Dieses Videoprotokoll demonstriert eine Methode zur Untersuchung der Auswirkungen von Samenflüssigkeit in Gastropoden unter Verwendung der hermaphroditischen Süßwasserschnecke Lymnaea stagnalis.
Methodenartikel
Dieses Videoprotokoll demonstriert eine Methode zur Untersuchung der Auswirkungen von Samenflüssigkeit in Gastropoden unter Verwendung der hermaphroditischen Süßwasserschnecke Lymnaea stagnalis.
In intern Dünge Tiere, Samenflüssigkeit wird in der Regel auf die Spermien hinzugefügt, zusammen die Samen oder Ejakulat. Neben der nährenden und aktivierenden Spermien können die Komponenten in der Samenflüssigkeit beeinflussen auch weiblichen Physiologie der Befruchtung Erfolg des Samenspenders zu erweitern. Während viele Studien solche Effekte bei Arten mit getrennten Geschlechtern berichtet, haben nur wenige Studien dies gleichzeitig Zwitter Tiere gerichtet. Das Video-Protokoll stellt eine Methode, um Auswirkungen von Samenflüssigkeit in Schnecken zu studieren, mit einer gleichzeitig Zwittersüßwasserschnecke, die große Schlammschnecke Lymnaea stagnalis, als Modellorganismus. Während das Verfahren mit vollständiger Prostata Extrakte dargestellt, können die einzelnen Komponenten (dh Proteine, Peptide und andere Verbindungen) der Samenflüssigkeit auf die gleiche Weise getestet werden. Auswirkungen der Erhalt des Ejakulats Komponenten auf die Eiablage kann in Bezug auf die Häufigkeit der Eiablage quantifiziert undsubtiler Schätzungen der weiblichen Reproduktionsleistung wie Ei-Zahlen innerhalb der einzelnen Ei Massen. Die Ergebnisse zeigen, dass Samenflüssigkeit Proteine beeinflussen weibliche Reproduktionsleistung in diesem gleichzeitiger Zwitter, Hervorhebung ihrer Bedeutung für die sexuelle Selektion.
Nach der Übertragung werden in der Regel von Spermien von männlichen akzessorischen Drüsen produziert Samenflüssigkeit begleitet. Während einige Ejakulat Komponenten spielen eine Rolle bei der Ernährung und Aktivierung Spermien ein, andere beeinflussen weiblichen Physiologie, um die Befruchtung Erfolg der Samenspender 04.02 zu erhöhen. Solche Effekte werden vor allem für ausgewählte, über sexuelle Selektion, wenn eine Spezies ist sehr promiskuitiv und verfügt über effiziente Speicher Spermien und Samen Verdauung. Unter solchen Bedingungen konkurrieren Samenspender stark für die Befruchtung der Eier 5. Zwar gibt es reichlich Korrelations Beweis für die Bedeutung der Samenflüssigkeit Stoffe für männliche Befruchtungserfolg ist der direkte Nachweis seltener und nur wenige Studien haben in den Details der physiologische Veränderung und / oder Substanzen beteiligt 6 befasst.
Bei Arten mit getrennten Geschlechtern (dh Männer und Frauen; Gonochoristen, dh) gibt es ein paar gut untersuchten Modell Spezies, wenn es um Samenflüssigkeit Zusammensetzung und deren Auswirkungen geht. Beispiele hierfür sind die Fruchtfliege, Drosophila melanogaster 6, die Malaria-Mücke Anopheles gambiae 7, und die rote Mehlkäfer, Tribolium castaneum 8. Solche Samenflüssigkeit Studien sind viel seltener, wenn es um Arten, die gleichzeitig sind Zwitter (dh Individuen sind funktional männlich und weiblich zugleich), auch wenn diese Art der Fortpflanzung ist im gesamten Tierreich 9 gemeinsamen geht. Die bemerkenswerteste Zwitter Beispiel für die Übertragung eines Zubehördrüsensubstanz ist wahrscheinlich die Erschießung von sogenannten Liebes Darts in Landschnecken 2,10, wo der Stoff von der Samenspender über subkutane Injektion 11,12, also nicht übertragen zusammen mit der Spermatozoen. Aber es gibt viele gleichzeitiger Zwitter, die männliche Accessoire Drüse Produkte zusammen mit ihren Spermien zu übertragen,wie den hier verwendeten Modellarten, der große Teich Schnecke Lymnaea stagnalis. Zurück Forschung hat bereits gezeigt, dass der Erhalt der Samenflüssigkeit beeinflusst die weibliche Reproduktionsleistung dieser Art 13-15, und mehrere der beteiligten Samenflüssigkeit Proteine identifiziert wurden 16,17.
