이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.

방법 논문

Microinjection 웨스턴 옥수수 Rootworm, Diabrotica virgifera virgifera, 배아의 생식 변환, 또는 CRISPR/Cas9 게놈 편집과

7K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/57497

⸱

2018년 4월 27일

이 논문에서

요약

여기 우리가 수집 하 고 microinjecting precellular 서쪽 옥수수에 대 한 프로토콜 rootworm 배아 생식 변환 및 CRISPR/Cas9-게놈 편집과 같은 게놈 기능 분석을 수행 하기 위해 제시.

초록

서양 옥수수 rootworm (WCR) 옥수수의 중요 한 해충 이며, 해충 관리 전략에 빠르게 적응 하는 능력으로 잘 알려져 있다. RNA 간섭 (RNAi) WCR 생물학 공부를 위한 강력한 도구가 될 수 입증 하고있다, 그것은 한계가 있다. 특히, RNAi 자체는 일시적 (즉 귀착되 지 않는다 관련 된 표현 형의 장기 Mendelian 상속), 그것은 대상 유전자의 DNA 순서를 알고 필요 합니다. 후자 수 수 제한 관심의 표현 형이 제대로 보존 하 고, 또는 심지어 새로운 유전자에 의해 제어 되는 경우 유용한 목표 식별 도전 될 것 이라고, 때문에 불가능. 따라서, 안정적인 돌연변이 체 긴장을 만들고 WCR 게놈의 순서에 관계 없이 조사를 활성화 하는 데 사용할 수 있는 방법의 개발에 의해 WCR의 게놈 도구 상자에서 도구 수를 확장 한다. 여기, 우리가 수집 하 고 핵 산와 precellular WCR 배아를 microinject 하는 데 사용 하는 방법 자세하게. 여기에 설명 된 프로토콜은 유전자 변형 WCR의 생성을 위한, 그러나 CRISPR/Cas9-게놈 편집 수 또한 수행 유일한 차이 배아에 주입 하는 솔루션의 구성 되 고 동일한 프로토콜을 사용 하 여.

서론

서 부 옥수수 rootworm (WCR) Diabrotica virgifera virgifera, 옥수수1의 중요 해충 이다. 흥미롭게도, WCR 제어를 극복 하기 위해 표시 됩니다 그들은 뿐만 아니라 적응 뿐만 아니라 순수 행동2,3,,45, 이후 가장 농업 해충 보다 더 빠르게 측정 6. 지난 10 년간, RNA 간섭 (RNAi), 강력한 기능 게놈 도구 WCR7,8에 대 한 잠재적인 제어 방법으로 조사 되 고 유전자 기능9공부 하는 수단으로도 사용 되었습니다. 그러나, RNAi 다른 종에서 이중 가닥 RNA (dsRNA)의 microinjection에 의해 자주 수행 하는 동안 주입 기반 RNAi WCR에 드문 경우입니다. 사실, 몇 가지 보고서만 RNAi 통해 microinje....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

프로토콜

1. 식민지 수준 WCR 성인의 양육

  1. 충분 한 양의 WCR 성인 구하는 (500-1000)에서 신뢰할 수 있는 회사 또는 연구 실험실 ( 테이블의 자료 에 대 한 참조 예) 30cm3 장에 배치.
    참고: 비-diapausing 긴장의 사용이 좋습니다.
  2. 제조 업체의 프로토콜을 따르고 WCR 인공 다이어트 준비 하 고 38 온스 컨테이너 1 cm 두꺼운 레이어를 붓고 ( 재료의 표참조). 혼합 후, 최대 2 개월까지 4 ° C에서 사용 하지 않는 다이어트를 저장 합니다.
  3. 30cm3 케이지에 성인 다이어트 (10-15 g) 페 트리 접시 (100 x 15 m m)를 넣어. 음식이 부족 하거나 건조 할 때 더 많은 다이어트를 추가 합니다.
  4. 물 소스로 봉사 하 면 롤 (6 "x 3/8"), 장소에서 개최 하는 데 사용 되는 면봉으로 덮여 물 플라스 크 (300 mL)을 넣어. 그것은 부족 하면 물을 변경 합니다.
  5. WCR 습도 60%와 26 ° C에서 유지 하 고 14:10 빛 인큐베이터 양육 곤충에 주기.

