Здесь мы представляем протоколы для сбора и microinjecting precellular Западный кукурузный rootworm эмбрионов для целей выполнения функциональных геномной анализы как микрофлорой преобразования и редактирования ТРИФОСФАТЫ/Cas9-генома.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Здесь мы представляем протоколы для сбора и microinjecting precellular Западный кукурузный rootworm эмбрионов для целей выполнения функциональных геномной анализы как микрофлорой преобразования и редактирования ТРИФОСФАТЫ/Cas9-генома.
Rootworm Западный кукурузный (WCR) является важным вредителей кукурузы и хорошо известна своей способностью быстро приспосабливаться к стратегиям управления вредителей. Хотя система РНК-интерференции (RNAi) оказалась мощным инструментом для изучения биологии WCR, он имеет свои ограничения. Конкретно, РНК-интерференции, сам является несохраняемым(т.е. не привести к долгосрочной Менделевское наследование связанных фенотип), и он требует, зная последовательность ДНК гена целевого объекта. Последний может иметь ограничения если фенотип интерес контролируется плохо сохраняется, или даже Роман генов, потому что будет сложной задачей выявления полезной цели, если не невозможно. Таким образом количество инструментов WCR в геномной панели инструментов должен быть расширен путем разработки методов, которые могут быть использованы для создания стабильной мутантных штаммов и включения последовательности независимые обследования WCR генома. Здесь мы подробно методы, используемые для сбора и microinject precellular WCR эмбрионов с нуклеиновыми кислотами. В то время как протоколы, описанные здесь, направлены на создание трансгенных WCR, ТРИФОСФАТЫ/Cas9-геном редактирования может также быть выполнена с использованием тех же протоколов, с той лишь разницей, что состав раствора вводят в эмбрионы.
Западный кукурузный rootworm (WCR), под эгидой эгидой, является важным вредитель кукурузы1. Интересно, что, как представляется, преодолеть управления WCR меры более быстрыми темпами, чем большинство сельскохозяйственных вредителей, поскольку они не только адаптировать физиологически, но и поведенчески2,3,4,5, 6. за последнее десятилетие, РНК-интерференции (RNAi), мощный функциональный геномной инструмент, исследована как потенциальный метод управления WCR7,8и также был использован как средство для изучения функции гена9. Однако хотя интерференции часто производится путем микроинъекции двуцепочечной РНК (dsRNA) в других видов, РНК-интерференции на основе инъекций встречается редко в ВЦС. В самом деле есть лишь несколько сообщений о RNAi через микроинъекции двуцепочечной ДНК в ВЦС9. Причина что WCR может достичь высокого уровня генов нокдаун через проглатывание dsRNA7,10, даже позволяя исследования эмбриональных эффекты кормления двуцепочечной ДНК матери11. Хотя этот метод делает WCR отличная тема для функционального геномного анализа через РНК-интерференции, он замедлился прогресс в разработке методологий для эмбриональных микроинъекции в этот вид.
Несмотря на мощь интерференции есть несколько недостатков. Например не все гены одинаково реагировать на РНК-интерференции. Эта изменчивость может сделать интерпретации результатов функциональной геномики пробирного сложнее. Кроме того РНК-интерференции является временным и не создавать наследственные мутации. С другой стороны микрофлорой трансформации, другой функциональной геномной инструмент, может генерировать наследственные мутации через вставки элемента заметно транспонированная в геном,12-13. Это делает преобразование микрофлорой отличным инструментом для создания мутантных штаммов для использования в долгосрочных генетических исследований. Преобразование может также использоваться для спасения мутация, обеспечивая функциональную копию гена мутант генома14. Кроме того преобразование микрофлорой является краеугольным камнем широкий спектр молекулярно-генетических методов. Помимо выбивания и/или спасать функции гена, микрофлорой преобразование может использоваться для enhancer треппинга15, Джин треппинга16, на основе Gal4 внематочная выражение17и генома общесистемной мутагенеза18.
Совсем недавно были разработаны инструменты, которые позволяют редактирования сложных генома. Эти инструменты включают транскрипции Activator-Like эффектор Nucleases (TALEN) и ТРИФОСФАТЫ/Cas9-нуклеиназы системы19,20. Преимуществом этих новых инструментов является, что они предлагают исследователям возможность побудить двуцепочечной ДНК перерыв в практически в любом месте в течение почти любой генома. После индуцированного, эти перерывы могут быть отремонтированы, не гомологичных концах прихода, который можно ввести, удаления или вставки в целевых генов, или через ориентированные на гомологии ремонт, который в присутствии инженерных конструкции, могут катализировать Замена всего генов или генетических регионах21,22. Однако эти методы требуют микроинъекции ДНК, РНК и белков в очень молодых эмбрионов.
