הפרוטוקול הנוכחי מתאר את שיטת הגידול של חרקים מזיקים טורטריים במעבדות. ההליכים להבחנה בין מין החרקים ולמיצוי חומצות גרעין לריצוף בתפוקה גבוהה נקבעים באמצעות שני מזיקים מומנטיים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הפרוטוקול הנוכחי מתאר את שיטת הגידול של חרקים מזיקים טורטריים במעבדות. ההליכים להבחנה בין מין החרקים ולמיצוי חומצות גרעין לריצוף בתפוקה גבוהה נקבעים באמצעות שני מזיקים מומנטיים.
Tortricidae (Lepidoptera), הידוע בכינויו טורטריקס או עש עלים, כולל מזיקים חקלאיים וייעוריים רבים, הגורמים להפסדים חקלאיים חמורים. כדי להבין את הביולוגיה של עשים מזיקים כאלה, טכניקות בסיסיות היו מבוקשות מאוד. כאן, שיטות לגידול מסה, תצפיות ומחקרים מולקולריים מפותחות באמצעות שני טורטריקס תה, Homona magnanima ו - Adoxophyes honmai (לפידופטרה: Tortricidae). חרקים גודלו באופן המוני עם תזונה מלאכותית פרוסה ונשמרו על ידי רבייה במשך יותר מ-100 דורות על ידי התחשבות בתכונות הביולוגיות שלהם. לחרקים יש דימורפיזמים מיניים שונים; לפיכך קשה להבחין בין המין בשלבי ההתפתחות, שמנעו בדיקות עוקבות. העבודה הנוכחית הדגישה כי ניתן לקבוע את המין של זחלי הטורטרידים על ידי התבוננות באשכים או בכתמי אורצין לקטיים-אצטיים כדי לדמיין את כרומוזום W הספציפי לנקבה. יתר על כן, באמצעות שיטות קביעת המין, המחקר הנוכחי איפשר מיצוי חומצות גרעין ממין קבע עוברים ויישום לקראת ריצוף בתפוקה גבוהה. טיפים אלה ישימים עבור חרקים מזיקים אחרים ויאפשרו מחקרים מורפולוגיים וגנטיים נוספים.
חרקי לפידופטרן מייצגים יותר מ-10% מכלל המינים החיים המתוארים1, ומיני טקסה מסוימים גורמים נזק חמור לצמחים ולאובדן חקלאי חמור 2,3. למרות שמחקרים מולקולריים וגנטיים פותחו באמצעות חרקי מודל כגון תולעת המשי בומביקס מורי 4,5, חרקים מזיקים נותרים ללא התערבות, בין היתר בגלל קשיי הגידול והטיפולב-6,7. לכן, מחקרים בסיסיים וטכניקות נחוצים כדי להבין את הביולוגיה של חרקים מזיקים כאלה שאינם מודל.
ה-Tortricidae (Lepidoptera), הידוע בכינויו טורטריקס או עש עלים, כולל מזיקים חקלאיים וייעוריים רבים8. מבין טקסי החרקים, טורטריקס התה האוריינטלי Homona magnanima Diakonoff ופירות הקיץ Tortrix Adoxophyes honmai Yasuda הם מזיקים פוליפגוטיים רציניים הידועים כמזיקים לעצי תה במזרח אסיה7. שני המינים מטילים אשכולות ביצים שטוחים וסגלגלים דמויי קשקשים (או מסות ביצים) המורכבים מביצים דקות, רכות ושבריריות המכוסות בהפרשות אימהיות. אף על פי ששלבי העוברים הם חיוניים להתפתחות החרקים ולקביעת המין9, מבנים של הביציות מונעים ניתוח נוסף מהבנת הביולוגיה של החרקים. חשוב להתגבר על הקשיים למחקר נוסף על מזיקים המזיקים המסתבכים עם מסת ביצה מורכבת כזו.
