Incrementele temperatuurveranderingen voor maximale fokkerij en spawning in Astyanax mexicanus
14 februari 2021
Dit artikel beschrijft de basis laboratoriumomstandigheden en protocollen voor een incrementeel temperatuurregime om maximale spawning te stimuleren in de Mexicaanse tetra Astyanax mexicanus, een opkomend model voor ontwikkelings- en evolutionaire studies.
Dus omdat de Astyanax mexicanas een kleine vis is. Het is inheems in Noordoost-Mexico en Zuid-Texas. Het belangrijkste is dat het in twee vormen bestaat.
De ene vorm is een oppervlakte-levende vis met grote ogen en pigmentatie, en de andere vorm is een grot-woning vis die zijn ogen heeft verloren en zijn pigmentatie heeft verloren. Ze zijn nog steeds in staat om te spawnen, om met elkaar te hybridiseren, zodat ze kunnen worden gebruikt in een voorwaartse genetische analyse om genetica en ontwikkeling te bestuderen. Hebben ook grote embryo's die transparant zijn en ze kunnen worden gebruikt om vergelijkende ontwikkelingsbiologie te bestuderen.
Ze worden dus al vele jaren gebruikt als een systeem om de evolutie van ontwikkeling te begrijpen. Enkele dagen voordat het paaien gewenst is, beginnen we de vis beter te voeren. We verhogen ook de temperatuur stapsgewijs, zodat ze binnen de tijd dat we willen dat ze spawnen, ongeveer twee of drie dagen overmatig spawnen ondergaan, waardoor grote aantallen bevruchte embryo's ontstaan die zich goed ontwikkelen en door de larvale stadia naar volwassenen.
Na het voeren van de vis om 10:00 uur.m. met een snufje Tetra-vlokken, controleert u de incubator die zal worden gebruikt om vingerkommen van zich ontwikkelende embryo's te huisvesten en indien nodig het water te verversen. Controleer het waterniveau in alle reservoirs en voeg systeemwater toe aan reservoirs die bijna leeg zijn.
Stel vervolgens de incubator in op 23 graden Celsius Ten minste 30 minuten na de eerste voeding, voer de vis in de kweektanks met een snufje eigeelvlokken, genoeg zwarte wormclusters om elke vis in de tank ongeveer vijf tot tien wormen of beide te laten consumeren. Schrob ten minste een uur na de tweede voeding de foktanks indien nodig en zet de foknetten zorgvuldig op zonder de luchttoevoer van de tank te verstoren. Verwijder de volgende ochtend de foknetten tussen 9:00 en 10:00 uur van de bodems van de tanks van het volwassen systeem.m.
en gebruik de slang die aan de is bevestigd om de embryo's voorzichtig in een handnet te spoelen. Keer het net om in een vingerkom met schoon systeemwater en breng ongeveer 100 embryo's per vingerkom over in 200 milliliter schoon systeemwater aangevuld met 0,00003% methyleenblauw. Breng de embryo's onder een lichtmicroscoop om het tijdstip van bevruchting te schatten volgens het ontwikkelingsschema van A-mexicanas.
Plaats na de enscenering de vingerkommen vijf tot zeven dagen in een incubator en voed de culturen met levende pekelgarnalen. Voor elke tank die embryo's liet vallen, registreert u de datum en het tanknummer en registreert u het aantal en de kwaliteit van de gedropte embryo's. Registreer de gemiddelde tijd van spawn volgens de staging table en noteer de temperatuur van het systeem op het moment dat de vis spawnde.
Bewaak de vingerkommen van embryo's gedurende de dag, gebruik een weilandpipet om dode of misvormde embryo's en puin, zoals niet opgegeten voedsel of uitwerpselen, te verwijderen en verander het blauwe water indien nodig. Om 13.00 uur.m. voer de vis in de kweektanks zoals aangetoond en stel de watertemperatuur in op 24 graden Celsius.
