Summary
ב פרוטוקול זה, שיטות לעריכת נישואין בתוך המשפחה צלבים, להערכת ההצלחה של אלה צלבים, מתוארים על הנמלה Vollenhovia emeryi. פרוטוקולים אלה חשובים עבור ניסויים להבנת בסיס גנטי של סקס נחישות מערכות דבוראים.
Abstract
הרכיבים גנטית ומולקולרית של המפל זוויג נחקרו בהרחבה ב דבורת הדבש, בומבוס, אורגניזם מודל hymenopteran. עם זאת, מעט מאוד ידוע על המנגנונים זוויג נמצאו ב- taxa hymenopteran-דגם אחרים, כגון נמלים. בגלל האופי המורכב של מחזורי החיים שהתפתח במינים hymenopteran, קשה לשמור על התנהלות חוצה ניסיוני בין אורגניזמים אלה במעבדה. כאן, אנו מתארים את השיטות לביצוע הרבעה צלבים, להערכת הצלחת מהצלבים האלה נמלה Vollenhovia emeryi. גרימת נישואי קרובים במעבדה בעזרת נ' emeryi, הוא פשוט יחסית בגלל הביולוגיה ייחודי של המין האנושי. באופן ספציפי, מין זה מייצר androgenetic זכרים, נקבה reproductives שהפגינו פולימורפיזם כנף, אשר מפשט זיהוי הפנוטיפים של צלבים גנטי. בנוסף, להערכת ההצלחה של נישואי קרובים היא פשוטה כמו גברים יכול להיות מיוצר באופן רציף על ידי הניחוש הראשון שלי צלבים, בעוד גברים נורמליים מופיעים רק בעונת הרבייה מוגדרים היטב בשטח. פרוטוקול שלנו מאפשרים שימוש נ' emeryi כמודל לחקור את הבסיס הגנטי והמולקולרי של מערכת קביעת מין במין נמלה.
Introduction
Taxa Eusocial Hymenopteran, כגון נמלים, דבורים, התפתחה מערכת זוויג haplodiploid אנשים אשר שאינם משפחתית ולא משפחתית הטרוזיגוטיים על קביעת מין משלימים אחד או יותר לוקוסים (CSD) הופכים נקבות, בעוד אלו שהם הומו - או hemizygous הופכים הזכרים (איור 1א')1.
רכיבים גנטית ומולקולרית מעורב המפל נחישות סקס נחקרו היטב ב דבורת הדבש, בומבוס,3,42,אורגניזם מודל hymenopteran. חקירות גנומיקה השוואתי האחרונות מראים כי דבורי הדבש ונמלים לשתף homologs בשם רבים במסלול נחישות סקס, כמו הגן נחישות סקס הראשונית, csd5. עם זאת, ראיות של שימור פונקציונלי homologs האלה עדיין חסר נמלים.
כדי לטפל בבעיה זו, נישואי קרובים קווים צריכים להתפתח כפי שהם חיוניים עבור מיפוי גנטי, במחקרים מולקולריים. עם זאת, קשה לשמור על התנהלות חוצה ניסיוני בין אורגניזמים אלה במעבדה בגלל האופי המורכב של מחזורי החיים שהתפתח.
כאן, אנו משתמשים Vollenhovia emeryi כמודל לחקור את הבסיס הגנטי והמולקולרי של מערכת קביעת מין נמלים6,7. הקווים הרבעה של מין זה פותחו בעבר למיפוי הצמדה של תכונה כמותית אתרים כמותיים עבור תכונות הקשורות קביעת מין בפעם הראשונה בנמלים6. בנוסף, המפל זוויג מולקולרית כבר ובדוקים7. מין זה התפתח מערכת רבייה יוצא דופן מעסיקה הן gynogenesis והן androgenesis (איור 1B)8,9. רוב קווינס החדשה של זכרים clonally מופקות מן הגנום אימהי ו אבהית, בהתאמה. בנוסף, העובדים ומלכות מסוימים מיוצרים מינית8. מערכת רבייה זו היא התאימו היטב מחקרים גנטיים כי חוצה הרבעה המיוצר באמצעות מינית המיוצר מלכות זכרים שוות מבחינה גנטית backcross קלאסי. מאז מלכות מינית המיוצר נבדלים מורפולוגית מקווינס המופק הגנום אימהי10 (איור 1B), ביצוע והערכת הרבעה צלבים מתבצע בפשטות רבה יותר בשיטה זו.
