התרבות ספחת-מעבדת המחקר הימי Tjärnö (שוודיה) פועל למעלה מ-20 שנה, שימש במשך מחקרים בתחומים רבים של מחקר שונים. מעל 30 מאמרים מדעיים פורסמו אשר נעזרו מערכת culturing במהלך השנים האחרונות, כולל מחקרים antifouling13,22, הידרודינמיקה23, אקולוגיה כימית24, האקלים שינוי16 , ביולוגיה אבולוציונית5וביולוגיה מולקולרית2.
כדי למנוע את הבחירה של אנשים מסוימים, כי הם יותר מתאימים לסביבת מעבדה (יחידים כי לא יכול להיות נציג של האוכלוסייה פראי), מומלץ לאסוף broodstock חדש מן השדה בכל שנה. בנוסף, זה גם תרגול טוב כדי להצעיר את התרבות מדי שנה, מאז יש בערך 50-80 אחוז התמותה בקרב מבוגרים במהלך שנה רגילה. עם זאת, אם המטרה היא לייצר קווים המפגרים או להגדיר לימודי האבולוציה ניסיוני, המשפחות גדלו-מעבדה בלבד הם כדי לשמש.
זמן טוב לאסוף improvisus דרב על לוחות במעבדת המחקר הימי Tjärnö הוא יוני – אוגוסט כי באותו הזמן, יש לאספקה טובה של הזחלים cyprid בים. בדיקת הלוחות פעם בשבוע כדי לראות מתי מתחיל ההתנחלות ספחת להסיר באופן ידני את השני התיישבו מינים מאשר improvisus דרב (למשל, מולים, tunicates, bryozoans, hydroids, nemerteans/tubeworms ו מינים אחרים ספחת) לוחות (למשל, עם מברשת שיניים). סביב Tjärnö, יש שלושה מינים במים רדודים ספחת הנוכחי (נולד ב- improvisus, Semibalanus balanoidesו Balanus crenatus). אולם, improvisus דרב הוא הדומיננטי הדחוס של חלק משטחים קשים במהלך יולי-אוגוסט. ס balanoides יש תקופת ההתנחלות שלו במהלך האביב המוקדם, מעדיף בעיקר טבעיים מצעים (למשל, אבנים). Crenatus דרב יכול להתרחש בכל המספרים הנמוכים על הלוחות במהלך הקיץ.
זה גם אפשר להתחיל הדורות ספחת למבוגרים cyprids בתרבית, אשר יהיה חיוני אם הוקמו מסוימים linages עם תכונות מיוחדות, או לימודי האבולוציה ניסיוני. הדרך הנוחה ביותר להתחיל דורות חדשים של מבוגרים הוא להתיישב cyprids על לוחות תרמופלסטיים במעבדה. לוחות אלה עם cyprids החדש שיוחסו יכול לשמש גם ניסיוני טיפולים או חשיפה בשטח. במקרים חירום, ניתן גם להשתמש מבוגרים על סלעים מאתר הסמוך (למשל, Idefjorden במקרה של המעבדה לחקר Tjärnö ימיים) איפה improvisus דרב נפוץ. מבוגרים שכבר פועלת אלה מטופלים באותו אופן כמו המבוגרים על הלוחות, ובכך להציב מגשים, מוזן דרך הזרימה דרך המערכת. תאים זרימה יכולה לשמש גם כדי ליצור לוחות עם ספחות25. אלה הם תאי זרימה דרך עם פלנקטון נטו על הצדדים בו cyprids אל תתפשר, עם פאנלים כמו פני השטח הישוב היחיד עבור הזחלים.