Verwijder vervolgens overtollig voedsel en vuil uit de tanks en schrob de tanks voordat u de netten opnieuw instelt. Herhaal op woensdag en donderdag de embryoverzameling en -evaluatie zoals aangetoond voor dinsdag. Voer de vis en zet het water op de juiste temperatuur.
Controleer de embryo's in de incubator en vervang het water van de vingerkom door vers methyleenblauw behandeld systeemwater. Reinig vervolgens de kweektanks indien nodig en reset de netten. Stel vrijdag, na het voeren van de vis, de watertemperatuur in op 23 graden Celsius en controleer de embryo's in de incubator.
Voer de vis op zaterdag en zondag. In deze figuur worden de fokgegevens van juli 2017 tot maart 2020 voor de Rio Choy en Texas Surface Fish en de Los Sabinos, Tinaha en Pachon cavefish getoond. De gegevens werden geanalyseerd per broedweek en het gemiddelde aantal embryo's dat per dag werd verzameld tijdens één broedweek.
De gegevens geven aan dat de fokkerij het hele jaar door continu was in Rio Choy en Texas Surface vissen en in Pachon grotvissen. De kwantiteit en kwaliteit van de meeste Rio Choy oppervlaktevissen was tussen laag en hoog, terwijl de kwantiteit en kwaliteit van de meeste Texas oppervlaktevissen en Pachon grotvissen tussen laag en gemiddeld was. Het voorkomen van paaien was niet continu in Tinaja of Los Sabinos grotvissen, waarbij het paaien laag of niet bestond tijdens de late zomer tot de herfst bij deze vissen.
Hoewel de laagste niveaus van paaien werden geregistreerd voor Los Sabinos grotvissen, was de kwaliteit van embryo's de beste. Over het algemeen vertoonde deze oppervlaktevis een betere paaihoeveelheid en -kwaliteit dan grotvissen. Met behulp van dit systeem kunnen we tweemaandelijks honderden, eigenlijk duizenden eieren spawnen, en deze eieren worden vervolgens gebruikt, deze embryo's worden vervolgens voor veel verschillende doeleinden gebruikt.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel beschrijft de basislaboratoriumcondities en protocollen voor een incrementeel temperatuurschema om maximale kuitafzet te stimuleren bij de Mexicaanse tetra Astyanax mexicanus, een opkomend model voor ontwikkelingskundig en evolutionair onderzoek.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschap
- Ontwikkelingsbiologie
- Evolutionaire biologie
Achtergrond
- Astyanax mexicanus komt in twee vormen voor: een vis die aan het oppervlak leeft en een vis die in grotten leeft.
- De oppervlaktevorm heeft grote ogen en pigmentatie, terwijl de grotvorm beide heeft verloren.
- Beide vormen zijn in staat om te paaien en te hybridiseren.
- Deze soort wordt gebruikt voor forward genetische analyse om genetica en ontwikkeling te bestuderen.
Doel van de Studie
- Het vaststellen van protocollen voor het stimuleren van het paaien bij Astyanax mexicanus.
- Het benutten van deze soort in vergelijkende studies naar ontwikkelingsbiologie.
- Het onderzoeken van de genetische en ontwikkelingsbiologische implicaties van de twee vormen.
Gebruikte Methoden
- Inkrementeel temperatuurregime voor het stimuleren van de kuitafzetting.
- Laboratoriumprotocollen voor het houden van vissen onder gecontroleerde omstandigheden.
- Observatie van paadgedrag en resultaten.
- Hybridisatiestudies tussen de twee vormen.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle spawning werd bereikt onder de gespecificeerde temperatuuromstandigheden.
- Beide vormen van Astyanax mexicanus vertoonden hybridisatievermogen.
- Er werden grote, transparante embryo's geproduceerd voor verdere studie.
- De resultaten ondersteunen het gebruik van deze soort in genetisch en ontwikkelingsbiologisch onderzoek.
Conclusies
- De vastgestelde protocollen kunnen het succes van de eiafzet bij Astyanax mexicanus verbeteren.
