Name: 昆虫農業と無脊椎動物の生理学のための汎用性の高いオルソプテランモデルである Gryllus bimaculatusの実験室培養の維持 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-06-08T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 30 s
Description: 学ぶGryllus bimaculatusの実験室飼育法。昆虫農業と無脊椎動物生理学のための汎用性の高いオルソプテランモデルとして、標準化された飼育技術と環境管理方法を解説します。

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このプロジェクトの資金提供は、ウィスコンシン大学マディソン校の内部助成金によって可能になりました。Bachhuber Consulting Inc.のKevin Bachhuberが商業クリケットの飼育のための未発表のガイドにアクセスしてくれたこと、そしてマイケル・バートレット・スミスがこれらの方法の改良とトラブルシューティングを支援してくれたことに心から感謝します。

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著者は宣言する利益相反を持っていません。

クリケットの飼育に対するこのアプローチのシンプルさは、幅広い研究分野に利益をもたらし、さまざまな実験ニーズに容易に適応できるクリケットの飼育を成功させるための一般的なテンプレートを表しています。 G. bimaculatus の他のいくつかの研究と比較して、個々の体の成人サイズは小さく、成熟は遅く14、これは状況によって私たちに課せられた最適でない飼育温度に起因する。上記の方法は、2年間にわたって使用され、洗練されてきました。堅固な培養物は、古典的な臨床徴候を有する病原体による広範な死亡率(例えば、 Acheta domesticusのデンソウイルスによる内部液化)または過度の共食いを含む、商業クリケット養殖において時々観察される問題の証拠なしに維持されてきた15。コロニー設立後のクリケットの導入の欠如は、病気の負担の可能性を大幅に減少させた可能性が高い。
混雑を防ぐことは、クリケットの健康を確保するために重要です。野生のG. bimacula...

象徴的な昆虫、ショウ ジョウバエメラノガスター に代表されるように、実験室モデル生物としての昆虫の使用は、遺伝学、毒物学、および生理学における研究に明確な利点を提供する1。昆虫のサイズが小さいため、培養に必要なスペースと、必要な飼料や消耗品の量が減少します。多くの昆虫は迅速に繁殖し、特殊な遺伝子系統の作成や、複数の連続した世代の評価を必要とする研究にユニークに適しています。
多くの研究は、ショウ ジョウバエのようなホロメタボラ昆虫に焦点を当てており、完全な変態と蛹化を示す。しかし、 Gryllus bimaculatus (De Geer)、2つの斑点を付けられたフィールドクリケットを含む他のモデルも利用可能です。 G. bimaculatus は、性的成熟に達する前に7〜11個のニンファルインスターを受けるパウロ代謝昆虫である2。このクリケットは、性淘汰、領土表示、メイトガード3など、性的選択に関連する幅広い行動を表示します。未熟なコオロギは、多くの幽門代謝性の幼体と同様に、恍惚症の間に失われた四肢および損傷した四肢を再生することができるという点で、ホロ代謝昆虫種の幼虫とは異なります4。さらに、 G. bimaculatus の完全配列決定ゲノムは2021年に公開されました5.これらの特徴により、これらのクリケットは基礎研究の対象として魅力的です。
2つの斑点のあるフィールドクリケットは、人間の食物や動物飼料のために広く飼育されています。これらの操作の規模は、実験室研究よりもはるかに大きいことがよくあります6,7。規模の違いにもかかわらず、研究者が直面する課題は、商業クリケット農家が直面する課題と大きく重なります。これらの考慮事項は、食用昆虫の生産を改善することを目的としたラボベースの研究の文脈で収束する。食用昆虫産業が進化し成長し続けるにつれて、飼料投入量と生産の無数の他の側面を最適化することが主な目標です8。これらのクリケットの飼育効率、生存率、または生成時間の測定された改善を実証する実験室研究は、クリケット養殖事業の収益性を長期的に高めるのに役立つ可能性があります。
標準化された飼育プロトコルにより、飼育の最適化を調査する研究間のより詳細な比較が可能になります。現在までに、実験室でG. bimaculatusを飼育するための詳細なプロトコルはほとんど発表されていない。理想的なプロトコルは、実際のクリケット養殖事業で遭遇する条件を反映しながら、実験的治療から生じる成長パフォーマンスの変化を正確に測定し、リスク軽減戦略を強調するために必要な厳密に制御された条件を維持する。この論文に記載されている方法は、広範囲の実験室および商業生産規模2、9、10、11、12で様々なクリケット種を飼育するために使用される公開されたプロトコル、技術、および装置に基づいて開発された。これらの方法は、未発表の技術速報や北米の商業クリケット農家との個人的なコミュニケーションなど、いくつかの査読されていない情報源によっても通知されています。このプロトコルは、特に昆虫農業に関連する試験に使用するために、G. bimaculatusの実験室培養の確立を促進することを目的として開発されました。