ישנם מספר שלבים הם קריטיים עבור הגדרת תרבות ספחת ארוכת טווח תפקוד כולל בכל שלבי החיים. בין השיטות התרבות דרב improvisus הם כנראה, במידה רבה, חלים גם על אחרים חסרי חוליות ימיים עם הזחלים planktotrophic free-swimming. נהלים culturing עבור מינים מסוימים הם כבר היטב תיאר (למשל, מולים כחולים, מינים שונים של צדפות)26, בעוד שלגבי שאר החוליות, ישנן רק כמה דוגמאות של תרבויות ארוכת טווח הנמשכים כל חייהם מחזור. אחד מהניסיונות המוצלחת הראשונה ספחות תרבות (נולד ב אמפיטריטה) בוצע על ידי. Rittschof et al. 15. משאבים אישיים ופיננסיים לטווח ארוך צריכה להיות במקום לפני בהתחשב הגדרה ספחת culturing מתקן. שמירה על סוג זה של השנה-סביב ספחת תרבות דורש אחד לפחות אדם לעבוד בחצי משרה. ייתכנו כמה פוטנציאל עתידי אוטומציה של כמה צעדים קו הייצור, בעיקר culturing microalgae27. בנוסף, כדי להצליח, זה חיוני כדי ש- access כדי כמויות גדולות של מי ים באיכות גבוהה. Culturing microalgae, Artemia, ו ספחות אינו כרוך כל נהלי בטיחות מסוים. עם זאת, בדיקות של כמה חומרים antifouling או כימיקלים רעילים, ייתכן שיהיה עליך באמצעי זהירות מיוחדים.
הלוחות נבדק מספר פעמים בשבוע עבור מציג. מי ים המשמשים את התרבות היה נרגש מן לעומק 40 מ' ב הפיורד Koster מחוץ למעבדה המחקר הימי Tjärnö, היה עבר שני מסננים חול לפני כניסתו למערכת המים במעבדה. אם אין סינון המים נעשה, יהיו הרבה יותר זיהום בתרבות. זה חיוני לנקות באופן קבוע הלוחות בתרבות דטריטי, פרוקי רגליים אחרים (למשל, בניית stolon hydroids ו- nemerteans טורפים) מזין את המערכת דרך אספקת מי ים מן השדה. לדוגמה, אם אין הזחלים מיוצרים למרות העובדה כי התרבות כבר מוזן היטב, אחרת נראה במצב טוב, ייתכן שהבעיה הנוכחות של nemerteans שמופיעים כדי לעכב את ההזדווגות. באופן טבעי, הרבה אורגניזמים מזהמים בתרבות במעבדת המחקר הימי Tjärnö היו ספציפיות עבור החוף המערבי שבדי ולאחר סוגים אחרים של מזהם אורגניזמים להיות שכיחה יותר אתגר באזורים גיאוגרפיים אחרים. בחוף המערבי של שבדיה, זה נדיר למצוא זיהום על ידי מינים אחרים ספחת על הלוחות. לעיתים, הקמת balanoides ס נמצאה, אך זוהי בעיה שולית מאוד (לכל היותר, אחד ס' balanoides מזהם עבור דגימות improvisus נולד ב- 10,000). העדר מזהמות מינים הייתה תלויה ככל הנראה המשטר להקים תרבויות חדשות במהלך הקיץ, כאשר larvaefrom improvisus נולד ב- היו מאוד דומיננטי. בנוסף, היה גם העשרה ברורה של improvisus דרב על הלוחות מאז שהמין הזה הוא סלקטיבי עבור משטחים חלקים13.
זה חיוני כדי להסיר ספחות מת למבוגרים. אם התרמילים הריקים השאיר על הלוחות, הם יכולים להפוך מקלט הן הדברים Artemia כמו גם עבור מינים מזהמים שונים. בנוסף, כבר הבחין כי אנשים מתים להשפיע לרווחתם של השכנה יחידים, כנראה עם שחרורו של תרכובות רעילים במהלך הפירוק. תוצאה נוספת של התמותה למבוגרים הוא כי אנשים מסוימים יישארו לבד, רחוק מדי ממבוגרים אחרים כדי לאפשר הזדווגות (למרות ספחות יש את הפין הארוך ביותר בעולם החי ביחס לגודלו)28. אנשים אלה ישרדו, אבל הם לא פרודוקטיביים עבור הזחלים. עם זאת, אלה אנשים מבוגרים בודד ניתן להסיר בעדינות מבלי לפגוע במשטח הבסיס, להיות ממוקמים בצורה אופקית קרוב אחרים כדי לאפשר הזדווגות. ספחות גם יכול להיות הזדווגו על ידי הנחת לוחות עם מבוגר אחד על אחד, אבל מספיק קרוב כך הפרייה יכול להתרחש. בדרך זו, קווים גנטיים יכול להיות מיוצר14.