במאמר זה, שיטות הקמת מושבות מעבדה לבדיקת המעבר, יישום של הרבעה חוצה שימוש מלא-sib זוגות ולאחר הערכת ההצלחה מהצלבים האלה באמצעות genotyping של חברי המושבה דיסקציה של צאצא זכר איבר המין מתוארים נ' emeryi.
מערכת רבייה מועסקים היישום של הניחוש הראשון שלי צלבים לעתים קרובות הצעד הראשון חיוניים כל חקירה של סקס נחישות מערכות דבוראים. כך למשל ב- Cardiocondyla obscurior, העדר כמעט מוחלט של זכרים דיפלואידי לאחר 10 דורות של מלא-sib ההזדווגות במעבדה מדגים היעדר CSD לוקוס11. זה אפשרי לחזות את מספר CSD לוקוסים מן היחס בין זכרים מיוצר הרבעה צלבים6,12,13.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. שדה אוסף ותחזוקה של המושבות (פ') Emeryi במעבדה
הערה: קינים של נ' emeryi מצויים נרקב יומני רישום של הנופלים רקובה עץ הדיגיטלי יערות משניים ברחבי יפן. מין זה מציג שני סוגים של מושבות, קרי, מושבות (1) בהפקת רק מלכות לונג-כנף, (2) מושבות בעיקר בהפקת קצר-כנף מלכות בנוסף למספר קטן של מלכות לונג-כנף8,14. ב פרוטוקול זה, אספנו הסוג האחרון של מושבות ב פריפקטורה אישיקאווה, יפן.
- לאסוף את המושבות נ' emeryi בחודשי הקיץ המוקדמים.
הערה: כדי לקבל מספר מספיק של יחידים מינית במהלך עונת הרבייה, מושבות המכיל יותר מ-300 יחידים עדיפים. - העברת דגימות נמלה מן הענפים שנאספו לקן טיח מלאכותיים עם כיסוי זכוכית באמצעות של העצמות (איור 2, משמאל).
- לשמור על מושבות בקן מלאכותי 25 ° c תחת מחזור 16:8 h/כהה. מספקים מי ברז עם בקבוק לשטיפת להרטיב הטיח.
- להוסיף כ- 100 מ ג של אבקת קריקט יבשה עטופה בנייר כסף ומכניסים סוכר חום מלא מים תשר (20 µL tip) בכל יום עד reproductives חדש (1 F המכונף-מלכות וזכרים F1 ) להגיח.
2. ניסויי מעבדה צלבים
הערה: reproductives חדש להתחיל מגיחים בשלהי הקיץ אל הסתיו (איור 3). מלכות לונג-כנף מיוצרים מינית, קצר-כנף מלכות מיוצרים clonally ויש את הגנום אימהי (איור 1). השתמש ארוך-כנף מלכות וזכרים עבור הניחוש הראשון שלי צלבים.
- כדי לעצור אנשים מלעבור, מקום מושבות חדר סביבה קבועה ב- 4 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות.
- להסיר את אמצע-רגליו של 30 עובדים באמצעות מלקחיים תחת מיקרוסקופ סטריאוסקופי ולהעביר אותם חדשים קטנים טיח קן (איור 2, נכון) על הניחוש הראשון שלי צלבים.
הערה: הרגליים יוסרו כדי להבחין בין העובדים הנוכחי של העובדים שיופקו על ידי חוצה הרבעה עוקבות. - להוסיף 3-4 זחלים או גלמים לתוך קן גבס המכיל עובדים.