2. 배아 수집 및 정렬

  1. ....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

결과

이 프로토콜을 개발할 때 중요 한 고려 사항은 microinjection의 때에 미 발달 발달의 단계 이었다. 특히, 생식 변환 배아 cellularization 이전 DNAs의 microinjection를 요구 한다. DNAs 쉽게 세포 막을 교차할 수 없습니다 때문입니다. WCR 배아 개발 핵 얼룩을 사용 하 여 단계를 시각화 하는 시도 dechorionation WCR 배아의 기본적으로 모든 태아의 무결성에 대 한 책임 보호 막을 녹이 고 때문에 실패 했다. 그러나, 질문의이 라인은 다른 어려움-배아의 충분 한 수량을 적시에 취득에 의해 바 뀌. 필드에서 WCR 여성 토양에 자신의 알을 낳는, 따라서 그것은 놀랄 그 연구실에서 여성만 알을 어둠 속에서 이어야 한다. 이 어려운 짧은 낮 컬렉션 (2-4 h) 있습니다. 이 문제를 해결 하려면 단일 하룻밤 달걀 누워 수행 하 고 많은 양의 태아를 발견 했다. (그림 1

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

토론

비록 dsRNAs RNAi 목적으로 WCR의 microinjection 보고9, 이것이 microinjecting precellular WCR 배아 생식 변환 수행을 위한 중요 한 과정에 대 한 우수 사례를 확립 하는 첫 번째 프로토콜 및 CRISPR/Cas9 게놈이이 종에서 편집입니다. WCR 배아의 성공적인 microinjection 변환 효율성은 여러 요소에 따라 달라 집니다. 아래는 몇 가지 주요 문제에 영향을이 프로토콜을 사용 하 여 생식 변혁이이 딱정벌레에 대 한 결과.

Precellular 배아를 얻기
위에서 설명 했 듯이, DNA는 세포 막 방법 dsRNA 수 교차 하지 않습니다. 즉, 그것이 중요 한 중요성의 DNA, mRNA, 또는 단백질 cellularization 발생 하기 전에 주입 수 있습니다. 주입의 타이밍은 중요 한, 때문에 embryogenesis 완료 하려면 nondia.......

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

이 작품 몬산토 옥수수 Rootworm 지식 연구 프로그램에서 교부 금에 의해 지원 되었다, NCSU에서 MDL 번호 AG/1005 (MDL을 YC) 및 시작 자금 부여. FC 몬산토의 옥수수 Rootworm 지식 연구 프로그램 (AG/1005)와 국립 과학 재단에서 교부 금에 의해 지원 되었다 부여 번호 MCB-1244772 (MDL). 저자 아무 경쟁 관심사를 선언합니다. FC 및 MDL 잉태와 설계 실험; FC, 비밀 번호 및 SP 수행 실험; FC 및 MDL 분석 결과; 그리고 FC, NG 및 MDL 원고를 썼다. 우리 감사 테레사 오리 어 리, 윌리엄 Klobasa, 그리고 스테파니 고르 WCR 심사에서 그들의 전문가 도움. 우리는 또한 양육 프로토콜을 제공 하 고 실험실 식민지를 설치 하는 계란의 출하에 대 한 박사 웨이드 프랑스어 (미국 농 무부-ARS, 북쪽 중앙 농업 연구소, 브루킹스, SD) 감사 합니다.

