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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Este artigo descreve métodos básicos para padronizar fatores importantes como densidade, disponibilidade de ração, fonte de hidratação e controles ambientais para a criação a longo prazo de culturas laboratoriais do grilo comestível, Gryllus bimaculatus.
Gryllus bimaculatus (De Geer) é um grilo de grande porte distribuído por toda a África e eurásia do sul, onde é frequentemente colhido como alimento humano. Fora de sua faixa nativa, cultivar G. bimaculatus é viável devido à sua plasticidade dietética, ciclo reprodutivo rápido, falta de necessidade de diapausa, tolerância para criação de alta densidade e robustez contra patógenos. Assim, G. bimaculatus pode ser um modelo versátil para estudos de fisiologia de insetos, comportamento, embriologia ou genética.
Parâmetros culturais, como densidade de estocagem, refugia dentro da gaiola, fotoperíodo, temperatura, umidade relativa e dieta, todos impactam o crescimento, o comportamento e a expressão genética do críquete e devem ser padronizados. Na crescente literatura sobre insetos agrícolas para consumo humano, esses grilos são frequentemente empregados para avaliar as misturas de ração de candidatos derivadas de resíduos de culturas, subprodutos de processamento de alimentos e outros fluxos de resíduos de baixo custo.
Para apoiar experimentos em andamento avaliando o desempenho de crescimento do G. bimaculatus e a qualidade nutricional em resposta aos substratos de ração variável, foi desenvolvido um conjunto abrangente de protocolos padrão para reprodução, manutenção, manuseio, medição e eutanásia em laboratório. Uma ração de críquete padrão da indústria provou ser nutricionalmente adequada e funcionalmente apropriada para a manutenção a longo prazo de estoques de reprodução de críquete, bem como para uso como uma ração de controle experimental. Criando esses grilos a uma densidade de 0,005 grilos/cm3 em gaiolas de polietileno de 29,3 L com cobertura de tela a uma temperatura média de 27 °C em um fotoperiodo de 12 luz (L)/12 escuro (D), com coir de coco umedecido servindo tanto como fonte de hidratação quanto meio de oviposição tem sustentado com sucesso grilos saudáveis ao longo de um período de 2 anos. Seguindo esses métodos, os grilos em um experimento controlado produziram uma massa média de 0,724 g 0,190 g na colheita, com 89% de sobrevivência e 68,2% de maturação sexual entre meia (22 dias) e colheita (65 dias).
Como tipificado pelo inseto icônico, a mosca-das-frutas Drosophila melanogaster, o uso de insetos como organismos modelo de laboratório fornece vantagens distintas para estudos em genética, toxicologia e fisiologia1. O pequeno tamanho dos insetos reduz o espaço necessário para as culturas e a quantidade de ração e materiais consumíveis necessários. Muitos insetos se reproduzem rapidamente tornando-os exclusivamente adequados à criação de linhas genéticas especializadas e estudos que requerem a avaliação de múltiplas gerações sucessivas.
Muitos estudos se concentram em insetos holometabolosos como a Drosophila, que exibem metamorfose completa e pupação. No entanto, outros modelos estão disponíveis, incluindo Gryllus bimaculatus (De Geer), o críquete de campo de dois avistados. G. bimaculatus é um inseto paurometabolous que sofre entre 7 e 11 instars ninfas antes de atingir a maturidade sexual2. Este grilo exibe uma ampla gama de comportamentos relacionados à seleção sexual, incluindo estridulação, exibições territoriais e guarda-mate3. Grilos imaturos são diferentes das larvas de espécies de insetos holometabolos, pois eles, semelhantes a muitos jovens paurometabolos, são capazes de regenerar membros perdidos e danificados durante a ecdysis4. Além disso, o genoma totalmente sequenciado de G. bimaculatus foi publicado em 20215. Essas características tornam esses grilos atraentes como alvo para pesquisas básicas.