הערה: עובדים מראים פעילות גישוש במושבה F0 מלכות-פחות. זחלים או גלמים יכול ביעילות למשוך עובדים אלה, reproductives חדש במרכז המושבה במהלך מבחן המעבר. כתוצאה מכך, לשמור על התנאים של המושבה ניסיוני בקרבת המושבה נורמלי. - להעביר מלכה לונג-כנף, זכר אותו לקן טיח מוכן בשלב 2.3 עבור הניחוש הראשון שלי צלבים.
- לשמור על מושבות 25 ° c תחת מחזור 16:8 h/כהה עם מזון ומים הניתנים כמתואר ב- 1.3 עד המלכה לאבד את כנפיה, להטיל ביצים.
הערה: זה לוקח שבוע אחד בחודש. - בדוק את כל המושבה ניסיוני יום תחת מיקרוסקופ סטריאוסקופי. לאחר ביצוע הרבעה חוצה בין הצאצאים1 F, ביצים יכול להיות שנצפו תחת מיקרוסקופ סטריאוסקופי.
- לאחר F המלכה1 מתחיל ביציה, להסיר F1 זכרים, הזחלים או הגלמים הוסיף בשלב 2.3 מן הקן כדי למנוע ערבוב של הדור1 F (זכרים ונקבות המשמש צלבים נישואי קרובים), הדור2 F (צאצא המופק צלבים נישואי קרובים).
הערה: אם ישנם כמה זכרים במושבה, אפשרי לזירוז צלבים הרבעה באמצעות זכר אחד ומלכות 1 עד 3 במושבה ניסיוני אותו. - לשמור על מושבות תחת conditionsas זהה המתואר 1.3, עד F2 הצאצאים מגיחים.
הערה: העברת F1 המלכה, F2 צאצא חדש גדול יותר טיח קן (איור 2, משמאל) לצורך שמירת המושבה לטווח ארוך.
3. הערכה של נישואי קרובים להצלחה
- מיצוי הדנ א ואת genotyping של הדור הורים (F0)
- הסר רגל אחת של מלכה0 F באמצעות מלקחיים, להעביר את הרגל microtube 1.5 mL המכיל 100 µL של סוכן קלאציה.
- תחת מיקרוסקופ סטריאוסקופי, לנתח בטן הנשי בצלחת זכוכית מלאים µL 300 של הנדסה גנטית מים באמצעות מלקחיים, לבודד את spermatheca המכיל את הזרע מן הזכרים ובסיומה.
- הקילוף הרקמה של spermatheca ולבודד את הזרע של הרקמה של הנקבה באמצעות סיכות חרקים.
הערה: כדי להקל על שאיבת זרע מ- spermatheca, אחסן דגימות נשים ב- 100% EtOH יותר יום אחד לפני ניתוח. - שימוש של micropipette, העברת הזרע לתוך microtube 1.5 mL המכיל 100 µL של סוכן קלאציה.
- דגירה בדגימות של F0 המלכה, תאי זרע מוכן בשלב 3.1.1 ו- 3.1.3, בהתאמה, ב 95 מעלות צלזיוס במשך 20 דקות פלאש centrifuge את microtube ולאחסן ב 4 º C.
- גנוטיפ כל דגימות בשיטה המתוארת במקום אחר4.
- מיצוי הדנ א של זוג נמלים המשמשים הרבעה צלבים (F1)
- לאחר המאשרת ייצור הביצים על ידי sib הזדווגו המלכה1 F, לחלץ את ה-DNA של המלכה שימוש בכנפיה המחסן או רגל אחת באמצע, גנוטיפ תוך שימוש באותה שיטה המתוארות בסעיף 3.1 לעיל.
- תמצית ה-DNA של F1 זכר באמצעות הרגל ואחד גנוטיפ אותם באמצעות אותו בשיטה המתוארת בסעיף 3.1 לעיל.
הערה: הדוגמאות שניתן לאחסן ב 100% EtOH לפני הפקת דנ א, ו- DNA בסוכן קלאציה ניתן לאחסן במשך חודשיים ב 4 º C.