Важно отметить, что в отличие от двуцепочечных РНК, используемые для RNAi, нуклеиновых кислот и белков, используемые для микрофлорой преобразования и изменения генома не может пересекать легко клеточных мембран. Таким образом микроинъекции плазмида ДНК, мРНК и/или белки должны осуществляться на этапе-синцитиальный бластодермы (т.е. до cellularizes насекомых эмбриона). Это делает время инъекции решающим фактором. Например в Drosophila melanogaster, эмбрионы должны вводиться в течение двух часов после того, как яйца откладывают12. Таким образом Разработка успешной эмбриональных микроинъекции протокола для WCR должны учитывать наилучшие условия для женщин яиц, а также лучший метод для сбора достаточного количества precellular эмбрионов.
Попытка привлечь широкий спектр молекулярных генетических инструменты на WCR биологии требует разработка методов для сбора и microinjecting precellular WCR эмбрионов. Здесь мы предоставляем подробные инструкции, наряду с советы и уловки, чтобы помочь другим использовать методы на основе преобразования в ВЦС исследования. Помимо предоставления WCR трансгенные технологии для использования в функциональных геномных исследований, эти методы также позволяют мощных новых стратегий управления вредителей как ген диск23,24 должны быть опробованы в этом экономически важных Пешт.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. колонии уровень воспитания WCR взрослых
2. эмбриона коллекции и выравнивание
3. Подготовка плазмида ДНК и инъекций иглами
4. микроинъекции и впрыск Уход
5. культивирование и инкубационные эмбрионов
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Важным соображением при разработке этого протокола был стадии эмбрионального развития в то время микроинъекции. В частности преобразование микрофлорой требует микроинъекции НОО до эмбриональных cellularization. Это потому, что НОО не может пересекать легко клеточных мембран. Попытки визуализировать на этапах эмбрионального развития WCR с использованием ядерных пятно были неудачными, потому что dechorionation WCR эмбрионов по существу растворяет все защитные мембраны, ответственность за це...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Хотя микроинъекции WCR с двуцепочечных РНК с целью RNAi сообщил9, это первый протокол к внедрению наилучшей практики для microinjecting precellular WCR эмбрионов, критический процесс для проведения преобразования микрофлорой и/или Геном ТРИФОСФАТЫ/Cas9 редактирования в этот вид. Успешный микроинъекции WCR эмбрионов зависит от многих факторов, как эффективность преобразования. Ниже некоторые из основных вопросов отражаются итоги использования этого протокола для преобразования микрофлорой в этот жу...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не имеют ничего сообщать.
Эта работа была поддержана грант от Монсанто кукурузы Rootworm знаний исследовательская программа, предоставить номер AG/1005 (в леях и МК) и запуск средства MDL от NCSU. ФК была поддержана от грантов от Монсанто кукурузы Rootworm знание программы исследований (AG/1005) и национального научного фонда, предоставьте номер MCB-1244772 (MDL). Авторы заявляют не конкурирующие интересы. ФК и MDL задумана и разработана экспериментов; FC, PW и SP выполненных экспериментов; ФК и MDL проанализированы результаты; и ФК, нг и MDL написал рукопись. Мы благодарим Тереза о ' Лири, Уильям Klobasa и Стефани Горски за их квалифицированную помощь в скрининг WCR. Мы также благодарим д-р французский Уэйд (USDA-ARS, север центральной сельскохозяйственных научно-исследовательская лаборатория, Брукингс, SD) для поставок яиц для создания лаборатории колоний и обеспечения воспитания протоколы.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Качественная фильтровальная бумага (черная) | Ahlstrom | 8613-0900 | Для микроинъекций яиц |
| 1 унция Контейнеры | Пластиковая посуда Anny's ASET101 | контейнер для яиц | |
| Дрозофила Агар тип II | Apex | 66-103 | Субстрат для чаши для кладки яиц |
| WCR Featherweight Щипцы | Bioquip | 4748 | Обращение с личинками и куколками |