- Deze soort dient als een waardevol model voor het bestuderen van evolutionaire en ontwikkelingsprocessen.
- Toekomstig onderzoek kan voortbouwen op deze bevindingen om genetische mechanismen te onderzoeken.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor executives
De betrouwbare productie van grote hoeveelheden kwalitatief hoogwaardige Astyanax mexicanus-embryo's maakt robuuste vergelijkende studies mogelijk in de ontwikkelings- en evolutiebiologie. Incrementele temperatuurmodulatie biedt een reproduceerbare workflow voor het genereren van embryo's op grote schaal, wat bijdraagt aan mechanistische risicoreductie en targetvalidatie in de vroege ontdekkingsfase. Deze capaciteit vormt de basis voor translationele onderzoekspijplijnen die consistente, ziekterelevante modelsystemen vereisen voor hypothesetoetsing en fenotypische screening.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt het mogelijk om ontwikkelings- en evolutionaire mechanismen te onderzoeken met behulp van genetisch hanteerbare modelsystemen.
- Ondersteunt functionele target-validatie door embryo's te leveren voor forward genetische analyse en fenotypische assays.
- Faciliteert mechanische risicoreductie via gecontroleerde manipulatie van omgevingsvariabelen.
Screening & assayontwikkeling
- Biedt gestandaardiseerde embryo-productie met een hoog rendement voor downstream screening-workflows.
- Garandeert de reproduceerbaarheid en schaalbaarheid van assays die gesynchroniseerde ontwikkelingsstadia vereisen.
- Maakt kwantitatieve evaluatie van morfologische en gedragsfenotypes over verschillende genetische achtergronden mogelijk.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Lijnt de resultaten van het modelsysteem uit met ziekte-relevante kenmerken voor de translationele ontdekking van biomarkers.
- Ondersteunt de continuïteit van vroege ontdekking tot preklinische validatie door grootschalige, reproduceerbare studies mogelijk te maken.
- Vermindert het biologische risico door de kwaliteit van embryo's en de timing van de ontwikkeling te standaardiseren.
Integratie van Pipeline en Workflow
Incrementele temperatuurgestuurde spawning integreert in het ontdekkingscontinuüm, van vroege hypothesetoetsing tot de ontwikkeling van preklinische modellen.
- Discovery Biology: Biedt een platform voor hypothese-gestuurde studies naar ontwikkelingspaden en evolutionaire mechanismen.
- Screening: Levert reproduceerbare, hoogwaardige embryo's voor fenotypische en genetische screeningsassays.
- Analytics: Maakt kwantitatieve meting van ontwikkelings- en morfologische eindpunten over verschillende experimentele condities mogelijk.
- Translationeel Onderzoek: Ondersteunt de afstemming van modeluitkomsten met menselijke ziektekenmerken waar relevant.
- Enterprise Hergebruik: Vestigt een schaalbare, herbruikbare workflow voor lopende R&D-programma's die een consistente aanvoer van embryo's vereisen.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit in ontwikkelingsstudies.
- Operationele waarde: Standaardiseert de embryoproductie, waardoor de reproduceerbaarheid en doorvoer worden verbeterd.
- Strategische waarde: Maakt betere go/no-go-beslissingen mogelijk door betrouwbare resultaten van modelsystemen te leveren.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risico-gecorrigeerde prioritering en de voortgang van programma's in de ontdekkingsfase.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in het houden van aquatische modelsystemen en in ontwikkelingsstadia.
- Vereist een infrastructuur voor gecontroleerde temperatuurregeling en monitoring.
- Vereist standaardisatie tussen teams van protocollen voor voeding, paaring en de behandeling van embryo's.
- Aanpassingen kunnen noodzakelijk zijn voor verschillende Astyanax-morfen of aanverwante soorten.
- De paarfrequentie en de kwaliteit van de embryo's kunnen variëren afhankelijk van de genetische achtergrond en de omgevingsfactoren.
