Obecny protokół opisuje metodę hodowli owadów szkodników w laboratoriach. Procedury rozróżniania płci owadów i ekstrakcji kwasów nukleinowych w celu sekwencjonowania o wysokiej przepustowości są ustalane przy użyciu dwóch szkodników tortricid.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Obecny protokół opisuje metodę hodowli owadów szkodników w laboratoriach. Procedury rozróżniania płci owadów i ekstrakcji kwasów nukleinowych w celu sekwencjonowania o wysokiej przepustowości są ustalane przy użyciu dwóch szkodników tortricid.
Tortricidae (Lepidoptera), powszechnie znany jako tortrix lub leafroller, zawiera wiele szkodników rolniczych i leśnych, które powodują poważne straty w rolnictwie. Aby zrozumieć biologię takich szkodników, istnieje duże zapotrzebowanie na podstawowe techniki. Tutaj opracowywane są metody masowej hodowli, obserwacje i badania molekularne przy użyciu dwóch tortrixów herbacianych, Homona magnanima i Adoxophyes honmai (Lepidoptera: Tortricidae). Owady były hodowane masowo przy użyciu plastrów sztucznej diety i utrzymywane w chowu wsobnym przez ponad 100 pokoleń, biorąc pod uwagę ich cechy biologiczne. Owady mają różne dymorfizmy płciowe; W związku z tym trudno jest rozróżnić płeć w fazach rozwojowych, co uniemożliwiło późniejsze testy. W niniejszej pracy podkreślono, że płeć larw tortricidae można określić poprzez obserwację jąder lub barwienie orceiną mlekowo-octową w celu uwidocznienia specyficznego dla samicy chromosomu W. Ponadto, wykorzystując metody determinacji płci, niniejsze badanie umożliwiło ekstrakcję kwasów nukleinowych z zarodków zdeterminowanych płciowo i zastosowanie w sekwencjonowaniu o wysokiej przepustowości. Wskazówki te mają zastosowanie do innych szkodników i ułatwią dalsze badania morfologiczne i genetyczne.
Owady Lepidoptera stanowią ponad 10% wszystkich opisanych żyjących gatunków1, a niektóre gatunki taksonów powodują poważne uszkodzenia roślin i poważne straty rolnicze2,3. Chociaż badania molekularne i genetyczne zostały opracowane przy użyciu owadów modelowych, takich jak jedwabnik Bombyx mori4,5, szkodniki pozostają niezbadane, częściowo z powodu trudności w hodowli i obsłudze6,7. Dlatego niezbędne są podstawowe badania i techniki, aby zrozumieć biologię takich niemodelowych szkodników.
Tortricidae (Lepidoptera), powszechnie znana jako tortrix lub leafrollers, składa się z wielu szkodników rolniczych i leśnych8. Spośród taksonów owadów, orientalny tortrix herbaciany Homona magnanima Diakonoff i letni tortrix owocowy Adoxophyes honmai Yasuda są poważnymi polifagicznymi szkodnikami, o których wiadomo, że uszkadzają drzewa herbaciane w Azji Wschodniej7. Oba gatunki składają płaskie i owalne skupiska jaj (lub masy jajowe) składające się z cienkich, miękkich i kruchych jaj pokrytych wydzielinami matki. Chociaż etapy embriogenezy mają kluczowe znaczenie dla rozwoju owadów i determinacji płci9, struktura jaj uniemożliwia dalszą analizę i zrozumienie biologii owadów. Ważne jest, aby przezwyciężyć trudności związane z dalszymi badaniami nad szkodnikami składającymi jaja w tak złożonej masie jajowej.
Tutaj, aby zrozumieć biologię tortricidae, opracowano metody masowej hodowli, obserwacje i badania molekularne przy użyciu A. honmai i H. magnanima. Po pierwsze, metody masowej hodowli utrzymują oba tortricidy przez ponad 100 pokoleń przez chów wsobny. Oddzielenie jaj od połączonej masy jajowej przypominającej łuski ułatwiło obserwację embriogenezy tortricidów przy użyciu rozpuszczalników alkalicznych i organicznych, wcześniej opracowanych na podstawie technik stosowanych u much10. Ponadto w niniejszym badaniu ustalono dyskryminację małych zarodków ze względu na płeć poprzez opracowanie metod barwienia chromatyny płciowej samic lepidoptera przy użyciu orceiny mlekowo-octowej11. Łącząc te metody, z zarodków zdeterminowanych płciowo wyekstrahowano wysokiej jakości i ilości kwasów nukleinowych, co w innym przypadku było trudne do ustalenia6. Wyekstrahowane RNA wykorzystano do sekwencjonowania nowej generacji. Łącznie przedstawione tutaj metody mają zastosowanie do innych owadów z rzędu Lepidoptera i innych taksonów owadów.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Zbieranie owadów i masowy chów
2. Oddzielanie jaj i larw faratu od mas jajowych w celu utrwalenia, przepuszczalności i barwienia
3. Ekstrakcje DNA i RNA z larw farów faratu determinowane płciowo
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ustanowienie i utrzymanie linii gospodarzy
Żywotność larw zebranych w terenie jest w różnym stopniu uzależniona od lokalizacji, sezonów oraz warunków hodowli (np. 90% żywotności w Taoyuan na Tajwanie, jak wykazano w pracy Arai et al.12). Około 30%–50% par zazwyczaj daje początek kolejnej generacji. W przypadku H. magnanima oraz A. honmai linie matczyne były utrzymywane poprzez inbredy przez ponad 100 pokoleń.