<table><tbody><tr><td>31 qt (29.3 L) スナップ蓋付きトートボックス</td><td>HOMZ</td><td>3430CLBL</td><td>繁殖用ストックの収納に使用</td></tr><tr><td>3段/12トレイ グローライトスタンド</td><td>フィッシャーサイエンティフィ</td><td>ックNC1938548</td><td></td></tr><tr><td>50ガロン(189.27L)トートビン(蓋付き</td>) <td>Sterilite</td><td>#14796603</td><td>コオロギを取り扱う際の二次封じ込めとして使用</td></tr><tr><td>50mLポリプロピレンメスシリンダー</td><td>フィッシャーサイエンティフィ</td>ック<td>S95171</td><td></td></tr><tr><td>7.5-qt (7.1 L) スナップ蓋付きトートボックス</td><td>HOMZ</td><td>3410CLBL</td><td>エクスプリメンタルストックの収納に使用</td></tr><tr><td>Accuris 500 g x 0.01 g 天秤</td> Benchmark Scientific <td>W3300-500</td><td>の子会社である Accuris 社製</td> ウィ<td>スコンシン大学のシステム購入サービス "ShopUW+"</td></tr> <tr><td>Ace Premier 1 インチ フラット チップ ブラシ</td><td>Ace Hardware&nbsp;</td><td>#1803261</td><td></td></tr><tr><td>Bel-Art SP Scienceware 脱イオン水洗浄ボトル</td><td>Fischer Scientific</td><td>03-421-160&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>明るいアルミ製ウィンドウスクリーン&nbsp;</td><td>ファイ</td><td>ファーUNSPSC#11162108</td><td>メッシュサイズ18 x 16 "</td></tr><tr><td>クリア使い捨てプラスチックポーションカップ5.5オンス/ lid w /ウォル</td><td>マート</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>脱イオン水</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ディアブロ4-4 / 8 "×13 TPI超微細仕上げバイメタルジグソーブレード</td><td>ホームデポ</td><td>#313114935</td><td></td></tr><tr><td>卵フィラーフラット紙、12 x 12 "</td><td>Uline</td><td>S-5189</td><td></td></tr><tr><td>クリアフッド付きフィッシャーブランドペトリ皿 100 x 15mm</td><td>フィッシャーサイエンティフィ</td>ック<td>FB0875714</td><td></td></tr><tr><td>クリアフッド付きフィッシャーブランドペトリ皿 60 x 15mm</td><td>フィッシャーサイエンティフィ</td>ック<td>FB0875713A</td><td></td></tr><tr><td>ジョージアパシフィックエンビジョンブラウンペーパータオル</td><td>ホームデポ</td><td>#205675843</td><td></td></tr><tr><td>インフィニティタフガイ高性能ホットメルト接着剤スティックイン</td><td>フィニティボンド</td><td>インフィニティIM-タフガイ-12</td><td></td></tr><tr><td>マズリ クリケット ダイエット</td><td>ランド オー レイクス インターナショナル</td><td>SKU#&nbsp; 3002219-105</td><td></td></tr><tr><td>スタンレー TimeIt ツイン 2 アウトレット 接地機械式 24 時間タイマー</td><td>ウォルマート</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>バーモント オーガニック 再生土 11 ポンド コイア ブロック</td><td>ホーム デ</td><td>ポ#300679904</td><td></td></tr></tbody></table>

昆虫農業と無脊椎動物の生理学のための汎用性の高いオルソプテランモデルである gryllus bimaculatusの実験室培養の維持

Maintaining Laboratory Cultures of Gryllus bimaculatus, a Versatile Orthopteran Model for Insect Agriculture and Invertebrate Physiology