Grilos de campo com dois avistados são amplamente criados para comida humana e ração animal. A escala dessas operações é muitas vezes muito maior do que para pesquisas laboratoriais 6,7. Apesar da diferença de escala, os desafios enfrentados pelos pesquisadores se sobrepõem muito aos encontrados pelos agricultores comerciais de críquete. Essas considerações convergem no contexto de pesquisas baseadas em laboratório com o objetivo de melhorar a produção de insetos comestíveis. À medida que a indústria de insetos comestíveis continua a evoluir e crescer, otimizar os insumos alimentares e uma miríade de outros aspectos da produção é um objetivo primário8. Estudos de laboratório que demonstram melhorias medidas na eficiência de criação, sobrevivência ou tempo de geração nesses grilos têm o potencial de ajudar a aumentar a rentabilidade das operações de agricultura de críquete a longo prazo.
Protocolos padronizados de criação permitem uma comparação mais estreita entre estudos que investigam a otimização da criação. Até o momento, foram publicados poucos protocolos aprofundados para a criação de G. bimaculatus em laboratório. Um protocolo ideal refletiria as condições encontradas nas operações de críquete do mundo real, mantendo as condições estritamente controladas necessárias para medir com precisão as mudanças no desempenho de crescimento decorrentes de tratamentos experimentais e destacando estratégias de mitigação de riscos. Os métodos descritos neste artigo foram desenvolvidos com base em protocolos, técnicas e aparelhos publicados usados para criar uma variedade de espécies de críquete em uma ampla gama de escalas de produção laboratorial e comercial 2,9,10,11,12. Esses métodos também são informados por várias fontes não revisadas por pares, incluindo boletins técnicos inéditos e comunicação pessoal com agricultores comerciais de críquete na América do Norte. Este protocolo foi desenvolvido com a intenção de facilitar o estabelecimento de culturas laboratoriais de G. bimaculatus especificamente para uso em ensaios relacionados à agricultura de insetos.
1. Preparando o substrato de oviposição
NOTA: Coir de coco é um substrato ideal para G. bimaculatus. Para obter métodos detalhados sobre como separar coir do tijolo de coir comprimido e uma nota sobre segurança respiratória, consulte materiais suplementares passo 1.1.
2. Cuidar de estrelas três para adultos
Dados que demonstram a criação bem-sucedida do críquete desde a eclosão até os 65 dias de idade foram coletados durante um teste de alimentação em setembro de 2021. Os grilos foram cultivados a partir de ovos seguindo as etapas 1.1.1-2.6.1 desses protocolos, e seis gaiolas de réplica foram abastecidas com 24 grilos aleatórios de 22 dias de idade (terceira instar) seguindo o passo 2.7 acima. Grilos foram então criados em condições de sala ambiente; no entanto, devido a uma unidade de manuseio do ar defeituosa, a temperatura ambiente média foi de 25 ± 1 °C a 20% de umidade relativa do que os 27 °C sugeridos. A massa de críquete foi medida duas vezes por semana entre 22 e 65 dias após a eclosão. Os resultados deste experimento são descritos abaixo e são apresentados como meios de desvio padrão mais ou menos.
Os dados apresentados na Figura 1 e na Figura 2 representam as seis gaiolas de replicação administradas no feed padrão descrito neste protocolo. Grilos foram estocados de uma população com massa média de 21 ± 9 mgs. Ao final do experimento, a massa média de todos os grilos juvenis e adultos combinados foi de 0,724 g ± 0,190 g (Figura 1). Como G. bimaculatus é sexualmente dimórfico, também relatamos massa adulta por sexo. A relação sexual na colheita foi de 51% do sexo feminino. Dos 30 homens adultos presentes aos 65 dias de idade quando o experimento terminou, a massa média foi de 0,721 g ± 0,123 g. Das 58 mulheres adultas presentes aos 65 dias de idade, a massa média foi de 0,841 g ± 0,112 g (Figura 2). A sobrevivência entre meia e colheita foi de 89% e foi medida semanalmente por contagem total de todos os grilos individuais em todas as gaiolas. No dia 65, 68,2% de todos os grilos haviam atingido a estrela adulta (Figura 2).

Figura 1: Massa média de grilos individuais 22-65 dias após a eclosão. As barras representam quartis de massa média de críquete por gaiola, n = 6 gaiolas. Todos os grilos foram contados e pesavam 2x por semana, exceto em 1 semana do experimento, no qual foram pesados apenas uma vez. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Massa de críquete adulto por sexo no final do experimento. Grilos machos n = 30, grilos femininos n = 58. As barras representam quantidades de massa média; 'x' representa massa média de críquete por sexo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Materiais suplementares: (1) Coir de Coco e Segurança Respiratória, (2) Remoção de material coir de coco, (3) Calibração da entrega de névoa, (4) Construção de tampas blindadas, (5) Estocagem experimental de gaiolas, (6) Grilos randomizador para gaiolas, (7) Métodos utilizados para análise de ração. Clique aqui para baixar este Arquivo.