Das Gesamtziel dieses Protokoll, das eine Erweiterung der in Koene et al 16 beschriebenen Verfahren ist, ist die Wirkung von Samenflüssigkeit Proteine auf verschiedene Parameter der Eiablage in Schnecken testen. Dies wird durch Zergliederung der Prostata (dh der akzessorischen Drüse Herstellung der Samenflüssigkeit) von sexuell isoliert Donor Schnecken aus einem standardisierten Laborkultur erreicht. Zweitens wird das Spendersamenzellen aus den Samenbläschen gesammelt und verschiedenen Behandlungslösungen hergestellt werden. Anschließend werden die Test Schnecken betäubt und intravaginal mit einer Testlösung (zum Beispiel eingespritzt wird,Prostata-Extrakt allein, Prostata-Extrakt mit Sperma, Sperma allein, allein Trägermedium). Diese Test Schnecken werden dann für die folgenden Tage unter Standardbedingungen überwacht, um Wochen, um die Eiablage zu erfassen. Egg Massen werden gesammelt, digital zum Zählen und Messen verschiedener Parameter gescannt und dann in einzelnen Fläschchen setzen Brut. Nach etwa zwei Wochen werden die Jungtiere gezählt und digital gescannt. Alle Scans, beider Eiermassen und Jungtiere, werden dann mit Hilfe eines frei verfügbaren Bildanalyse-Software analysiert.
Aus diesem Protokoll der Laborstamm des großen Schlammschnecke, Lymnaea stagnalis, verwendet, der an der VU Universität in Amsterdam gezüchtet wird. Diese Art dient als Modellsystem für die Untersuchung von Fragen über die sexuelle Selektion und Vermehrung in Hermaphroditen. Relativ großen Größe des Tieres macht es experimentell sehr zugänglich. Darüber hinaus, weil sie als Modell in vielen Arten b verwendet wird,iologische Disziplinen wissen wir bereits viel über die Grundlagen der Biologie dieser Tiere. Dieses Verfahren wird helfen, Fragen zu Prozessen der sexuellen Selektion, die über Samenflüssigkeit Proteinen im allgemeinen vermittelt werden, zu studieren. Darüber hinaus, weil diese gleichzeitige Hermaphroditen, ist es möglich, anzusprechen, ob solche Proteine wirken in ähnlicher und / oder unterschiedlicher Weise, wie sie in der Art, wo die Geschlechter getrennt 16,17 tun.
1. Zuchtanlage
2. Dissection
3. Intravaginale Injection
4. Bioassay
5. Messen und Zählen Eier
Abbildung 1 zeigt den Anteil der Tiere, Eier zu legen, nachdem intravaginale Injektion von entweder der Kontrollsubstanz (Kochsalzlösung), Ovipostatin oder Ovipostatin begleitet mit Sperma. N = 15 für jede Behandlung; siehe Koene et al 16 für Details und Statistiken (Quelle: Bild 3 von Koene et al 2010, PLoS ONE.)..

Abbildung 1. Effekt der Ovipostatin auf Ei Massenproduktion von Lymnaea stagnalis. Die Grafik zeigt den Anteil der Tiere, Eier zu legen, nachdem intravaginale Injektion von entweder der Kontrollsubstanz (Kochsalzlösung), Ovipostatin oder Ovipostatin begleitet mit Sperma. N = 15 für jede Behandlung; siehe Koene et al. 2.010 Details und Statistiken. Nachdruck mit Genehmigung von Koene et al 2010 PLoS ONE 5:. E10117.
Das vorgestellte Protokoll zeigt, wie Samenflüssigkeit und wie dies in einem biologisch sinnvoll testen zu sammeln. Obwohl dieses Verfahren wird hier unter Verwendung des Prostata-Extrakt gezeigt, kann die Wirkung einer einzelnen Samenflüssigkeit gereinigte Protein auch nach dem gleichen Verfahren getestet werden. Offensichtlich in solchen Tests ist es immer wichtig, angemessene Kontrollen (Schein-Behandlungen) enthalten, um sicherzustellen, dass die Verfahren und / oder das Trägermedium nicht beeinflussen die Parameter in Fragen 14,16. Unter Verwendung dieses Verfahrens wurde bereits gezeigt, dass es einen einzigen Samenflüssigkeit Protein, nämlich Ovipostatin, die eine Verringerung der Eiablage 14,16 vermittelt. Dieses Protein, in der Prostata produziert und während der Paarung zusammen mit Spermien übertragen, stellt die erste vollständig charakterisierte Samenflüssigkeit Komponente in einem gleichzeitiger Zwitter und hat, so weit, keine Ähnlichkeit zu bekannten Proteinen zeigen.