כאן, כדי להבין את הביולוגיה של טורטרידים, פותחו שיטות לגידול מסה, תצפיות ומחקרים מולקולריים באמצעות A. honmai ו - H. magnanima. ראשית, שיטות גידול המוני שומרות על שני הטורטרידים במשך 100 דורות על ידי גזע. הפרדת הביציות ממסת הביצית דמוית הקשקשים המשורשרים אפשרה תצפית עוברית על הטורטרידים באמצעות ממיסים אלקליין ואורגניים שפותחו בעבר מטכניקות ששימשו בזבובים10. בנוסף, המחקר הנוכחי ביסס אפליה מינית של עוברים קטנים על ידי פיתוח שיטות צביעה של כרומטין המין של נקבות lepidopteran באמצעות orcein לקטי-אצטי11. על ידי שילוב שיטות אלה, חומצות גרעין באיכות גבוהה ובכמות הופקו מעוברים שנקבעו על ידי מין, שאחרת היה קשה לקבוע6. הרנ"א שחולץ שימש לריצוף הדור הבא. באופן קולקטיבי, השיטות המוצגות כאן חלות על חרקים לפידופטרנים אחרים ועל טקסות חרקים אחרות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. איסוף חרקים וגידול המוני
2. הפרדת ביצים וזחלי pharate ממסות ביצים לקיבוע, חלחול וכתמים
3. מיצויי דנ"א ורנ"א ממין קבעו זחלי פאראט
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הקמת קווים מארחים ותחזוקתם
הכדאיות של זחלים שנאספו בשדה מיוחסת באופן שונה למיקום השדה, לעונות השנה ולתנאי הגידול (למשל, 90% מהכדאיות בטייוואן, טאויואן, כפי שמוצג ב-Arai et al.12). כ-30%-50% מהזוגות ייצרו את הדור הבא כרגיל. עבור H. magnanima ו - A. honmai, מטרילינים נשמרו על ידי רבייה במשך למעלה מ-100 דורות.
תצפיות מורפולוגיות וקביעות מין
הטיפול באשלגן הידרוקסיד (3 או 5 M KOH) או בנתרן היפוכלוריט (1.2% Cl2
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
טורטרייד כולל מספר מזיקים חקלאיים וייעוריים; המחקר הנוכחי הציג שיטות לגידול טורטריקס במשך דורות, התבוננות באמבריוגנזה ובמין של החרקים, וביצוע אנליזה מולקולרית באמצעות עוברים בוגרים.
אחד המכשולים בחקר חרקי ההדברה הוא קביעת שיטות גידול. במיוחד, הרבייה לפעמים להשפיע על הכושר של המין באופן שלילי. ירידת הכושר על ידי הגזע, הנקרא דיכאון רבייה, נצפתה באופן נרחב בצמחים ובבעלי חיים שונים, כולל חרקים 15,16,17,18.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
המחברים מבקשים להודות על תמיכת האגודה היפנית לקידום המדע (JSPS) במלגות מחקר למדענים צעירים [מענק מספר 19J13123 ו- 21J00895].
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1/2 גרם | FP CHUPA | CP070009 | גידול חרקים; https://www.askul.co.jp/p/6010417/ |
| 1/2 אונקיות מכסה | FP CHUPA | CP070011 | גידול חרקים; https://www.askul.co.jp/p/6010434/?int_id=recom_DtTogether |
| 99.7% חומצה אצטית | FUJIFILM Wako Chemicals Co., אוסקה, יפן | קיבוע 36289 | ; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01ALF036289.html |
| Agilent 2100 Bioanalyzer | Agilent Technologies | לא הוצגה | כימות חומצות גרעין; https://www.agilent.com/en/product/automated-electrophoresis/bioanalyzer-systems/bioanalyzer-instrument |
| Agilent RNA6000 nano kit | Agilent Technologies | 5067-1511 | כימות חומצות גרעין; https://www.agilent.com/cs/library/usermanuals/Public/G2938-90034_RNA6000Nano_KG |
| תמיסת בנזלקוניום כלוריד | Nihon Pharmaceutical Co., Ltd | מס' 4987123116046 | עיקור; https://www.nihon-pharm.co.jp/consumer/products/disinfection.html |
| כותנה | AOUME | 8-1611-02 | גידול חרקים; |
| https://item.rakuten.co.jp/athlete-med/10006937/?scid=af_pc_etc&sc2id=af_113_0_1 תמיסת DAPI | Dojindo, טוקיו, יפן | 340-07971 | מכתמים; https://www.dojindo.co.jp/products/D523/ |
| דיסודיום הידרוגנפוספט | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | Na2HPO4; |
| ערכת כימות https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0119-0286.html dsDNA HS | Invitrogen | Q33231 | כימות חומצות גרעין; https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/Q33230?SID=srch-srp-Q33230 |
| עמודת Econospin RNA II | Epoch Life Science Inc. | מיצוי RNA | EP-11201 |
| אתנול | FUJIFILM Wako Chemicals Co., אוסקה, יפן | קיבוע 4.98748E+12 | ; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0105-0045.html |
| אתילנדיאמין-N,N,N',N'-חומצה טטראצטית מלח טטרה-הידרט (4NA) | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | מאגר ליזה תאים (EDTA); |
| https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01T02N003.html נייר זכוכית | HEIKO | 2100010 | גידול חרקים; https://www.monotaro.com/p/8927/0964/?utm_id=g_pla& utm_medium=cpc& utm_source= בלוק |
| חום Adw WSC-2620 PowerBLOCK | ATTO, טוקיו, יפן | 4002620 | דגירה; https://www.attoeng.site/ |
| הפטן | FUJIFILM Wako Chemicals Co., אוסקה, יפן | 4.98748E+12 | קיבוע; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0108-0015.html |