זה חיוני כדי לייצר שידור באיכות גבוהה, להאכיל תרבויות כמעט כל יום. אפילו כמה ימים ללא מזון עלולה לגרום לשחרור יורדת של הזחלים. בדיקות קודמות של דיאטה קומפוזיציה הראו כי diatoms הם חיוניים עבור הצמיחה ואת ההישרדות של הדברים ספחת. מספר מינים צורניות נראה הולם כמו הזנה, למרות תאים קטנים או יחידי (פחות מ- 10 מיקרומטר בקוטר) יהיה צורך הבליעה של הדברים. המין marinoi ס, ג סימפלקסו pseudonana ט כל הוכיחו להיות הזנה הולמת עבור הדברים improvisus דרב , כמו גם קל לטפח. בנוסף, איכות המזון היא בדרך כלל גבוה יותר עבור שמתקדמות אצות. גם דווח כי diatoms הם חיוניים עבור הקמת תרבויות פרודוקטיבי אמפיטריטה ב15. תיאוריה על החשיבות של diatoms הוא שהם יש פרופיל חומצת שומן ייחודית, הם עשירים במיוחד חומצות שומן רב בלתי רווי מאוד 20:529. הוכח כי מסוימים חומצות שומן חשובים להתפתחות מוצלחת של הצדפה הזחלים30.
במהלך השנים, היו אין מקרים של מחלות מזיקה בתרבות ספחת. Aquacultures הגעה מסחריים רבים, כמו צדפות ומולים, מחלות נפוצות למדי, שעשויות להזיק מאוד. השפעות מזיקות של וירוסים דווחו גם של אוכלוסיות בר. הצדפה יליד צרפת הוחלף הצדפה פורטוגזית Crassostrea angulata בשנת 1925, אך מין זה נמחתה iridovirus סביב 197031. לאחרונה, היו אירועי תמותה מסיבית בתוך הצדפה פסיפיק Crassostrea גיגס בתרבויות ברחבי העולם, אשר מופיע לשייך ההרפס 1 ostreid32. אין דיווחים על פתוגנים, חיידקים או וירוסים על ספחות פורסמו עד כה. עם זאת, בפרוייקט מתמשך הגנום-על improvisus דרב, וירוס רצפים נמצאו (Alm Rosenblad. et al., נתונים שלא פורסמו) אבל עם אין קשר לכאורה סימפטומים של מחלות. תערובות של אנטיביוטיקה בעבר הוחלו על התרבויות כדי למזער את הסיכון לזיהומים חיידקיים; עם זאת, ההליך שנמצאת כרגע נטושה, עד כה, זה לא יצרה בעיות זיהום.