Gryllus bimaculatus (De Geer)は、アフリカとユーラシア南部に分布する大きな体のクリケットで、人間の食物として野生で収穫されることがよくあります。その天然の範囲外では、 G. bimaculatusの 培養は、その食事可塑性、急速な生殖サイクル、休眠要件の欠如、高密度飼育に対する耐性、および病原体に対する堅牢性のために実行可能である。したがって、 G. bimaculatusは 、昆虫の生理学、行動、発生学、または遺伝学の研究のための汎用性の高いモデルとなり得る。
ストッキング密度、ケージ内のリフギア、光周期、温度、相対湿度、および食事などの文化的パラメータは、クリケットの成長、行動、および遺伝子発現にすべて影響を与え、標準化されるべきである。人間の消費のための農業昆虫に関する急成長している文献では、これらのクリケットは、作物残渣、食品加工副産物、およびその他の低コストの廃棄物の流れに由来する候補飼料混和剤を評価するために頻繁に使用されている。
G. bimaculatusの成長性能と栄養品質を可変飼料基質に応答して評価する進行中の実験を支援するために、実験室での繁殖、維持、取り扱い、測定、および安楽死のための包括的な標準プロトコルのセットが開発され、ここに提示される。業界標準のクリケット飼料は、クリケット繁殖株の長期維持や実験的対照飼料としての使用に栄養的に適切で機能的に適切であることが証明されています。これらのコオロギを、12の光(L)/12の暗い(D)の光周期で27°Cの平均温度でスクリーントップの29.3Lポリエチレンケージで0.005コオロギ/ cm3の密度で飼育し、湿らせたココナッツコイアを水分補給源と産卵媒体の両方として使用することで、2年間にわたって健康なクリケットを維持することに成功しました。これらの方法に従って、対照実験におけるコオロギは、収穫時に0.724g 0.190gの平均質量を生じ、ストッキング(22日)と収穫(65日)の間に89%の生存率および68.2%の性的成熟をもたらした。

孵化から生後65日までのクリケットの飼育が成功したことを示すデータは、2021年9月の飼料試験中に収集されました。クリケットは、これらのプロトコルのステップ1.1.1〜2.6.1に従って卵から成長し、6つの複製ケージには、上記のステップ2.7に従って24匹のランダムな22日齢(3齢)のコオロギがストックされた。その後、クリケットは周囲の室内条件で飼育されました。しかし、設備の空気処理ユニットの誤動作により、平均室温は、提案された27°Cではなく、相対湿度20%で25±1°Cでした。 クリケットの質量は、孵化後22〜65日の間に週2回測定された。この実験の結果を以下に概説し、標準偏差をプラスまたはマイナスの平均として示します。
図1および図2に示されるデータは、このプロトコールに記載される標準飼料を投与された6つの複製ケージを表す。クリケットは、平均質量が21〜9mgの集団から貯蔵±れた。実験終了時、幼体と成体のクリケットを合わせたすべての平均質量は0.724g±0...

この論文では、食用クリケット Gryllus bimaculatusの実験室培養物の長期飼育のための密度、飼料の入手可能性、水分補給源、環境制御などの重要な要素を標準化するための基本的な方法を概説する。

昆虫農業と無脊椎動物の生理学のための汎用性の高いオルソプテランモデルである Gryllus bimaculatusの実験室培養の維持

Gryllus bimaculatus (De Geer)&#160;is a large-bodied cricket distributed throughout Africa and Southern Eurasia where it is often wild-harvested as human ...