Obserwacje mor...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Tortricid obejmuje kilka szkodników rolniczych i leśnych; W niniejszej pracy przedstawiono metody hodowli tortrixa na przestrzeni pokoleń, obserwacji embriogenezy i płci owadów oraz przeprowadzania analizy molekularnej na dojrzałych zarodkach.
Jedną z przeszkód w badaniach nad owadami szkodnikami jest ustalenie metod chowu. Zwłaszcza chów wsobny czasami negatywnie wpływa na przystosowanie gatunku. Zmniejszenie sprawności przez chów wsobny, zwane depresją wsobną, było szeroko obserwowane u różn...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Autorzy pragną podziękować za wsparcie ze strony Japońskiego Towarzystwa Promocji Nauki (JSPS) Research Fellowships dla młodych naukowców [Numer grantu 19J13123 i 21J00895].
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 1/2 uncji kubek | FP CHUPA | CP070009 | hodowla owadów; https://www.askul.co.jp/p/6010417/ |
| 1/2 uncji pokrywka kubka | FP CHUPA | CP070011 | hodowla owadów; https://www.askul.co.jp/p/6010434/?int_id=recom_DtTogether |
| 99,7% kwas octowy | FUJIFILM Wako Chemicals Co., Osaka, Japonia | 36289 | utrwalenie; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01ALF036289.html |
| Bioanalizator Agilent 2100 | Agilent Technologies | nie pokazano | Kwantyfikacja kwasów nukleinowych; https://www.agilent.com/en/product/automated-electrophoresis/bioanalyzer-systems/bioanalyzer-instrument |
| Agilent RNA6000 zestaw nano | Agilent Technologies | 5067-1511 | Kwantyfikacja kwasów nukleinowych; https://www.agilent.com/cs/library/usermanuals/Public/G2938-90034_RNA6000Nano_KG |
| roztwór chlorku benzalkoniowego | Nihon Pharmaceutical Co., Ltd | No.4987123116046 | Sterylizacja; https://www.nihon-pharm.co.jp/consumer/products/disinfection.html |
| Bawełna | AOUME | 8-1611-02 | hodowla owadów; https://item.rakuten.co.jp/athlete-med/10006937/?scid=af_pc_etc&sc2id=af_113_0_1 |
| roztwór DAPI | Dojindo, Tokio, Japonia | 340-07971 | barwienia; https://www.dojindo.co.jp/products/D523/ |
| Wodorofosforan disodowy | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | Na2HPO4; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0119-0286.html |
| Zestaw do oznaczania ilościowego DSDN HS | Invitrogen | Q33231 | Kwantyfikacja kwasów nukleinowych; https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/Q33230?SID=srch-srp-Q33230 |
| Kolumna Econospin RNA II | Epoch Life Science, Inc. | EP-11201 | Ekstrakcja RNA; http://www.epochlifescience.com/Product/SpinColumn/minispin.aspx |
| Etanol | FUJIFILM Wako Chemicals Co., Osaka, Japonia | Utrwalanie | 4.98748E+12 |
| Kwas etylenodiamino-N,N',N'-tetraoctowy Sól tetrasodowa czterowodna (4NA) | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | Bufor do lizy komórek (EDTA); https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01T02N003.html |
| Papier pergaminowy | HEIKO | 2100010 | hodowli owadów; https://www.monotaro.com/p/8927/0964/?utm_id=g_pla& utm_medium=cpc& utm_source= Blok ciepła Adw |
| WSC-2620 PowerBLOCK | ATTO, Tokio, Japonia | 4002620 | inkubacji; https://www.attoeng.site/ |
| heptan | FUJIFILM Wako Chemicals Co., Osaka, Japonia | Utrwalenie | 4.98748E+12 |
| https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0108-0015.html INSECTA LF | Nosan Co., Ltd | nie pokazano | Sztuczna dieta; https://www.nosan.co.jp/business/fodder/ist.htm |
| Ekstrakcja RNA | ISOGENII | Nippon Gene | 311-07361 |
| izopropanol | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | ekstrakcja kwasów nukleinowych; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0232-0004.html |
| Kwas mlekowy | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | barwienia; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0112-0005.html |
| metanol | FUJIFILM Wako Chemicals Co., Osaka, Japonia | Utrwalanie | 4.98748E+12 |
| MSV-3500 vortex | Biosan | BS-010210-TAK | Mieszalnik Voltex; https://biosan.lv/products/-msv-3500-multi-speed-vortex/ |