| INSECTA | LF Nosan Co., Ltd | לא מוצג | דיאטה מלאכותית; https://www.nosan.co.jp/business/fodder/ist.htm |
| מיצוי RNA | של ISOGENII | Nippon Gene | 311-07361 |
| https://www.nippongene.com/siyaku/product/extraction/isogen2/isogen2.html איזופרופנול | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | מיצוי חומצות גרעין; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0232-0004.html |
| חומצה לקטית | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | מכתמים; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0112-0005.html |
| מתנול | FUJIFILM Wako Chemicals Co., אוסקה, יפן | 4.98748E+12 | קיבוע; מערבולת |
| https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0113-0182.html MSV-3500 | Biosan | BS-010210-TAK | מערבל Voltex; https://biosan.lv/products/-msv-3500-multi-speed-vortex/ |
| ננו פוטומטר NP 80 | Implen | לא הוצג | כימות חומצות גרעין; https://www.implen.de/product-page/implen-nanophotometer-np80-microvolume-cuvette-spectrophotometer/tech-specs/ |
| באריזה טבעית רחבה | Inomata chemical | 1859 | ; https://www.monotaro.com/g/03035766/?t.q=%E3%83%8A%E3%83%81%E3%83%A5%E3% 83%A9%E3%83%AB%E3%83%91% E3%83%83%E3%82%AF%E3%83% AF%E3% 82%A4%E3%83%89 |
| ערכת הכנה לספריית RNA של NEBNext Ultra II להכנת ספריית Illumina | New England BioLabs | E7770S | ; |
| https://www.nebj.jp/products/detail/2039 | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | מכתמים; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0115-0094.html |
| Paraformaldehyde | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | קיבוע 160-16061 | ; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0116-1606.html |
| פוליאוקסיאתילן (20) סורביטן מונולאורט | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | Tween-20; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0116-2121.html |
| אור שחור UV נייד (אורך גל 4W, 365 ננומטר) | Southwalker Co., Ltd., Kanagawa, יפן | לא מוצג | אוסף חרקים; http://www.southwalker.com/shopping/?pid=1364614057-467328 |
| אשלגן כלורי | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | KCl; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0116-0354.html |
| אשלגן דימימן פוספט | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | KH2PO4; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0116-0424.html |
| ProLong Diamond Antifade Mountant | Invitrogen, MA, ארה"ב | P36965 | antifade; https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/P36965 |
| Proteinase K Solution | Merck | 71049-4CN | מיצוי DNA; https://www.merckmillipore.com/JP/ja/product/Proteinase-K-Solution-600-mAU-ml,EMD_BIO-71049 |
| תמיסת משקעי חלבון | Qiagen | 158912 | מיצוי DNA; https://www.qiagen.com/us/products/discovery-and-translational-research/lab-essentials/buffers-reagents/puregene-accessories/?cmpid=PC_DA_NON_ BIOCOMPARE_ProductListing_ 0121_RD_MarketPlace_ProductC |
| Qubit V4 | Invitrogen | Q33238 | כימות חומצות גרעין; https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/Q33238 |
| ריפמפיצין | FUJIFILM Wako Chemicals Co., אוסקה, יפן | 4.98748E+12 | עיקור |
| ערכת כימות https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0118-0100.html RNA HS | כימות חומצות גרעין | Invitrogen | Q32855 |
| תמיסת RNase | Nippon Gene | 313-01461 | מיצוי RNA; https://www.nippongene.com/siyaku/product/modifying-enzymes/rnase-a/rnase-s.html |
| Silk Mate 2S | Nosan Co., Ltd | לא הוצגה | תזונה מלאכותית; https://www.nosan.co.jp/business/fodder/ist.htm |
| נתרן כלורי | FUJIFILM Wako כימיקלים ושות' | 4.98748E+12 | NaCl; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0119-0166.html |
| נתרן דודציל סולפט | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | מאגר ליזה של תאים (SDS); https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0119-1398.html |
| תמיסה מימית של נתרן היפוכלוריט | FUJIFILM Wako Chemicals Co., אוסקה, יפן | 4.98748E+12 | הפרדת ביצים; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0119-0220.html |
| טטרציקלין הידרוכלוריד | FUJIFILM Wako Chemicals Co., אוסקה, יפן | 4.98748E+12 | עיקור; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0120-1656.html |
| Tris-HCl | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | מאגר ליזה של תאים; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0120-1536.html |
| מים מזוקקים טהורים במיוחד | מיצוי | 10977023 RNA של Invitrogen |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.