これらの技術は、動物飼料と人間の食物のために養殖された重要なミニ家畜種であり、ますます重要になっている代替モデル生物であるGryllus bimaculatusを飼育するための実用的で実績のある方法を描いています。Gryllus bimaculatusの培養のためのこれらの実験室の方法は、北米のクリケット農業業界全体に共通する技術に由来し、クリケット養殖事業の実験室規模のファクシミリを表しています。まず、天秤の上にきれいな容器を風袋に入れ、人間の拳ほどの大きさの乾燥ココナッツコイアの塊を量ります。次に、密閉可能な清潔な容器にコイアを入れ、元の体積の6倍までの膨張に対応できます。きれいな手で、大きなブロックから取り出した部分からコイアの塊を静かに分解します。次に、250ミリリットルのメスシリンダーを使用して、脱イオン水の正しい体積を測定して、水5部と乾コイア1部の質量で5対1の比率を達成し、測定された脱イオン水をゆっくりと加え、すべてのコイア粒子を均等に水和する。その後、手動で凝集塊を浸軟させて均一な水分補給を確保し、コイアが以前に計量された容器を再皮塗りする。75グラムの濡れたコイアの重さを量り、清潔なプラスチックスプーンを使用して100ミリメートル×15ミリメートルのペトリ皿に移し、コイアが皿の底に均等に広がり、塊がないことを確認します。次に、ペトリ皿の側面に、出生時のコロニーと採卵イベントの日付を示すラベルの付いたラボテープでラベルを付けます。さらに45ミリリットルの脱イオン水をメスシリンダーに入れ、ペトリ皿のパックされたコイアの表面に均等に水を加えて、均一な水分補給を確保します。ペトリ皿が梱包されたら、残りの濡れたコイアを気密容器に密封し、摂氏マイナス20度で保管します。水和産基質を、飼料からできるだけ離れたところにクリケットの所望の親ストックを含むケージに入れ、日付と時刻を文書化する。次に、オートクレーブ可能な小さなごみ箱を作業台に置きます。次に、清潔で空の29.3リットルのプラスチックケージをゴミ箱の隣のベンチに置きます。空のケージからゴミ箱の反対側に、親クリケットストックと産卵基板を含む別の29.3リットルケージを置きます。24時間後、親クリケットケージから産卵基質を取り出し、オートクレーブ可能な廃棄物容器の上に配置します。産卵基板の上部に、コオロギがコイアの表面に蹴りつけた可能性のあるフラスまたは飼料の粒子がないか調べます。次に、きれいなスクープラまたはプラスチックスプーンでコイア汚染物質を廃棄物容器に除去し、プラスチックスプーンを廃棄物容器に入れます。次に、洗浄した産卵基板を清浄な29.3リットルのケージに入れます。その後、ケージを摂氏27度に設定したインキュベーターに入れ、相対湿度60%で、12時間の暗所、12時間の明光周期で置きます。繁殖用ストックを入れたケージを元の場所に戻し、作業台からすべてのアイテムをクリアします。次に、廃棄物容器を、クリケットの卵で汚染されている可能性のあるアイテムを保管するための施設内の冷凍庫に入れます。次に、10%漂白剤溶液で作業面を消毒し、60秒間放置します。作業面を清潔なペーパータオルで拭き取ってください。冷凍庫を開けた後、ペーパータオルをゴミ受けに捨てます。未使用の30.8センチ×30.8センチの市販の卵箱フラットを2つ選択してください。そして、ユーティリティナイフまたは強力なはさみで、これらを同じサイズの6つの別々の10.1センチメートル幅のストリップに切ります。次に、切り取られた端を手で拭き取って、段ボールのぶら下がっている粒子を取り除きます。次に、6つの10.1センチメートル×30.8センチメートルのカートンをケージの底に垂直に置き、カートンの長い軸が29.3リットルのケージの狭い水平軸にまたがります。7枚目のカートンを6枚の直立した部分の上に平らに置きます。約25センチ×25センチの粗い茶色のペーパータオルを3枚選んだら、それぞれを半分に折ります。次に、カートン構造の近位側の上部を覆うように2つを置き、遠位側のカートンスタックの上に1つを置きます。産卵後11日目に、産卵基質をケージの近位右隅に移動させる。ハッチが観察されたら、カートンの上部に置かれたペーパータオルを濡らすまで霧をかけますが、積極的に水を流さないでください。その後、100ミリメートルのペトリ蓋の両面を70%エタノールで十分に拭き取り、乾燥させます。次に、50グラムのフィードを60ワットのシングルサービングブレンダーにすくい込み、10,000rpmで1分間粉砕します。飼料1グラムを測定した後、ケージ内のペトリ皿の蓋の上に振る。スプーンまたはスクープラのきれいな端を使用して、皿の底にできるだけ均一に飼料を広げます。その後、2日ごとに飼料を交換してください。オートクレーブ可能な廃棄物容器内の古い飼料を廃棄する。飼料中のカビの成長を監視します。そして、飼料が白くまたは緑がかったように見え始めたら、ペトリ皿を捨ててすぐに餌をやる。産卵後14日目に、2.54センチメートルのペイントブラシを使用して、すべてのコオロギをコイア表面およびペトリ皿の側面からケージにブラッシングすることによって、出生用コイア基材にしがみついているクリケットを除去する。次に、取り出した産卵基板をオートクレーブ可能な廃棄物容器に入れ、オートクレーブ処理するまで冷凍庫に保管する。次に、出生用基質を水和用の新鮮なコイア皿と交換する。脱イオン水洗浄ボトルを使用して、コイアの表面が輝くまで水を加えますが、溜まりません。クリケットは、平均質量が21ミリグラムの集団から貯蔵された。実験の終わりに、すべての少年と成体のクリケットを合わせた平均質量は0.724グラムでした。実験が終了した65日齢では、30人の成人男性が存在し、平均質量は0.721グラムであったが、58人の成人女性の場合、平均質量は0.841グラムであった。飼育と収穫の間の生存率は89%であり、すべてのケージ内のすべての個々のクリケットの総数によって毎週測定されました。65日目には、すべてのクリケットの約68%が大人のインスターに達していました。散水や霧吹きの際にエンクロージャの底に水滴が形成されないようにしてください。レフュジアの上にペーパータオルを置くと、湿度の勾配が可能になり、霧から水滴を吸収します。この手順は、多くの生命科学分野の研究者がGryllus bimaculatusをモデル生物として育てるためのテンプレートとして機能します。今日まで、Gryllus bimaculatusまたは他のタウロ代謝モデル生物を飼育するための正式なプロトコルはほとんど発表されていない。昆虫農業で用いられる昆虫の飼育方法を体系化・標準化することで、研究グループ間での成果の比較が可能になる。