אם מי ים מחומם (כמתואר לעיל), התחממות יתר ייתכן הסכנה החמורה ביותר בתוך פס הייצור תרבות. קשה, כמובן, כאמצעי הגנה נגד התחממות יתר, למרות חיישנים ומערכות התראה מתאימה עשוי להיות בשימוש (לדוגמה, לשלוח דואר אלקטרוני והודעות טקסט אנשים אחראים). מקרים מסוג זה בעבר גרמו ההרג משמעותי של מבוגרים בתרבות. זה ניתן, כמובן, להיות הרסנית, להרוס בהשקעות לטווח ארוך של זמן וכסף. בפרט, זה יהיה אסון אם נקבעו קווים גנטיים המפגרים. כדי להבטיח את תוחלת החיים של קווים אלה ולאבטח אותם מפני אובדן מקרי, רצוי לפתח מתודולוגיה הקפאה קריוגנית ספחות. בעבר דווח כי הזחלים הצדפה השקט יכול להיות קפוא למטה, קמה לתחייה עם הצלחה חלקית33. Cryobanking היה גם כלי חשוב כדי לשמר משאבים גנטי של מגוון רחב של מינים34. הדברים אפילו מב' אמפיטריטה מדווחים לשרוד מקפיא35, נמצא כי 20% של האנשים למטה קפואה בהצלחה כשהתבוננה לתוך cyprids36. עם זאת, החלת הקפאה להישרדותם לטווח ארוך של תרבויות כה לא אומץ, אבל זה אכן יהיה נחוץ לשם קיום השורות שנבחרו; זה יהיה צעד חיוני לביסוס improvisus דרב בחוזקה לתוך modelsystem ימיים חזק.
. הנה, פרוטוקול הוצג רוברט של רקמות שונות מן הבוגרים של improvisus דרב (קריcirri, סומה, האח). עם זאת, יש להדגיש כי גם ניתן לחילוץ לרקמות אחרות. למשל, הרקמות הרכות בין המעטפת חיצוניים ופנימיים של המינים עלי הלוואי קרומיים בסיס Tetraclita חבוש יפני formosana יש כבר בקפידה מבודד ולא להשתמש בו עבור החילוץ-RNA וגם RNA-seq ניתוח של ביטוי גנים37. פרוטוקול מיצוי מיטבי מחולקת לרמות המתוארים כאן מספק כמויות מספיקות של RNA באיכות גבוהה עבור רצף של כמות מזערית של הפעלת חומר. ראשית, האוסף של הזחלים בודדים ישירות לתוך הצינורות המגון ממזער אובדן במהלך ההעברה של שפופרת אחת לאחרת. יתר על כן, בין השיטות השונות שנבדקו, את המגון עם חרוזי קרמיקה התבררה תשואות היעילה ביותר מבחינת RNA ויושר, בהשוואה המגון sonication או במכתש ועלי. בעת תכנון גנים או גנומיקה ניסויים, יש לזכור את האתגר של וריאציה גנטית גבוהה ספחות, לפחות עבור improvisus דרב. זיפרגליים יש מגוון גנטי בטווח של 3-5%, אפילו בקידוד אזורי (Alm Rosenblad. et al., נתונים שלא פורסמו). זה, כמובן, מעמיד והדרישות הספציפיות על העיצוב של צבעי בסיס לניתוח qPCR, שם יותר והתפאורה אזורים צריך להיות מזוהה ומשמש תבניות עבור תחל כדי לקבל ביטוי עקבי תוצאות betweenbatches. אזורים שנשמרת עבור היעד גנים, כמו aquaporins ו- Na + / K + ATPases, יכול להיות מזוהה על ידי לימוד ההשתנות רצף של גנים אלה ב- RNA-seq והנתונים שהתקבלו אוכלוסיות של cyprids המכילה מאות אנשים. עבור ניתוח הגנום, DNA ניתן לטעום. עם זאת, השגת DNA באיכות גבוהה מ- improvisus דרב עשויה להיות מאתגרת21.
לסיכום, התרבות ספחת מבוססים הוכיחה להיות אינסטרומנטלי סוגים שונים של מחקרים ניסיוניים. בפרט, ההפקה השנה-סביב כל זחל מאפשרת לנו לערוך ניסויים בלי להיות מוגבל לתקופה ההשרצה המתרחשים באופן טבעי (עבור improvisus דרב, מדובר במהלך הקיץ). הזחלים שהושג יכול לשמש כדי לבצע מערכת רחבה של מחקרים ניסיוניים, כולל מבחני ההתנחלות, מבחני התנהגות, ביטוי מחקרים על גנים ספציפיים, כמו גם מחקרים transcriptome הגנום כולו.