- הערכה של פוריות הגבר אצל זכרים המופק הניחוש הראשון שלי צלבים
הערה: זכרים דיפלואידי המופק הרבעה צלבים לעיתים קרובות סטרילי.- לנתח את איברי הרבייה הפנימיים בקערת זכוכית עם µL 400 של PBS פתרון באמצעות מלקחיים.
- להסיר PBS ולהוסיף 4% paraformaldehyde (PFA) באמצעות של micropipette.
- לתקן את הרקמה על ידי המקננת ב- PFA למשך 30 דקות בטמפרטורת החדר (15-25 ° C).
- רחץ רקמות 5 פעמים עם µL 400 ל- PBS באמצעות של micropipette.
- לדלל את 4', 6-diamidino-2-phenylindole (דאפי) פתרון 1 µg/mL ב- PBS.
- הסר PBS ומוסיפים כ- 300 µL של פתרון מכתימים שתדללו את דאפי רקמות.
- דגירה 15 דקות בתנאי כהה בטמפרטורת החדר (15-25 ° C).
- לשטוף את רקמת 5 פעמים עם µL 400 ל- PBS, העברת רקמות על המרכז של שקופיות זכוכית באמצעות מלקחיים.
- הר רקמות על הרכבה בינונית המכיל phalloidin Tetramethylrhodamine TRITC מצומדת.
- לבחון דגימות על ידי לייזר קונפוקלי מיקרוסקופ באמצעות 20 X או עדשות המטרה X 63 סורק.
- השתמש 405 ננומטר לייזר עירור גלאי היברידית-410-530 ננומטר לגילוי דאפי.
- השתמש לייזר עירור nm 561 גלאי היברידית-565-650 nm לגילוי TRITC.
- השתמש מהירות סריקה של 400 Hz (400 קווים/s) ברזולוציה 1024 × 1024 פיקסלים.
- לכידת תמונות באמצעות פלטפורמת תוכנה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
התוצאות של ניתוח microsatellite באמצעות F0 ו- F1 דורות הראה כי נישואי קרובים צלבים הופקו בהצלחה (איור 4)6. כתוצאה מכך של הניחוש הראשון שלי צלבים, ובסיומה מלכות התקבלו בתוך חודש אחד של הקמת המושבות מעבר ניסיוני. רבע (± 27.1 8.91% SD) של כל הצאצאים (F2) מן חוצה נישואי קרובים היה זכר, ואילו השארית הייתה נקבה (עובדים, מלכה)6. מיפוי QTL באמצעות הצאצא של הניחוש הראשון שלי צלבים הראו כי גברים המיוצר על ידי צלבים הניחוש הראשון שלי היו דיפלואידי, homozygous בשתיים CSD לוקוסים (CSD1 ו- CSD2 באיור5), ואילו הנקבות (עובדים) המופק הניחוש הראשון שלי צלבים היו דיפלואידי, משפחתית ולא משפחתית הטרוזיגוטיים-לפחות אחד CSD לוקוס6.
דיסקציה של הזכרים הפלואידי חשף האשכים, זרע, כמו הצפוי (איור 6A-6 C). עם זאת, אצל הזכרים דיפלואידי, תאי זרע לא נצפו, רומז כי הזכרים מיוצר הניחוש הראשון שלי צלבים הם מעוקרים נ' emeryi6. בנוסף, האשכים של הזכרים דיפלואידי נכשלה לפתח (איור 6D-6E).