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手順の全体的な目標は、確立、維持および研究の設定でEristalis...

子育てと研究のEristalis テナックスハナアブの長期メンテナンス

アブラムシワタアブラムシ nerii付いているバシクルモン家族 (Apocyanaceae) で強く擁護した植物の定着植物昆虫の相互作用を研究する多くの機会を提供しています。ここでは、我々 の文化と生成分子の解析植物とアブラムシの保守のためのプロトコルのシリーズの紹介とA. nerii用プロファイルー...

生物学的文化とワタアブラムシ neriiの遺伝子発現を測定を維持する: 植物・昆虫間の相互作用の非モデル系

ここでは、我々 はハチミツガの幼虫を用いた経口投与モデルの詳細なプロトコルを提供し、特徴付ける方法による自然免疫応答。このプロトコルを使用して、実用的な経験のない研究者はg.

ハチミツガ口腔管理モデル Study Commensal-Induced 自然免疫応答

ここでは、クリケットの卵を注入するプロトコルを提示します, を含むが、これらに限定されないクリケットの多くの実験で基礎的な方法として機能する技術, RNA干渉とゲノム操作.

グリルス・ビマキュラトゥス・エッグを注入する

このプロトコルは、孵化前に卵のケース(oothecae)を表面殺菌することによって、グノトビオティックアメリカゴキブリ(ペリプラネタアメリカーナ)を確立し、維持するために使用されます。これらのグノトバイオティクス昆虫は、垂直に伝染した ブラタバクテリウム...

グノトビオティック・アメリカン・ゴキブリの設立と維持 (ペリプラネタ・アメリカーナ)

軸状昆虫を得るために、その卵表面を滅菌し、孵化した幼虫を引き続き軸葉を用いて飼育する。この方法は、抗生物質を投与したり、人工飼料を開発したりすることなく、他の葉を食べる昆虫にも適用することができる軸索昆虫調製のための効率的な方法を提供する。...

葉甲虫の宿主 - 腸内微生物叢相互作用研究のための組織培養苗木を用いた軸状昆虫の調製および飼育

この論文では、下部双翅目バエ...

下部双翅目バエ Bradysia(Sciara)coprophilaの実験室維持:新/古い新興モデル生物

学ぶGryllus bimaculatusの実験室飼育法。昆虫農業と無脊椎動物生理学のための汎用性の高いオルソプテランモデルとして、標準化された飼育技術と環境管理方法を解説します。

昆虫農業と無脊椎動物の生理学のための汎用性の高いオルソプテランモデルである Gryllus bimaculatusの実験室培養の維持

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