Вскрытие комаров
Следуя протоколу, мы собрали и изолировали яичники, среднюю кишку, слюнные железы и тушу двух экземпляров Culex pipiens molestus (включая гравидную самку) из лабораторной колонии. Мы подтвердили чистое вскрытие после наблюдения за целыми (то есть неповрежденными) и хорошо изолированными органами без остатков мусора под биноклем. Все тело, голова и грудная клетка, рассеченные слюнные железы, яичники и средняя кишка экземпляра Culex pipiens molestus показаны на рисунке 2. Как и ожидалось, средняя кишка и слюнные железы оказались на порядок меньше, чем яичники комаров. Яйца гравидного экземпляра Culex вместе с его средней кишкой и мальпигиевыми канальцами представлены на рисунке 3. Следует отметить, что рассечения более склонны к неудаче, когда материал не свежий и ткань может сломаться (Рисунок 4B, C). Поэтому мы рекомендуем препарировать материал сразу после сбора (менее чем через 12 часов), если это возможно, так как ткани все еще эластичны (Рисунок 4A). Аналогичным образом, можно проводить вскрытие замороженного материала, но существует гораздо более высокий риск отторжения и перекрестного загрязнения между органами из-за хрупких тканей (Рисунок 4).
Данные о микробиоме
Кроме того, мы собрали и отделили средние кишки и яичники трех отдельных экземпляров Culex quinquefasciatus из Нумеа, Новая Каледония, следуя той же процедуре. Мы извлекли ДНК из каждого органа, подготовили образцы для секвенирования всего генома и провели анализ данных микробиома, как подробно описано в Дополнительном файле 1. Анализ таксономического разнообразия бактерий на несобранных коротких чтениях, отфильтрованных по качеству, с использованием PhyloFlash12 показал отчетливые доминантные таксоны в средней кишке по сравнению с яичниками (рис. 5A). Примечательно, что в бактериальных сообществах яичников преобладали Wolbachia, с дополнительным присутствием филотипа Spirochaetaceae в яичниках особи 3, в то время как сообщества средней кишки демонстрировали более широкое разнообразие, включая Gammaproteobacteria, Spirochaetaceae и Firmicutes. По тем же данным секвенирования мы реконструировали четыре метагеномных собранных генома (МАГ) с завершенностью > 80% и избыточностью < 5%, принадлежащих к классам Spirochaetia, Alpha- и Gammaproteobacteria (табл. 1).
Как и ожидалось, реконструированные здесь MAG не охватывают все таксономическое разнообразие, предсказанное по результатам PhyloFlash, из-за специфических недостатков реконструкции генома с использованием метагеномных коротких ридов. MAG, присвоенный Wolbachia (см. MAG 3 в таблице 1), был обнаружен во всех яичниках и двух средних кишках и имел более высокий охват в яичниках (рис. 5B). Мы также реконструировали два MAG, принадлежащих к семейству Enterobacteriaceae , включая род Pantoea (Ref. MAG 1 и 2 в Таблице 1), в средних кишках, полученных от особей Culex 2 и 3, которые не были обнаружены в соответствующих яичниках (Рисунок 5B). Наконец, мы также реконструировали один бактериальный геном Spirochaetaceae , Ref. MAG 4 (Таблица 1), относящийся к роду BR149 , который был успешно выделен из средних кишек Culex pipiens Гранья-Мираглией и коллегами13. Интересно, что этот MAG был обнаружен в средних кишках особей 1 и 3, а также в яичниках особи 3 (рисунок 5B).

Рисунок 1: Схема метода, обобщающая различные шаги. Подготовка материала, сбор комаров, очистка от комаров, вскрытие и хранение комаров. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 2: Самка Culex pipiens molestus . (А) Все тело. (В) Голова и грудная клетка. (В) Рассеченные слюнные железы. (D) Рассеченные яичники. (E) Рассеченная кишка с канальцами Malpighi. Масштабные линейки = 500 μм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 3: Рассеченное брюшко гравиидной самки Culex pipiens molestus . Показаны передняя кишка, средняя кишка, задняя кишка, мальпигиевые канальцы и яйца образца. Красными черточками обозначено, где нужно разрезать, чтобы отделить среднюю кишку от передней и задней кишки. Масштабная линейка = 500 мкм. Сокращения: F = передняя кишка; M = средняя кишка; H = задняя кишка; Е = яйца; MT = мальпигиевые канальцы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 4: Вскрытие свежих и замороженных образцов комаров Culex. Белые прямоугольники иллюстрируют (А) ткани комара с неповрежденными органами из только что препарированного образца и (В,В) сломанный биологический материал из образцов, которые были заморожены перед вскрытием. Масштабные линейки = 720 μм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 5: Пример анализа микробиома на трех особях Culex quinquefasciatus . (A) Визуализация бактериального разнообразия, оцененная с помощью экстракции считываний SSU рРНК с PhyloFlash12 в средних кишках и яичниках трех образцов. (B) Среднее покрытие реконструированных MAG по образцам. Сокращения: MAG = метагеном-собранный геном; Ind = Индивидуум. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
| ЖУРНАЛ | Ссылка MAG 4 | Ссылка MAG 2 | Ссылка MAG 1 | Ссылка MAG 3 |
| Длина (bp) | 1,287,790 | 4,910,866 | 4,751,276 | 1,298,266 |
| Количество контигов | 9 | 162 | 149 | 123 |
| GC % | 34.05 | 55.45 | 54.05 | 34.15 |
| Завершение (%) | 84.5 | 97.18 | 98.59 | 91.55 |
| Избыточность (%) | 0 | 2.82 | 4.22 | 0 |
| Домен | Бактерии | Бактерии | Бактерии | Бактерии |
| Тип | Спирохетота | Протеобактерии | Протеобактерии | Протеобактерии |
| Класс | Спирохетия | Гаммапротеобактерии | Гаммапротеобактерии | Альфапротеобактерии |
| Порядок | WRBN01 | Энтеробактерии (Enterobacterales) | Энтеробактерии (Enterobacterales) | Риккетсиалы |
| Семья | WRBN01 | Энтеробактерии (Enterobacteriaceae) | Энтеробактерии (Enterobacteriaceae) | Анаплазматовые (Anaplasmataceae) |
| Род | БР149 | Пантоэя | - | Вольбахия |
Таблица 1: Реконструированные МАГ трех особей Culex quinquefasciatus . Размер генома, количество контиг, доля GC, оценки завершенности и избыточности основаны на коллекции основных генов с одной копией, доступной в Anvi'o17 , и таксономии, полученной с помощью GTDB18.
Дополнительный файл 1: Подробный пример процедуры анализа данных микробиома , начиная со сбора образцов, извлечения ДНК и секвенирования всего генома, за которым следует биоинформатический рабочий процесс для реконструкции генома и оценки прокариотических и эукариотических пропорций чтения Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.