Net als bij zoogdieren is het spijsverteringskanaal van insecten een holte voor voedselvertering en -absorptie. De meeste insecten herbergen diverse commensale bacteriën die gedijen in hun darmen en leven van voeding geleverd door gastheren1. De darmcommensale gemeenschap heeft een diepgaande invloed op meerdere fysiologische processen bij insecten, waaronder voedselvertering en ontgifting 2,3,4, voeding en ontwikkeling 5,6,7, verdediging tegen pathogenen en parasieten 8,9,10,11, chemische communicatie 12,13 en gedragingen14 ,15. Intrigerend genoeg kunnen sommige darmmicrobiota facultatief pathogeen zijn of worden gemanipuleerd door pathogenen binnen te dringen om de infectie te verergeren, wat aangeeft dat darmbacteriën in sommige gevallen schadelijk kunnen zijn 16,17,18. Darmbacteriën kunnen ook dienen als een microbiële hulpbron voor biotechnische toepassingen en ongediertebestrijding. Lignocellulose-verterende bacteriën uit fytofagote en xylofagische insecten werden bijvoorbeeld gebruikt om plantencellen te verteren voor de ontwikkeling van biobrandstoffen19. De verspreiding van gemanipuleerde darmsymbionten die bioactieve moleculen tot expressie brengen, is een nieuwe en veelbelovende tactiek om land- en bosbouwplagen en muggen die infectieziekten overbrengen te beheren 19,20,21, die ook kunnen worden gebruikt om de fitheid van nuttige insecten te verbeteren 22. Illustreren hoe een darmbacterie zich in vivo gedraagt, wordt daarom als een prioriteit beschouwd om zijn functie volledig te benutten en verder te benutten voor verschillende toepassingen.
Dieren kunnen 1 tot >1000 symbiotische microbiële soorten in de darmherbergen 1. Als gevolg hiervan is het moeilijk om nauwkeurig te verifiëren hoe individuele bacteriële taxa of hun assemblage in een dier presteren en of de gastheer of zijn microbiële partners een specifieke functie aansturen. Daarom is het voorbereiden van axeenlarven om gnotobiotische insecten te verkrijgen door mono- of multi-species kolonisatie noodzakelijk om de bacteriële functie en interactie met insecten te onderzoeken23. Op dit moment zijn het toedienen van antibioticacocktails en het steriliseren van het oppervlak van insecteneieren gebruikelijke methoden om darmbacteriën te verwijderen 14,24,25,26. Antibioticadiëten kunnen darmbacteriën echter niet volledig elimineren en hebben een negatief effect op de fysiologie van gastheerinsecten27,28. Bijgevolg kan het gebruik van met antibiotica behandelde insecten de ware vermogens van sommige darmbacteriën verdoezelen. Gelukkig kan oppervlaktesterilisatie van eieren dit probleemtenietdoen 23,29, wat geen of verwaarloosbare effecten heeft op experimentele insecten. Bovendien kunnen kunstmatige diëten niet volledig lijken op natuurlijk insectenvoer en het ontwikkelen van een kunstmatig dieet is een kostbaar en arbeidsintensief proces30,31.
De wilgenbladkever, Plagiodera versicolora (Laicharting) (Coleoptera: Chrysomelidae), is een wijdverspreide bladetende plaag die zich voornamelijk voedt met heilzame bomen, zoals wilgen (Salix) en populier (Populus L.) 32,33. Hier werd de wilgenbladkever gebruikt als representatief bladetende insect om een protocol te ontwikkelen om een kiemvrij insect voor te bereiden en groot te brengen. We maakten gebruik van plantenweefselkweek om kiemvrije populierenbladeren te verkrijgen om P. versicolora axeenlarven uit gesteriliseerde eieren te kweken. De axeenstatus van P. versicolora-larven werd geverifieerd via cultuurafhankelijke en cultuuronafhankelijke testen. Dit protocol kan axeeninsecten in stand houden die de wilde toestand beter nabootsen dan het fokken van insecten met een kunstmatig dieet. Wat nog belangrijker is, deze methode is handig tegen zeer lage kosten, wat de haalbaarheid verhoogt van het verkrijgen van axeeninsecten voor toekomstige interactiestudies tussen insecten en darmmicrobiota, vooral voor niet-modelinsecten zonder goed ontwikkelde kunstmatige diëten.