Анализ реотаксиса у рыбок данио-рерио: метод измерения ориентационного поведения в ответ на различные скорости потока воды

Аннотация

Источник: Cresci, A., et al. Оценка влияния личности на чувствительность к магнитным полям у рыбок данио. J. Vis. Exp.(2019)

Это видео описывает анализ реотаксиса у рыбок данио. Метод заключается в измерении ориентационного поведения рыбок данио в ответ на различные скорости течения воды под действием различных магнитных полей.

Протокол

1.Настройка магнитного поля с помощью одномерной манипуляции с магнитным полем

1. Включите блок питания (Рисунок 1А).
2. Поместите спиральный туннель в место, где будет выполняться реотаксический протокол (раздел 3), но не отключайте его от плавательного аппарата (рисунок 1A). Поместите магнитный зонд, соединенный с гауссометром/Тесламетром, внутрь туннеля и проверьте, какое напряжение необходимо для получения выбранного значения магнитного поля вдоль большой оси туннеля.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Из-за магнитных свойств соленоида поле внутри туннеля достаточно однородно; Это можно проверить, медленно перемещая щуп как по горизонтали, так и по вертикали.
3. Отсоедините щуп и подсоедините проточный канал к плавательному аппарату.
4. Начните с реотаксического протокола (раздел 3).

2. Настройка магнитного поля с помощью манипуляции с трехмерным магнитным полем

1. Включите процессор, ЦАП и драйверы катушек (рис. 1B).
2. Установите выбранное магнитное поле на каждой из трех осей (x, y и z).
3. Поместите тоннель в центр набора пар Гельмгольца.
4. Начните с реотаксического протокола (раздел 3).

3. Испытание реотаксиса данио-рерио в проточной камере

1. Пересадите от одной до пяти рыб в проточный туннель с помощью резервуара объемом 2 л с закрытыми стенками и дном.
2. Включите насос и установите расход в тоннеле на 1,7 см/с.<бр/> заметка: Эта медленно движущаяся вода будет поддерживать насыщение воды в туннеле кислородом и будет способствовать выздоровлению животных.
3. Дайте животным акклиматизироваться в плавательном туннеле в течение 1 часа.
4. Запустите видеозапись поведения рыбы в тоннеле.
   заметка: Мы использовали камеру (например, Yi 4K Action) с дистанционным управлением (например, Bluetooth) и сохраняли видео как .mpg (30 кадров/с).
5. Начать ступенчатое увеличение расхода в соответствии с выбранным протоколом эксперимента (1,3 см/с в данном исследовании; Рисунок 2).
   ПРИМЕЧАНИЕ: Для этого протокола мы использовали низкие скорости потока, которые для рыбок данио варьируются от 0 до 2,8 BL (длина тела)/с. Эти скорости течения находятся в нижнем диапазоне скоростей течения, которые вызывают непрерывное ориентированное плавание у рыбок данио (3–15% от критической скорости плавания). Использование низких скоростей течения (в соответствии с протоколом Бретта) связано со специфическими поведенческими особенностями этого вида в присутствии водных течений. Рыбки данио, как правило, плавают вдоль главной оси камеры, часто поворачивая, даже при наличии потока воды, и имеют тенденцию плыть как вверх, так и вниз по течению. На это поведение влияет скорость потока воды, исчезающая при относительно высоких скоростях (>8 BL/s), когда животные непрерывно плавают лицом вверх по течению (полная положительная реотаксическая реакция). Вертикальные и поперечные смещения встречаются очень редко.
6. Проведите морфометрию животных (пол и общая длина [TL], длина вилки [FL] или BL) на изображениях рыб в морфометрической камере.
   1. Выберите подходящую картинку.
   2. Откройте изображение в программе ImageJ.
   3. Обратите внимание на пол животного (самцы данио-рерио стройные и, как правило, желтоватые, в то время как самки более округлые и, как правило, имеют голубую и белую окраску).
   4. Нажмите кнопку Анализ > Задать масштаб и установите масштаб изображения в сантиметрах, используя всю горизонтальную длину туннеля в качестве ориентира.
   5. Нажмите кнопку Анализ > Измерить и запишите линейную длину животного.
   6. Рассчитайте его массу тела (BW).
      заметка: МТ рассчитывается на основе отношений «пол-ФЛ-ЧБ», ранее построенных в лаборатории, или на основе метаданных. Вся процедура позволяет избежать манипуляционного стресса для животных.

Результаты

Рисунок 1: Настройка для управления магнитным полем.(A) Визуализация плавательного туннеля с соленоидом для индукции статического горизонтального магнитного поля внутри туннеля. Соленоид (0,83 об/см) подключен к блоку питания и генерирует поля в диапазоне ±250 мкТл (диапазон напряженности, включающий диапазон магнитного поля Земли). С правой стороны показана фотография соленоидного тонне...

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Измеритель 9500 г	FWБелл	Н/Д	Гауссметр, DC-10 кГц; разрешение пробника: 0,01 мкТл
АД5755-1	Analog Devices	Электромобиль EVAL-AD5755SDZ	Четырехканальный, 16-разрядный, цифро-аналоговый преобразователь
ALR3003D	ELC	3.76024Э+12	Источник питания постоянного тока с двойным регулированием
BeagleBone Черный	Beagleboard.org	Н/Д	Одноплатный компьютер
Катушковод	Домашнее изготовление	Н/Д	Усилитель на базе коммерческого OP (OPA544 от TI)
Пары Гельмгольца	Домашнее изготовление	Н/Д	Катушки изготовлены из стандартного провода AWG-14
HMC588L	Ханивелл	900405	Rev E Цифровой трехосевой магнитометр
МО99-2506	FWБелл	129966	Одноосевой магнитный щуп
Плавательные аппараты	M2M Engineering Индивидуальное научное оборудование	Н/Д	Плавательный аппарат состоит из перистальтического насоса и расходомера SMC Flow с цифровой обратной связью
ТЕКО 278	ТЕКО	Н/Д	Термокриостат