איור 1 . מערכת הרבייה טיפוסי דבוראים (א) ובמערכת הרבייה טיפוסיות מעורבים androgenesis ו gynogenesis ב (B) נ' emeryi. בדרך כלל, נקבות (עובדים ומלכות) להתפתח הביצים דיפלואידי, ולפתח זכרים מביצים הפלואידי מופרית המכילה חצי של הגנום אימהי (א). ב. נ' emeryi, כמה זמן-כנף קווינס (LWQ) ועובדי סטרילי לפתח מביצים דיפלואידי מופרית, בזמן קצר-כנף קווינס (SWQ) לפתח עם הגנום אימהי כמעט מוחלטת מביצים דיפלואידי מופרית (gynogenesis). גברים לעולם לא יורשים הגנום אימהית, אלא הם שיבוטים של אביהם (androgenesis) (B). איור זה השתנה [Miyakawa. ואח 2018]7. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2 . ניסיוני הקים של מושבות נ' emeryi . לאחר אוסף שדה, מושבות העבירו קן טיח מלאכותי, המשיך במעבדה. קן גדול טיח (משמאל) הוא מוכן לשמור על מושבות שנאספו, ואילו קן גבס קטן יותר (מימין) הוא מוכן הרבעה ניסיוני צלבים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3 . Reproductives נ' emeryi חדשים להגיח במהלך עונת הרבייה. בוגר, ובכן-fedcolonies נוטים לייצר מלכות לונג-כנף (LWQ) עם הגנום הורים בנוסף מלכות קצר-כנף (SWQ) אשר לשאת רק הגנום אימהי (איור 1B). צילום: באדיבות מר. תקו. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 4 . עיצוב של נישואי קרובים צלבים, microsatellite אחרים של F0 ו- F1 דורות. באמצעות סמנים microsatellite 11 פיתח הקודם מחקרים6,8,9, נקבות וזכרים של הדור הורים (F0) הראה שונים אחרים. אחרים של נקבות וזכרים המשמש צלבים הניסוי (F1) ירש את אחרים הורים ו אבהית, בהתאמה, המציין כי הנקבות היו שלובות בהצלחה עם האחים שלהם, שבו הנקבות משותפים חצי שלהם הגנום. המספרים מציינים אורכים של PCR מוצרים בלוקוס microsatellite L-5, אשר הוא אחד הסמנים המשמש genotyping6,8,9,10. איור זה כבר מאויר על פי נתוני [Miyakawa ו Mikheyev 2015]6. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 5 . אלל דפוסים של שני CSD לוקוסים (CSD1 ו- CSD2) בצאצאים המיוצר על ידי צלבים הניחוש הראשון שלי. הפרופורציה של זכרים דיפלואידי (כ-25%) ומיפוי QTL באמצעות צאצא המיוצר על ידי מלכות הזדווגו sib מציע את קיומו של שני לוקוסים CSD ב נ' emeryi. הנקבות הן משפחתית ולא משפחתית הטרוזיגוטיים לפחות לאחד שני לוקוסים CSD ואילו הזכרים הם homozygous כל לוקוסים. אחרים מיוצגים על ידי אותיות האלפבית. איור זה השתנה [Miyakawa. ואח 2018]7. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 6 . זכר איברי הרבייה הפנימיים של הזכרים הפלואידי, דיפלואידי androgenetic ב נ' emeryi. מורפולוגיות של האשכים ואת שאר איברי הרבייה הפנימיים גזור החוצה מן הזכרים הפלואידי androgenetic (א). זרע (סיבי רקמת) יכול לראות האשכים של הזכרים הפלואידי (B ו- C). הצבע הכחול מסמן את הגרעינים מוכתמת. דאפי, סימני צבע אדום F-אקטין מוכתמת מצומדת Tetramethylrhodamine TRITC phalloidin ב B, C וא (א) בלוטות עזר; (t) בדיקות; (v) צינור הזרע; (ז) אברי מין חיצוניים. מורפולוגיות של איברי הרבייה הפנימיים גזור החוצה מן הזכרים דיפלואידי (D). האשכים, זרע של הזכרים דיפלואידי מעולם לא נצפו (D ו- E, N >> 30). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
מאמר זה מדגים פרוטוקולים שיכול לשמש זירוז הרבעה צלבים ולהעריך את המופע של נישואי קרובים, הנמלים נ' emeryi. בניסויים, genotyping של אנשים משמש צלבים יש צורך להבטיח כי נישואי קרובים צלבים היו מוצלחים. עם זאת, האפקטיביות של בדיקות אלה מעבר בולטת בבירור זכרים דיפלואידי יכול להיות מיוצר לאורך כל השנה, ואילו הזכרים הפלואידי יכול רק להיות מיוצר בסתיו השדה והן את המעבדה6. Sib הזדווגו המלכות להתחיל לייצר צאצא זכר מיד לאחר המעבר. אין הבדלים מורפולוגיים פנוטיפי נצפו בין זכרים דיפלואידי, הפלואידי ב נ' emeryi6,7. עם זאת, דיפלואידי זכר נ' emeryi כמעט תמיד מצליחים לפתח האשכים. בהיעדר גנטיים לבדיקת את relatedness גנטי של זוגות המשמש למעבר בדיקות, הפוטנציאל הרבייה של צאצא זכר ניתן להסיק אם אירעה נישואי קרובים. עם זאת, יצוין כי הזכרים מיוצר הניחוש הראשון שלי צלבים אינם תמיד סטרילי אחרים מינים hymenopteran15,16,17.
