Haltung und Zucht von Zebrabärblingen

Biology II

Your institution must subscribe to JoVE's Basic Biology collection to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 1 hour trial to JoVE!





By clicking "Submit", you agree to our policies.

 

Summary

Der Zebrabärbling (Danio rerio) ist ein leistungsstarkes Modellsystem, um die Entwicklung zu untersuchen, Krankheiten nachzubilden und neue Therapeutika zu entwickeln. Wegen ihrer kleinen Größe kann eine große Anzahl von Zebrabärblingen relativ billig im Labor gehalten werden. Auch wenn Zebrabärblinge relativ einfach zu halten sind, muss man trotzdem sowohl an die Ernährung als auch an die Wasserqualität denken, um die Gesundheit der Fische und ihre Fortpflanzung optimal zu bewahren.

Dieses Video zeigt einen Überblick über die Haltung und Organisation von Zebrabärblingen im Labor. Nach einer kurzen Wiederholung des natürlichen Lebensraums des Zebrabärblings diskutieren wir die grundlegenden Verfahren, um diese Umwelt im Labor nachzustellen, einschließlich von wesentilichen Elementen in Fischeinrichtungen wie den Wasserdurchlaufsystemen und der Vorbereitung von Salzwasserkrebsen für die Fischnahrung. Zusätzlich präsentieren wir Informationen wie man spezifische Zebrabärblingslinien im Labor nachverfolgt, wobei wir dabei speziell auf das Erhalten der Schwanzflossenproben für die DNA Extraktion und Genotypisieren eingehen. Letztlich erläutern wir experimentelle Veränderungen der Umgebung der Zebrabärblinge, welche dazu genutzt werden die Fische, und damit auch uns selbst, besser zu verstehen.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Grundlagen der Biologie 2:Maus, Zebrabärbling und Küken. Haltung und Zucht von Zebrabärblingen. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Die richtige Haltung ist wichtig für den Erfolg von Experimenten, die in Zebrabärblingen gemacht werden. Eine optimale Wasserqualität fördert die Fischgesundheit und die experimentelle Reproduzierbarkeit. Zusätzlich ist die Eiproduktion der Zebrabärblinge stark abhängig von der richtigen Ernährung. Dieses Video beschreibt wie die Fische im Labor gehalten und gefüttert werden, gibt Ratschläge wie man die Bestände handhabt und organisiert, und gibt einen Einblick wie man die Umwelt der Zebrabärblinge für biologische Experimente verändern kann.

Fangen wir mit den Grundlagen des Lebensraums der Fische an. Zebrabärblinge in der freien Wildbahn kommen ursprünglich aus Süßgewässern des Himalayas. In diesem Klima verbringen die Fische die Mehrheit des Tages schwimmend in sich langsam bewegenden Süßgewässern.

Wie bildet man dieses Paradies im Labor nach? Fangen wir mit dem wichtigsten Bestandteil an: dem Wasser. Auch wenn frisches Wasser leicht zu erhalten scheint, ist Leitungswasser wegen dem Chlor und anderen potentiellen Verunreinigungen giftig für Zebrabärblinge. Deshalb muss das Aquariumwasser durch ein Reinigungssystem laufen, wie beispielsweise einer Umkehrosmoseeinheit. Salze und pH-Puffer müssen dann dem gereinigten Wasser zugegeben werden, um die Salzhaltigkeit und den pH-Wert zu optimieren.

Um die experimentelle Effizienz zu maximieren, werden viele Fische in einem begrenzten Volumen von Wasser gehalten. Abfallstoffe reichern sich schnell mit so vielen Fischen, die rumschwimmen, an. Deshalb ist das Wechseln des Wassers wichtig. Dieses Bedürfnis führt zu einem hohen Wasserbedarf. Fischeinrichtungen haben ein Dauerumlaufsystem, um die Wassernutzung zu minimieren. Dreckiges Wasser wird gefiltert und durch UV Behandlung sterilisiert bevor es zurück ins System fließt.

Zebrabärblinge werden in speziellen Aquarien gehalten, die es in verschiedenen Größen gibt. Die Aquarien werden zugedeckt, um der Verdunstung und dem Entkommen der Fische vorzubeugen. Damit das Aquarium in das System integriert ist, haben die Abdeckungen Löcher, wodurch konstant frisches Wasser fließt. Das Wasserniveau bleibt durch einen mit einer Trennwand zugedeckten Überlaufabfluss am hinteren Ende des Aquariums konstant, wodurch das schmutzige Wasser, aber kein Fisch, abfließen kann.

Auch mit Wasseraustausch können sich Algen und feste Abfallprodukte im Aquarium ansammeln, weshalb diese regelmäßig gereinigt werden müssen. Die Kontrolle der Umweltbedingungen in Fischeinrichtungen ist außerdem extrem wichtig. Die Temperatur wird bei ungefähr 28°C, oder 80°F, gehalten. Damit der Tagesrhythmus der Tiere erhalten wird, wird das Licht mit einem 14 Stunden Licht und 10 Stunden Dunkelheit Rhythmus kontrolliert.

