式生物。这些双斑蟋的实验室培养方法源自北美蟋蟀养殖行业的通用技术,是对实际蟋蟀养殖操作的实验室规模模拟。首先,将一个洁净的容器放在天平上归零,称取约拳头大小的干燥椰糠基质。
然后,将椰糠放入可密封的洁净容器中,容器需能容纳膨胀至原始体积六倍的空间。用洁净的手轻轻将从大块椰糠上取下的部分掰碎成小块。接着,使用250毫升量筒量取适量的去离子水,按照质量比5:1(5份水比1份干椰糠)加入去离子水,并缓慢、均匀地加入量取的去离子水,确保所有椰糠颗粒充分润湿。
随后,手动碾碎结块以确保均匀吸水,并将之前称量椰糠的容器重新归零。称取75克湿润的椰糠,使用干净的塑料勺将其转移至一个100毫米×15毫米的培养皿中,确保椰糠均匀铺满皿底且无结块。然后,使用实验室标签纸在培养皿侧面标记,注明卵采集事件的原生蚁群编号及采集日期。
用量筒量取额外的 45 毫升去离子水,均匀地加入到培养皿中压实的椰糠表面,以确保充分均匀地水合。培养皿填充完成后,将剩余湿润的椰糠密封于密闭容器中,并在 -20 °C 下保存。将水合后的产卵基质放入含有目标亲本品系蟋蟀的饲养笼中,尽量远离饲料,并记录日期和时间。
然后,在工作台面上放置一个小型可高压灭菌的垃圾桶。接着,在垃圾桶旁边的工作台上放置一个洁净的空塑料笼(29.3 升)。在垃圾桶的另一侧、与空笼相对的位置,放置另一个装有亲代蟋蟀种群和产卵基质的 29.3 升笼子。
24小时后,将产卵基质从亲代蟋蟀饲养笼中取出,并置于可高压灭菌的废弃物容器上方。检查产卵基质表面是否有蟋蟀踢到椰糠表面的粪便颗粒或饲料残渣。随后,使用洁净的刮勺或塑料勺将椰糠中的污染物移至废弃物容器中,并将塑料勺放入废物收集容器内。
然后,将清洁后的产卵基质放入干净的29.3升饲养笼中。随后,将饲养笼置于设定为27摄氏度、相对湿度60%、光照周期为12小时黑暗与12小时光照的培养箱中。将含有繁殖种群的饲养笼放回原始位置,并清理工作台面上的所有物品。
然后,将废弃物容器放入机构内专用于存放可能被蟋蟀卵污染物品的冷冻柜中。接着,用10%的次氯酸钠溶液对工作台面进行消毒,并静置60秒。最后用干净的纸巾将工作台面擦干。
打开冰箱后,将纸巾丢弃至废物容器中。选取两个未使用过的30.8厘米×30.8厘米的商用鸡蛋托盘平片,用 utility knife 或锋利剪刀将其切割成六条大小相等、宽度为10.1厘米的条状物。
然后用手刷去切边,以去除纸板上松散的碎屑。接着,将六块尺寸为10.1厘米×30.8厘米的纸板垂直放入笼子底部,使纸板的长轴方向与29.3升笼子的较窄水平轴方向一致。再将第七块纸板水平放置在六块竖直纸板的顶部。
选取三张大小约为25厘米×25厘米的粗糙棕色纸巾,每张对折。然后将其中两张覆盖在纸盒结构近端顶部,另一张覆盖在远端的纸盒堆叠处。在产卵后第11天,将产卵基质移至饲养笼的右前近端角落。
当观察到孵化时,向放置在纸盒顶部的纸巾喷水雾,直至纸巾湿润但不滴水。然后,用70%乙醇彻底擦拭直径100毫米的培养皿盖的两面,并使其自然晾干。接着,取50克饲料放入60瓦的单份搅拌机中,以10,000 rpm转速研磨1分钟。
称取一克饲料后,将其摇撒到笼内培养皿的皿盖上。使用干净的勺子或刮勺末端,将饲料尽可能均匀地铺展在培养皿底部。之后,每两天更换一次饲料。
将旧的培养基丢弃至可高压灭菌的废弃物容器中。观察培养基上是否有霉菌生长。如果培养基开始呈现白色或绿色,应立即丢弃培养皿和培养基。
在产卵后第14天,使用2.54厘米的画笔将附着在原产卵椰糠基质上的蟋蟀刷下,将培养皿表面及侧壁上的所有蟋蟀刷入饲养笼中。接着,将移除的产卵基质放入可高压灭菌的废弃物容器中,并暂存于冰箱内,待后续高压灭菌处理。然后,更换新的椰糠培养皿作为孵化基质以提供水分。
使用去离子水洗瓶加水,直至椰糠表面有光泽但未出现积水。实验所用蟋蟀来自一个平均质量为21毫克的种群。实验结束时,所有幼体和成体蟋蟀合并后的平均质量为0.724克。
在实验结束时,即65日龄时,共有30只成年雄性个体,平均质量为0.721克,而58只成年雌性个体的平均质量为0.841克。从放养至收获期间的存活率为89%,通过每周对所有笼内每只蟋蟀进行总数统计来测定。在第65天时,约68%的蟋蟀已发育至成虫龄期。
在浇水或喷雾时,避免饲养箱底部形成水滴。在躲避处上方放置纸巾可形成湿度梯度,并吸收喷雾产生的水滴。本实验方案可作为生命科学领域研究人员将双斑蟋(Gryllus bimaculatus)作为模式生物进行饲养的通用模板。
迄今为止,关于双斑蟋(Gryllus bimaculatus)或其他任何渐变态模式生物的正式繁育方案发表甚少。对昆虫农业中所用昆虫的繁育方法进行规范化和标准化,将有助于不同研究团队之间实验结果的相互比较。
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本文介绍了 Gryllus bimaculatus(双斑蟋蟀)的标准化长期饲养方法,该物种是一种重要的模式生物和食物来源。所述方法基于北美蟋蟀养殖行业的常见实践。
标准化饲养双斑蟋(Gryllus bimaculatus)为昆虫生理学、营养学和行为学的机制研究提供了可靠的无脊椎动物模型,有助于替代蛋白和农业生物技术领域中的靶点验证。该方案通过控制影响生长、发育和存活率的环境与饮食变量,实现可重复的表型筛选和检测方法开发。这使得该模型适用于早期发现工作流程,其中对生物学反应的预测可靠性对于决策至关重要。
该方法通过在昆虫营养学与生理学中实现假设验证、支持饲料优化的先导物鉴定,并通过标准化的生长与成熟指标为临床前研究的连续性提供依据,从而契合从发现到临床前研究的连续过程。