Der Befund, dass OvipostaZinn reduziert Ei Massenproduktion in den Empfänger bestätigt frühere Arbeit angibt, dass Substanzen in der Samenflüssigkeit kann über 13-15 Ei beeinflussen. Durch die Übertragung von biologisch relevanten Mengen (siehe 3.2 16), kann man überzeugend nachweisen, dass es ein Samenflüssigkeit Protein und nicht die Anwesenheit von Spermien selbst, dass die beobachtete Reduktion der Eiablage (Abbildung 1) vermittelt ist. Da wiederholt Erhalt der Samenflüssigkeit durch natürliche Paarung erhöht die Investition pro Ei 15, wird es nun von großer Bedeutung, um andere Parameter der Eiablage zu quantifizieren. Die dargestellte Protokoll bietet nun die notwendigen Verfahren, dies zu tun. Obwohl kein Effekt von Ovipostatin auf Schlupferfolg der Eier durch den Empfänger 16 festgestellt, kann es andere Samenflüssigkeit Proteine, die im Konzert mit diesem Protein handeln. Daher Parameter, die in diesem Zusammenhang quantifiziert werden müssen - neben über Frequenz-und Eiernummern - gehören Eier Größe, hatcHing Zeit, Jungtier Entwicklung und Jungtier groß. Darüber hinaus ist es möglich, Auswirkungen auf andere Prozesse als die weiblichen Eierlegen, wie Spermien Speicherung und Nutzung, sowie die Zuweisung von Ressourcen auf die reproduktiven weiblichen und männlichen Funktion 14,17 aussehen. Offensichtlich ist die vorgestellte Methode instrumental bei der Bewältigung dieser Folgefragen, die beide in Lymnaea stagnalis und anderen Süßwasserschnecken.
In der Summe Experimente mit diesem Protokoll zeigen, dass die Samenflüssigkeit übertragen Proteine beeinflussen die weiblichen Fortpflanzungsleistung der Empfänger in diesen gleichzeitige Hermaphroditen. Da nur wenige Studien haben diese gerichtet ist, ist wahrscheinlich sehr viel häufiger bei intern Dünge Hermaphroditen als derzeit in der wissenschaftlichen Literatur reflektiert werden. Vor allem, wenn man bedenkt, dass vor der Paarungspartnerwahl und Spermienkonkurrenz haben gezeigt, dass eine wichtige Rolle in diesen Hermaphroditen 14, spielen die zentrats das Potenzial solcher männlichen Accessoire Drüsenproteine zu sexuell in diesem System gewählt werden. Schließlich hilft diese Forschung, um die Entwicklung von Vorstellung, dass Samenflüssigkeit Proteine sind von gleicher Bedeutung für die gleichzeitige Hermaphroditen, wie sie für die getrennte sexed-Arten sind zu unterstützen.
Die Autoren haben nichts zu offenbaren.
Wir danken Herrn Helmus für die Voice-over, CM Popelier, S. und C. Ypenburg Levesque für technische Unterstützung. Diese Forschung wird finanziell von der Niederländischen Organisation für wissenschaftliche Forschung (NWO), der Königlichen Niederländischen Akademie der Künste und Wissenschaften (KNAW) und der Japan Student Services Organization (JASSO) unterstützt. Diese Veröffentlichung wurde von einer Open-Access-Zuschuss von NWO zu JMK unterstützt.
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Fischfutterflocken | TetraPhyll | ||
| Stereomikroskop | |||
| Kleine chirurgische Schere | WPI | ||
| Grob- und Feinzange | WPI | ||
| 10 ml Spritze | |||
| Injektionsnadeln (0,3 mm x 13 mm) | |||
| 50 mM MgCl2 | |||
| 5,83 mmol/L CaCl2· 2H2O | |||
| 3,76 mmol/L MgCl2· 6H2O | |||
| 42,69 mmol/L NaCl | |||
| 37,53 mmol/L KCl | |||
| Zweikomponenten-Silikonspritzen | Sylgard | ||
| 1 mm Silikonschlauch | |||
| (Durchmesser 1 mm) | |||
| Abstumpfte Injektionsnadeln (0,3 mm x 13 mm) | |||
| Röhrchen | Eppendorff | ||
| 460 ml perforierte Behälter | |||
| Blattlocher aus Metall (19,6 cm2) | |||
| Spatel/Löffel | |||
| (Laptop) Computer | |||
| Flachbettscanner | |||
| Millimeterskala | |||
| Transferplatten | |||
| Glasfliesen | |||
| 20 ml Glasfläschchen |