| Clorox Regular-Bleach1 | Clorox | 44600-30770 | Мыть кукурузу и посуду |
| Любимый дальнобойщик Желтый | Coor Farm Supply | 502 | Кукуруза для кормления WCR |
| Система микровпрыска (домашняя) | NA | Запчасти и инструкции доступны по запросу | Контролирует давление впрыска (0-20 фунтов на квадратный дюйм) |
| Нетоксичный клей Elmer's | Elmer's Products, Inc. | E304 | Клея яиц на фильтровальную бумагу |
| epTIPS Наконечники микрозагрузчика | Eppendorf | C2554691 | Обратная засыпка иглой Наконечники |
| для загрузки Falcon Чашки для культуры тканей | Falcon | 25383-103 | Проращивание кукурузы /150 x 25 мм |
| Fisherbrand Фильтрующая бумага количественного качества Кружки | Fisher Scientific | S47576C | Изготовление агаровой чашки для кладки яиц / 9 см |
| Sparkleen | Fisher Scientific | 04-320-4 | Мытье посуды |
| Обычный микроскоп Слайды | Fisher | Scientific 12-549-3 | Хранение фильтровальной бумаги и яиц для микроинъекций |
| Western Corn Root Worm без заменителя пыльцы | Frontier Agricultural Sciences | F9766B | WCR Искусственная диета для взрослых |
| Ватные шарики, большие | Genesee Scientific | 51-101 | Закрыть колбу |
| Globe Scientific 3,0 мл Маленькая лампочка Переносные пипетки | Globe Scientific | 137035 | Собирать и переносить яйца |
| Leica M165 FC Флуоресцентный стереомикроскоп | Leica | M165 FC | Скрининг WCR |
| Набор фильтров DsRed для флуоресцентного стереомикроскопа | Leica | DSR | Фильтр возбуждения: 510-560 нм, фильтр излучения: 590-650 нм |
| Фильтр EGFP | Leica | GFP2 | Фильтр возбуждения: 440– 520 нм, фильтр излучения: 510 нм |
| BugDorm | MegaView Science | DP1000_5P | Клетка для взрослой колонии |
| Миниатюрная кисть | MyArtscape | MAS-102-MINI | Liner 2/0 |
| Джойстик Микроманипулятор | Narishige | MN-151 | Микроманипулятор и иглодержатель |
| Микроскоп XY Stage | Olympus | 265515 | Предметный столик для микроскопа (адаптирован для использования со стереоскопом) |
| Grade 90 Марля | Интернет-магазин тканей | CHEE90 | Для яйцекладки |
| Пластиковая парафиновая пленка | Pechiney Plastic Packaging | PM-996 | Герметичная агаровая чашка после микровпрыска/Размер рулона 4 дюйма x 125 футов |
| Percival Incubator | Percival | I41VLH3C8 | Камера выращивания WCR (инкубатор для выращивания насекомых) |
| Узкогорлые колбы Эрленмейера | VWR | 4980-300-PK | Контейнер для воды для взрослой семьи |
| Стаканы Griffin низкой формы | VWR | 1000-600-PK | для промывки яиц |
| Плетеные хлопчатобумажные рулоны | Richmond Dental Cotton Co. | 605-3599 | Использование в водоснабжении для взрослой семьи |
| Чашки Петри (35x10мм) | SIGMA | CLS430588-500EA | Для диетических тарелок |
| Фенол Ред | Сигма | 143-78-8 | Микроинъекционный буфер |
| Лазерный пуллер для микропипиетки | Sutter Instrument | P-2000/G | Игла Puller/Heat = 335, FIL = 4, VEL = 40, DEL = 200, PUL = 100 |
| Премиальный верхний слой почвы | The Scotts Company | 71130758 | Почва для выращивания крон |
| Reloc Zippit 2 Mil Zipper Bags | States Plastic Corporation | 48342 | Мешок для агара после микровпрыска / 5x7 |
| Чашки Петри (100x15 м) | VWR | 89038-968 | Изготовление агаровой чашки для кладки яиц / 100 x 15 мм |
| 6 унций Контейнеры | Webstaurantstore | 128E506 | WCR для одной пары сопрягаемой камеры |
| Контейнеры на 38 унций | Webstaurantstore | 128NC888 | Ящик для выращивания личинок/38 |
| унций ChoiceHD 16 унций Полупрозрачный пластиковый контейнер для деликатесов для микроволновой печи | Webstaurantstore | 128HRD16 | Ящик для выращивания личинок/16 унций |
| Микроинъекция Scope | Wild Heerbrugg | WILD-M8 | Эндоскоп для микроинъекций, оснащенный XY-каскадом |
| Стандартные стеклянные капилляры | World Precision Instruments | 1B100F-4 | Иглы для микроинъекций |
| Взрослые западные кукурузные корневые черви | North Centeral Aqricultural reasearch Лаборатория | Недиапазный штамм | Запрос от доктора Брайана Уэйда Лаборатория Френча |
| Набор для плазмидной ДНК Midi Kit | Qiagen | 12143 | Очистка плазмидных ДНК, готовых к инъекциям |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.