$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Teleost Astyanax mexicanus heeft een eyed oppervlakte-woning (oppervlaktevissen) vorm en vele verschillende blinde hol-woning (holvissen) vormen1,2. Grotvissen zijn geëvolueerd in eeuwige duisternis en onder voedselbeperkingen, wat resulteert in het verschijnen van nieuwe constructieve en regressieve eigenschappen3. De constructieve eigenschappen omvatten verhogingen van smaakpapillen en kaakgrootte, sensorische organen van de laterale lijn en vetreserves. De regressieve eigenschappen omvatten het verlies of de vermindering van melaninepigmentatie, ogen en gedrag, zoals slaap, scholing en agressie. Een attribuut van het Astyanax-systeem is volledige vruchtbaarheid tussen de twee vormen, waardoor het gebruik van kwantitatieve eigenschap loci (QTL) mapping om de genomische regio(s) te bepalen die verband houden met constructieve en regressieve evolutie4,5,6,7. A. mexicanus biedt een voordelig systeem om ontwikkeling te bestuderen omdat het kan worden geïnduceerd om vaak in het laboratorium te spawnen. De embryo's van A. mexicanus zijn doorschijnend, iets groter dan die van zebravissen, geproduceerd in grote hoeveelheden, en ontwikkelen zich tot geslachtsrijpe volwassenen in ongeveer 8-12 maanden. Hun maximale paaicapaciteit is ongeveer 5 jaar. Dit protocol beschrijft de workflow die nodig is in een A. mexicanus kweekfaciliteit tijdens een typische broedweek en bevat de details van het onderhoud van het vissysteem en het temperatuurregelingsregime voor maximaal paaien.
A. mexicanus is een tropische vis die leeft in rivieren afkomstig uit kalksteenplateaus (oppervlaktevissen) en in poelen in kalksteengrotten (grotvissen)8. Kalksteen lost op om hard water te produceren en A. mexicanus gedijt goed in hard water. Vissen die zijn aangepast aan harde wateromstandigheden kunnen een reeks zoute omstandigheden verdragen, maar broeden over het algemeen in specifiekeomstandigheden 9. Inductie van paaigedrag wordt bereikt door een combinatie van factoren. Omdat vissen koudbloedig zijn en afhankelijk zijn van hun omgeving om homeostase te behouden, is hun metabolisme gevoelig voor veranderingen in de omgeving en reageren ze sneller op stressoren10. A. mexicanus moet worden gekweekt in aquatische systemen onder zorgvuldig gereguleerde omstandigheden van waterstroom, pH, geleidbaarheid, osmotische druk, verlichting en watertemperaturen.
In het Jeffery-laboratorium worden vissen onderhouden in twee stromende watersystemen: (1) een "babysysteem" voor jongvolwassen vissen vóór geslachtsrijpheid en (2) een volwassen (of hoofd)systeem voor seksueel volwassen, fokkende volwassenen. Het "babysysteem" bestaat uit tanks van 8 L en 15 L die van stromend water worden voorzien. Het "babysysteem" wordt gezaaid door jongen en jonge gemetamorfiseerde juvenielen gekweekt uit larven in kleinere (1-10 L) tanks, waarin wekelijks water wordt uitgewisseld. Larven, jongen en juvenielen zijn extreem voedselafhankelijk en moeten eenmaal per dag levend voedsel (pekelgarnalen) krijgen om een hoge overlevingskans te garanderen. Jonge jongeren uit het "babysysteem" worden na ongeveer 1-1,5 jaar in het volwassen systeem geplaatst. In het begin worden ze verpulverde tetravlokken gevoerd en na verdere groei worden ze overgebracht naar het reguliere voedingsregime voor volwassenen. Seksuele rijpheid kan worden beoordeeld aan de hand van het abdominale volume bij vrouwen, en methoden voor het bepalen van het geslacht zijn beschreven11. In het volwassen systeem wordt water automatisch uitgewisseld in tanks van 42 L 3 keer per periode van 24 uur. Het volwassen systeem wordt dagelijks bewaakt door visuele inspectie en automatische temperatuur-, pH- en geleidbaarheidsmetingen van sondes. De optimale pH ligt rond de 7,4 en kan variëren tussen 6,8-7,5, de basistemperatuur van het systeem is 72/73 °F en de ideale geleidbaarheid varieert tussen 600-800 mS. Automatische metingen worden weergegeven op een controllerscherm en visuele controles van de waterdruk worden afgelezen op stromingsmeters verdeeld over het systeem. Onafhankelijke controles op de waterkwaliteit worden wekelijks uitgevoerd door de temperatuur te testen en waterkwaliteitsparameters voor pH, ammoniak en nitraat te meten met behulp van een colorimetrische test. Ammoniak- en nitraatgehalten worden op of dicht bij nul gehouden door nuttige bacteriën (bijv. Nutafin Cycle) aan het systeem toe te voegen. De kamerverlichting wordt geregeld door een timer die is ingesteld op 14-uurs licht en 10-uurs donkere perioden. Naast de hierboven genoemde algemene waterkwaliteitsparameters hebben de volgende overwegingen speciale aandacht nodig tijdens een broedweek.