הצעד הראשון קריטי להצלחת הפרוטוקול הינה שמירה על מושבות מוזן היטב, כמו להאכיל אותם אחרי שדה אוסף תגדיל את הסבירות של קבלת מספר מספיק של reproductives עבור צלבים. ב. נ' emeryi, דווח מתאם חיובי בין תזונה לבין הייצור של לונג-כנף מלכות, שהן מלכות משמש צלבים הרבעה10. חרקים חברתיים, מושבות קטנות או מושבות ב בריאות לקויה, נוטים לא לייצר reproductives חדש18. לכן חשוב כדי לאסוף מושבות בוגרת מהשדה וכדי לספק להם כמות מספקת של מזון מזין עבור ניסויים באמצעות reproductives חדש.
השלב הקריטי השני הוא לשמור עובדים, הרבייה, אחדים הזחלים או הגלמים יחד במהלך הבדיקות המעבר וכדי לשמור על המושבה המעבר ניסיוני באותו מצב כמו זה של מושבה רגילה עד המעבר יושלם (למשך שבוע עד חודש). קשה לשמור על המושבות כי הם ישמשו עבור חציית בדיקות ללא עובדים יותר מ 3 ימים כי גברים אינם יכולים להאכיל את עצמם ואת חייבת להיות מוזן על ידי עובדים. בתנאים כאלה לא טבעי, שיעור ההצלחה של נישואי קרובים צלבים היה נמוך ביותר6.
קיימות שתי מגבלות לגבי היישום של פרוטוקולים אלה למינים אחרים נמלה. ראשית, הותאם עבור גרימת צלבים הם מינים ספציפיים. קל יחסית לזירוז צלבים מעבדה בנ' emeryi מאז אינטרה-המושבה ההזדווגות ללא טיסה מתרחשת בטבע. עם זאת, מינים רבים של נמלה התפתחו טקסי הזדווגות המערבות טיסות נישואין במהלך איזה חבר חדש של מלכות וזכרים במהלך או לאחר טיסה19. לכן חשוב להבהיר את הגורמים זירוז במעבר לכל מין במסגרת המעבדה. לדוגמה, בהנמלה טפילי Acromyrmex ameliae, הגירוי הראשי עבור מפעילה טיסות נישואין מופיע אור20. המגבלה השנייה היא, במקרים מסוימים, הזכרים דיפלואידי המיוצר על ידי צלבים הניחוש הראשון שלי לא יכול להיות שנאספו כפי שהם inviable או נהרג על ידי עובדים כי הם לא עובדים ו/או אין או פוטנציאל הרבייה נמוכה, ולפיכך הם עלות העיקרי למושבה של מינים אובייקטיבית21,22,23. למרבה המזל, דיפלואידי נ' emeryi זכרים מומתים לא עובדים, הם חיים עד שהם מתים באופן טבעי, מה שמרמז כי הם לא לעתים קרובות שפגשו בטבע, אסטרטגיה כדי לא לכלול זכרים דיפלואידי מושבות לא התפתח במין זה.