Figura suplementar S1: Vista lateral da gaiola de críquete contendo arranjo correto de refugia de caixa de papelão, ração e coir de coco. Clique aqui para baixar este Arquivo.
Figura Suplementar S2: Vista superior das placas de Petri contendo coir de coco e ração de críquete posicionadas no fundo da gaiola. Clique aqui para baixar este Arquivo.
Figura Suplementar S3: Grilos sendo transferidos do fundo de uma gaiola para uma nova gaiola, inclinando-se lentamente como descrito nas etapas 2.2.11-2.2.13. Clique aqui para baixar este Arquivo.
Figura Suplementar S4: Gaiolas contendo grilos posicionados em racks de criação iluminados. Clique aqui para baixar este Arquivo.
Tabela Suplementar S1: (1) Análises nutricionais da alimentação comercial, (2) Lista de ingredientes de ração do fabricante. Clique aqui para baixar esta Tabela.
Os autores não têm conflitos de interesse para declarar.
Este artigo descreve métodos básicos para padronizar fatores importantes como densidade, disponibilidade de ração, fonte de hidratação e controles ambientais para a criação a longo prazo de culturas laboratoriais do grilo comestível, Gryllus bimaculatus.
O financiamento para este projeto foi possível através de subvenções internas da Universidade de Wisconsin-Madison. Sinceros agradecimentos a Kevin Bachhuber da Bachhuber Consulting Inc. pelo acesso ao seu guia inédito para a criação comercial de críquete e a Michael Bartlett Smith por sua ajuda no refino e solução de problemas desses métodos.
| Caixote de 31 qt (29,3 L) com tampa de pressão | HOMZ | 3430CLBL | Usado para abrigar reprodutores |
| de 3 andares/12 bandejas Suporte de Luz de Crescimento | Fischer Scientific | NC1938548 | |
| 50-gal (189.27L) com tampa | Sterilite | #14796603 | Usado como contenção secundária ao manusear grilos |
| Cilindro graduado de polipropileno de 50 mL | Fischer Scientific | S95171 | |
| Caixote de 7,5 qt (7,1 L) com tampa de pressão | HOMZ | 3410CLBL | Usado para abrigar estoque expirado |
| Accuris 500 g x 0,01 g Balance | Fabricado pela Accuris, uma subsidiária da Benchmark Scientific | W3300-500 | Comprado da Dot Scientific através do serviço de compra do sistema da Universidade de Wisconsin "ShopUW+" |
| Ace Premier 1 Inch Flat Chip Brush | Ace Hardware | #1803261 | |
| Bel-Art SP Scienceware garrafa de lavagem de água deionizada | Fischer Scientific | 03-421-160 | |
| Tela de janela de alumínio brilhante | Copos de Porção de Plástico DescartáveisDescartáveis Phifer | UNSPSC# 11162108 | Tamanho de Malha 18 x 16" |
| 5.5 oz com tampas | Wal-Mart | N/A | |
| Água | Deionizada | ||
| Diablo 4-4/8" x 13 TPI Lâmina de Serra Tico-Tico Bi-Metal de Acabamento Ultra Fino | Home Depot | #313114935 | |
| Egg Filler Flats-Paper, 12 x 12" | Uline | S-5189 | |
| Placas de Petri da Fisherbrand com Tampa Transparente 100 x 15mm | Fischer Scientific | FB0875714 | |
| Placas de Petri da Fisherbrand com Tampa Transparente 60 x 15mm | Fischer Scientific | FB0875713A | |
| Georgia-Pacific Envision Toalhas de Papel Marrom | Home Depot | #205675843 | |
| Infinity Tough Guy bastões de cola quente de alto desempenho | Infinity Bond | Infinity IM-Tough-Guy-12 | |
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| Stanley TimeIt Twin 2-outlet Grounded Mechanical 24 Hour Timer | Wal-Mart | N/A | |
| Solo de Recuperação Vermont Organics 11 lb Bloco de Coir | Home Depot | #300679904 |