De eerste overweging is fotoperiode, omdat vissen (zelfs grotvissen in het laboratorium) afhankelijk zijn van lichtcycli om hun circadiane klok in te stellen. Circadiaanse ritmes kunnen van invloed zijn op alles, van fokken en voeden tot de gezondheid van het immuunsysteem12,13 en moeten consistent zijn voor maximale gezondheidsvoordelen. Vissen worden onderhouden in een stromend watersysteem op een 14-uurs lichte en 10-uur donkere fotoperiode. De oppervlaktevissen beginnen over het algemeen een uur nadat het systeem is verduisterd te paaien en licht dat tijdens deze periode wordt geïntroduceerd, kan het paaien verstoren en beëindigen. Het paaien van blinde grotvissen wordt minder verstoord door licht. In vergelijking met het paaien van oppervlaktevissen wordt het paaien van grotvissen vertraagd, meestal vier tot vijf uur nadat het systeem is verduisterd.
De tweede overweging is voeding. Volwassen vissen krijgen normaal gesproken eenmaal per dag een dieet van tetravlokken. Voorafgaand aan het paaien krijgen vissen een eiwitrijk dieet, aangevuld met extra hoeveelheden tetravlokken en ander voedsel: eigeelvlokken en af en toe levende Californische zwartwormen(Lumbriculus variegatus)om eiwitverlies als gevolg van eierproductie tijdens de vorige paaicyclus te compenseren. Tijdens de broedweek worden vissen twee keer per dag gevoerd, eenmaal 's ochtends en opnieuw in de middag/avond. Visvoeding slechts één keer per dag, maar met een enkele zeer grote portie voedsel moet worden vermeden, omdat dit ondervoeding kan veroorzaken14.
De derde overweging is ruimte. De ruimtevereisten zijn gebaseerd op de gemiddelde lichaamsmassa van een volwassene en gedragsoverwegingen, zoals of de vissen scholingsgedrag of agressief gedrag hebben. Over- of onderbemengende tanks kunnen leiden tot verhoogde agressie en constante stress, waardoor vissen kwetsbaar zijn voor verwondingen van hun tankmaten en terughoudend zijn om deel te nemen aan het paaien15. We huisvesten meestal 10-20 vissen per 42 L tank.
De vierde overweging is temperatuur. Zoals hierboven vermeld, zijn vissen koudbloedige dieren en vertrouwen ze op de omgeving om de lichaamstemperatuur te handhaven. Omdat temperatuur een direct effect heeft op metabolische processen, kunnen temperatuurveranderingen gedragsveranderingen bij vissen veroorzaken16. Dit fokprogramma bestaat uit cycli van twee weken in temperatuur: de eerste week introduceert een temperatuurpiek tot 78 °F en de volgende week handhaaft een statische temperatuur van 72 °F. Tijdens de eerste (kweek)week worden er elke avond plastic-edged foknetten op de bodem van de tanks geplaatst. De broednetten dienen als een barrière tussen de vissen in de tanks en de gebroede eieren, die anders zouden worden geconsumeerd. De temperatuur wordt verhoogd met 2 °F per dag tot een maximum van 78 °F tegen het midden van de week, en paaien wordt geïnduceerd volgens de lichtcyclus in de eerste 2-3 avonden van deze week. De temperatuur wordt vervolgens tijdens de resterende dagen van de week met stappen van 2 °F verlaagd tot 72 °F en de basistemperatuur wordt gehandhaafd tot het begin van de volgende broedweek. Fokken wordt meestal niet meer dan twee keer per maand gestimuleerd om de vis de tijd te geven om te herstellen.
Over het algemeen maakt deze methode het mogelijk om grote hoeveelheden embryo's van de hoogste kwaliteit over een langere periode te paaien.