בהשוואה למינים אחרים של נמלים שמעסיקים רביית בתולים arrhenotokous להתרבות (איור 1א'), אנו יכולים להניח כי ישנם יתרונות מסוימים לייצר צלבים הרבעה ניסיוני נ' emeryi באמצעות androgenesis כמו נישואי קרובים צלבים שוות מבחינה גנטית backcross קלאסי. אכן, המערכת אפשרה לנו לתכנן ניסויים כדי לחקור את הגנים זוויג, המנגנונים המולקולריים, ולבצע מחקרים פונקציונלי ב6,7זה מינים.
לסיכום, חוצה שיטות לערוך נישואין בתוך המשפחה, כדי להעריך את ההצלחה של וכתוצאה מכך צלבים תוארו בכתבי נ' emeryi. פרוטוקולים אלה חיוניים עבור ניסויים מכוונים להבנת הבסיס הגנטי והמולקולרי של סקס נחישות מערכות דבוראים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
המחברים אין לחשוף.
Acknowledgments
אנו מודים מר. תקו, הנציג של AntRoom, טוקיו, יפן, סיפק לנו את התמונה שלו של נ' emeryi reproductives. הפרויקט מומן על ידי האגודה יפן עבור המשפחה מחקר של קידום המדע (JSPS) למדענים צעירים (16J00011), מענק סיוע למדענים צעירים (B)(16K18626).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Plaster powder | N/A | N/A | Any brand can be used |
| Charcoal, Activated, Powder | Wako | 033-02117,037-02115 | |
| Slide glass | N/A | N/A | Any brand can be used |
| Dry Cricket diet | N/A | N/A | Any brand can be used |
| Brown shuger | N/A | N/A | Any brand can be used |
| Styrene Square-Shaped Case | AS ONE | Any size | Size varies by number of ants |
| Incbator | Any brand can be used | ||
| Aluminum block bath Dry thermo unit DTU-1B | TAITEC | 0014035-000 | |
| 1.5mL Hyper Microtube,Clear, Round bottom | WATSON | 131-715CS | |
| Ethanol (99.5) | Wako | 054-07225 | |
| Stereoscopic microscope | N/A | N/A | Any brand can be used |
| Forseps | DUMONT | 0108-5-PO | |
| Chelex 100 sodium form | SIGMA | 11139-85-8 | |
| Phosphate Buffer Saline (PBS) Tablets, pH7.4 | TaKaRa | T9181 | |
| Paraformaldehyde | Wako | 162-16065 | |
| -Cellstain- DAPI solution | Dojindo Molecular Technologies | D523 | |
| ABI 3100xl Genetic Analyzer | Applied Biosystems | Directly contact the constructor formore informations. | |
| Confocal laser scanning microscope Leica TCS SP8 | Leica | Directly contact the constructor formore informations. | |
| HC PL APO CS2 20x/0.75 IMM | Leica | Directly contact the constructor formore informations. | |
| HC PL APO CS2 63x/1.20 WATER | Leica | Directly contact the constructor formore informations. | |
| Leica HyDTM | Leica | Directly contact the constructor formore informations. | |
| Leica Application Suite X (LAS X) | Leica | Directly contact the constructor formore informations. |
References
- Mable, B. K., Otto, S. P. The evolution of life cycles with haploid and diploid phases. BioEssays. 20 (6), 453-462 (1998).
- Beye, M., Hasselmann, M., Fondrk, M. K., Page, R. E., Omholt, S. W. The gene csd is the primary signal for sexual development in the honeybee and encodes an SR-type protein. Cell. 114 (4), 419-429 (2003).
- Hasselmann, M., et al. Evidence for the evolutionary nascence of a novel sex determination pathway in honeybees. Nature. 454 (7203), 519-522 (2008).
- Nissen, I., Müller, M., Beye, M. The Am-tra2 gene is an essential regulator of female splice regulation at two levels of the sex determination hierarchy of the honeybee. Genetics. 192 (3), 1015-1026 (2012).
- Schmieder, S., Colinet, D., Poirié, M. Tracing back the nascence of a new sex-determination pathway to the ancestor of bees and ants. Nature Communications. 3, 895 (2012).