| Nano Fotometr NP 80 | Implen | nie pokazano | Kwantyfikacja kwasów nukleinowych; https://www.implen.de/product-page/implen-nanophotometer-np80-microvolume-cuvette-spectrophotometer/tech-specs/ |
| Naturalna szeroka | paczka Inomata chemiczna hodowla | 1859 | ; https://www.monotaro.com/g/03035766/?t.q=%E3%83%8A%E3%83%81%E3%83%A5%E3% 83%A9%E3%83%AB%E3%83%91% E3%83%83%E3%82%AF%E3%83% AF%E3% 82%A4%E3%83%89 |
| NEBNext Ultra II Zestaw do przygotowania biblioteki RNA Illumina | New England BioLabs | E7770S | ; https://www.nebj.jp/products/detail/2039 |
| orcein | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | Barwienia; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0115-0094.html |
| Paraformaldehyd | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 160-16061 | utrwalenie; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0116-1606.html |
| Monolaurynian polioksyetylenu(20) sorbitanu | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | Tween-20; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0116-2121.html |
| Przenośne czarne światło UV (długość fali 4 W, 365 nm) | Southwalker Co., Ltd., Kanagawa, Japonia | nie pokazano | Kolekcja owadów; http://www.southwalker.com/shopping/?pid=1364614057-467328 |
| Chlorek potasu | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | KCl; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0116-0354.html |
| Diwodorofosforan potasu | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | KH2PO4; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0116-0424.html |
| ProLong Diamond Anti Blaknięcie Mountant | Invitrogen, MA, USA | P36965 | antifade; https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/P36965 |
| Roztwór proteinazy K Ekstrakcja | Merck | 71049-4CN | ; https://www.merckmillipore.com/JP/ja/product/Proteinase-K-Solution-600-mAU-ml,EMD_BIO-71049 |
| roztwór do wytrącania białek | Qiagen | 158912 | ekstrakcja DNA; https://www.qiagen.com/us/products/discovery-and-translational-research/lab-essentials/buffers-reagents/puregene-accessories/?cmpid=PC_DA_NON_ BIOCOMPARE_ProductListing_ 0121_RD_MarketPlace_ProductC |
| Qubit V4 | Invitrogen | Q33238 | Kwantyfikacja kwasów nukleinowych; https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/Q33238 |
| ryfampicyna | FUJIFILM Wako Chemicals Co., Osaka, Japonia | 4.98748E+12 | Sterylizacja; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0118-0100.html |
| Zestaw do oznaczania ilościowego RNA HS | Invitrogen | Q32855 | Kwantyfikacja kwasów nukleinowych; https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/Q32852 |
| Roztwór RNazy | Ekstrakcja genu Nippon | 313-01461 | ; https://www.nippongene.com/siyaku/product/modifying-enzymes/rnase-a/rnase-s.html |
| Silk Mate 2S | Nosan Co., Ltd | nie pokazano | Sztuczna dieta; https://www.nosan.co.jp/business/fodder/ist.htm |
| Chlorek sodu | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | NaCl; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0119-0166.html |
| Dodecylosiarczan sodu | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | Bufor do lizy komórek (SDS); https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0119-1398.html |
| wodny roztwór podchlorynu sodu | FUJIFILM Wako Chemicals Co., Osaka, Japonia | 4.98748E+12 | separacja jaj; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0119-0220.html |
| Chlorowodorek tetracykliny | FUJIFILM Wako Chemicals Co., Osaka, Japonia | 4.98748E+12 | Sterylizacja; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0120-1656.html |
| Tris-HCl | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | Bufor do lizy komórek; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0120-1536.html |
| ultra czystej wody destylowanej | Invitrogen | 10977023 | ekstrakcji RNA; https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/10977015 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.