....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
품질 필터 종이 (검정)Ahlstrom8613-0900계란 마이크로 주입
1 oz 용기 Anny's 플라스틱 식기ASET101계란 용기
초파리 아가르 타입 IIApex66-103WCR 알을 낳는 접시용
깃털 무게 펜치 Bioquip4748유충과 번데기 다루기 
Clorox Regular-Bleach1Clorox44600-30770옥수수와 접시 세척
트럭 운전사가 가장 좋아하는 노란색Coor Farm Supply502WCR
미세주입 시스템 공급용 옥수수(수제)NA요청 시 부품 및 지침사용 가능 사출 압력(0-20psi) 제어 사출 압력(0-20psi)
Elmer's 무독성 접착제Elmer's Products, Inc.E304여과지에 달걀을 붙입니다
epTIPS 마이크로로더 팁EppendorfC2554691되메우는 바늘 로딩 팁
Falcon 조직 배양 접시Falcon25383-103싹 옥수수 /150 x 25 mm
Fisherbrand  정량적 등급 필터 페이퍼 서클피셔 사이언티픽S47576C알낱/9cm
스파피셔 사이언티픽04-320-4세척 접시
일반 현미경 슬라이드피셔 사이언티픽12-549-3마이크로주입용 필터지와 달걀 보유
꽃가루 대체품 웨스턴 옥수수 루트웜 프론티어 농업 과학 F9766BWCR 성인용 인공 식단
면봉, 대형Genesee Scientific51-101플라스크 닫기
Globe Scientific 3.0 mL 소형 전구 전송 피펫Globe Scientific137035계란 수집 및 전송
Leica M165 FC 형광 실체현미경 라이카M165 FC WCR 스크리닝
DsRed 필터 세트, 형광 스테레오현미경LeicaDSR여기 필터: 510-560 nm, 방출 필터: 590-650 nm
EGFP 필터LeicaGFP2여기 필터: 440– 520 nm, 방출 필터: 510 nm
BugDormMegaView 과학DP1000_5P케이지 성인 콜로니
미니어처 페인트 브러시MyArtscapeMAS-102-MINI라이너 2/0 
조이스틱 마이크로매니퓰레이터NarishigeMN-151마이크로매니퓰레이터 및 바늘 홀더
현미경 XY 스테이지Olympus265515현미경 스테이지 (스테레오스코프 사용에 적합)
등급 90 치즈클로온라인 패브릭 스토어CHEE90달걀 놓기
플라스틱 파라핀 필름용 Pechiney 플라스틱 포장PM-996마이크로 주입 후 밀봉 아가 접시/롤 크기 4 인치 x 125 피트
Percival 인큐베이터Percival I41VLH3C8WCR 성장 챔버 (곤충 사육 인큐베이터)
좁은 입 삼각 플라스크VWR4980-300-PK성체 식민지용 물통 
그리핀 로우 폼 비커VWR1000-600-PK계란 세척
꼰 코튼 롤Richmond Dental Cotton Co.605-3599성인 식민지를 위한 물 공급에 사용 
페트리 접시 (35x10mm)SIGMACLS430588-500EA다이어트 플레이트용
Phenol RedSigma143-78-8미세주입 버퍼
레이저 기반 마이크로피피엣 풀러셔터 기기P-2000/G니들 풀러/열 = 335, FIL = 4, VEL = 40, DEL = 200, PUL = 100
프리미엄 표토The Scotts Company71130758크론 재배
용 토양Reloc Zippit 2 Mil 지퍼 가방United States Plastic Corporation48342가방 미세주입 후 한천 접시/5x7
페트리 접시 (100x15m)VWR89038-968달걉기 만들기 / 100 x 15 mm
6 oz 용기Webstaurantstore128E506WCR 단일 쌍 짝짓기 챔버 
38 oz 컨테이너Webstaurantstore128NC888애벌레 사육 상자/38 oz
ChoiceHD 16 oz. 전자레인지 가능한 투명 플라스틱 델리 컨테이너Webstaurantstore128HRD16애벌레 사육 상자/16 oz
미세주입 스코프 Wild HeerbruggWILD-M8Microinjection Scope XY 스테이지
표준 유리 모세 혈관World Precision Instruments1B100F-4Microinjection 바늘
성인 서부 옥수수 뿌리 벌레North Centeral Aqricultural reasearch LaboratoryNon-diapase strainDr. Bryan Wade French의 연구실
요청 플라스미드 DNA 미디 키트Qiagen12143주입 가능한 플라스미드 DNA의 정제
용 클린 스

참고문헌

  1. Gray, M. E., Sappington, T. W., Miller, N. J., Moeser, J., Bohn, M. O. Adaptation and Invasiveness of Western Corn Rootworm: Intensifying Research on a Worsening Pest. Annual Review of Entomology. 54, 303-321 (2009).
  2. Gassmann, A. J., Petzold-Maxwell, J. L., Keweshan, R. S., Dunbar, M. W.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재인쇄 및 허가

태그

배아 미세주입플라스미드 주입붕규산 유리 니들미세조작기 기술난자 수집 프로토콜배아 준비유생 사육