- Miyakawa, M. O., Mikheyev, A. S. QTL Mapping of Sex Determination Loci Supports an Ancient Pathway in Ants and Honey Bees. PLoS Genetics. 11 (11), (2015).
- Miyakawa, M. O., Tsuchida, K., Miyakawa, H. The doublesex gene integrates multi-locus complementary sex determination signals in the Japanese ant, Vollenhovia emeryi. Insect Biochemistry and Molecular Biology. 94, 42-49 (2018).
- Ohkawara, K., Nakayama, M., Satoh, A., Trindl, A., Heinze, J. Clonal reproduction and genetic caste differences in a queen-polymorphic ant, Vollenhovia emeryi. Biology letters. 2 (3), 359-363 (2006).
- Kobayashi, K., Hasegawa, E., Ohkawara, K. Clonal reproduction by males of the ant Vollenhovia emeryi (Wheeler). Entomological Science. 11 (2), 167-172 (2008).
- Okamoto, M., Kobayashi, K., Hasegawa, E., Ohkawara, K. Sexual and asexual reproduction of queens in a myrmicine ant, Vollenhovia emeryi (Hymenoptera: Formicidae). Myrmecological News. 21, 13-17 (2015).
- Schrempf, A., Aron, S., Heinze, J. Sex determination and inbreeding depression in an ant with regular sib-mating. Heredity. 97 (1), 75-80 (2006).
- De Boer, J. G., Ode, P. J., Rendahl, A. K., Vet, L. E. M., Whitfield, J. B., Heimpel, G. E. Experimental support for Multiple-locus complementary sex determination in the parasitoid Cotesia vestalis. Genetics. 180 (3), 1525-1535 (2008).
- Paladino, L. C., et al. Complementary sex determination in the parasitic wasp Diachasmimorpha longicaudata. PLoS ONE. 10 (3), (2015).
- Kobayashi, K., Hasegawa, E., Ohkawara, K. No gene flow between wing forms and clonal reproduction by males in the long-winged form of the ant Vollenhovia emeryi. Insectes Sociaux. 58 (2), 163-168 (2011).
- Cowan, D. P., Stahlhut, J. K. Functionally reproductive diploid and haploid males in an inbreeding hymenopteran with complementary sex determination. Proceedings of the National Academy of Sciences. 101 (28), 10374-10379 (2004).
- Armitage, S., Boomsma, J., Baer, B. Diploid male production in a leaf-cutting ant. Ecological Entomology. 35 (2), 175-182 (2010).
- Krieger, M. J. B., Ross, K. G., Chang, C. W. Y., Keller, L. Frequency and origin of triploidy in the fire ant Solenopsis invicta. Heredity. 82, February 1998 142-150 (1999).
- Seeley, T. D., Mikheyev, A. S. Reproductive decisions by honey bee colonies: Tuning investment in male production in relation to success in energy acquisition. Insectes Sociaux. 50 (2), 134-138 (2003).
- Hölldobler, B., Wilson, E. O. The Ants. , Harvard University Press. http://www.amazon.co.uk/Ants-Bert-H?lldobler/dp/3540520929 (1990).
- da Souza, D. J., Marques Ramos Ribeiro, M., Mello, A., Lino-Neto, J., Cotta Dângelo, R. A., Della Lucia, T. M. C. A laboratory observation of nuptial flight and mating behaviour of the parasite ant Acromyrmex ameliae (Hymenoptera: Formicidae). Italian Journal of Zoology. 78 (3), 405-408 (2011).
- Woyke, J. What happens to diploid drone larvae in a honeybee colony. Journal of Apicultural Research. 2 (2), 73-75 (1963).
- Schmidt, A. M., Linksvayer, T. A., Boomsma, J. J., Pedersen, J. S. No benefit in diversity? The effect of genetic variation on survival and disease resistance in a polygynous social insect. Ecological Entomology. 36 (6), 751-759 (2011).
- Schrempf, a, Aron, S., Heinze, J. Sex determination and inbreeding depression in an ant with regular sib-mating. Heredity. 97 (1), 75-80 (2006).