Nun dass wir uns die Behausung von Zebrabärblingen angeschaut haben, sprechen wir über deren Ernährung.

In ihrer natürlichen Umgebung fressen Zebrabärblinge meist Zooplankton und Insekten. Diese Ernährung wird im Labor durch eine Kombination von Trockenfutter und Mikroorganismen nachgestellt. Larven und jugendliche Fische entwickeln sich am besten wenn sie lebende Mikroorganismen wie Paramecien essen. Erwachsene Fische erhalten oft kommerziell erhältliche Pulver und kleine Krustentiere, die Salzwasserkrebse heißen.

Diese Tierchen sind besonders gut für die Labornutzung geeignet, da man ihre Eier als ruhende Zysten bei Zimmertemperatur lagern kann. Um die Krebse für das Fressen vorzubereiten, wird ihre harte, äußere Schale durch Chlorbehandlung entfernt. Danach werden die entkapselten Eier gründlich gewaschen. Die Eier werden dann in einen belüfteten Turm transferiert, wodurch sie für einen Tag in Salzwasser wachsen können. Danach werden die geschlüpften Krebse aufgelesen und mit einem Sieb gewaschen, und in Flaschen für die Fütterung transferiert. Die Fische werden normalerweise 2-3 Mal pro Tag gefüttert. Man wechselt zwischen Trocken- und Lebendfutter. Der Wasserfluss wird bei der Fütterung abgestellt, so dass das Fressen nicht wegschwimmt bevor es gegessen wurde.

Nun dass wir wissen wie man Fische behaust und füttert, ist es Zeit dass wir lernen wie man mit Fischen arbeitet und wie man die Bestände organisiert.

Laborfischeinrichtungen behausen viele verschiedene Arten von Zebrabärblingen, was von wildtyp Fischen bis hin zu Fischen, wessen Genom mit zerstörenden Punktmutationen und eingefügten Transgenen reicht. Um den Überblick über all diese Fische zu behalten, werden Fische mit den gleichen genetischen Hintergrund zusammen in einem beschrifteten Aquarium gehalten. Die Beschriftung des Aquariums sollte gründliche, identifizierende Informationen, wie zum Beispiel den Genotyp und das Geburtsdatum, erhalten.

Die Fruchtbarkeit der Zebrabärblinge verringert sich nach dem ersten Lebensjahr, dass heißt das die Bestände jährlich aufgefrischt werden sollten. Zebrabärblinge überleben nicht gut als Linien, die durch Inzucht entstanden sind. Deshalb muss die genetische Vielfalt durch das Auslesen der Nachkommen von Kreuzen zwischen nicht verwandten Fischen, die auch als ‘Auskreuzungen’ bezeichnet werden, erhalten werden.

Wenn man transgene oder mutante Linien auskreuzt, können die Nachkommen, welche die gewünschte genetische Modifikation erhalten, mit der Expression von Fluorophoren oder durch Genotypisierung, bestimmt werden. Um zu genotypisieren betäubt man die Fische zuerst mit Tricaine. Danach schneidet man ein kleines Stück der Schwanzflosse als Quelle der DNA ab.

Zum Schluss isoliert man die DNA von dem Schwanz und benutzt diese für die PCR Analyse, um spezifische Sequenzen zu identifizieren. Während man auf die Ergebnisse wartet, hält man jeden Fisch in einem eigenen kleinen Aquarium mit einer eindeutigen Beschriftung.

Nun dass wir die normalen Fischpflegebedingungen besprochen haben, schauen wir uns einige Wege an wie diese Standards verändert werden können, um biologische Prozesse zu untersuchen.

Die Temperatur des Wassersystems kann einen tiefgreifenden Einfluss auf die Gesundheit der Zebrabärblinge haben. Um ein Modell von Diabetes Mellitus zu erstellen, haben die Forscher Fische mit dem Schilddrüsengift Streptozocin behandelt. Danach werden die Fische in speziellen Aquarien mit verringerter Wassertemperatur gehalten. Die diabetischen Fische zeigen die zu erwartenden Phänotypen, wie zum Beispiel Nierenschäden, Augenschäden, und verminderte Regeneration der Schwanzflosse, und sie können benutzt werden, um die Biologie von Diabetes zu verstehen.

Aquariensysteme können auch für bestimmte experimentelle Zwecke verändert werden. Untersuchungen des Schwimmverhaltens von Fischen können als Anzeige von Angst, Aggression und sozialem Verhalten benutzt werden. Hier wird Videonachverfolgung benutzt, um Unterschiede im Schwimmverhalten zwischen Fischen zu untersuchen, welche ein neuroaktives Medikament erhalten haben oder nicht. Untersuchungen wie diese haben unser Verständnis der Neurowissenschaft vorangebracht und können als Werkzeuge für Medikamentenentdeckung benutzt werden.

Auch veränderte Lichtbedingungen können die Zebrabärblinge beeinflussen. Eine intensive Lichtbehandlung kann sogar benutzt werden, um lichtempfindliche Zellen der Retina abzutragen. Diese Fische können das beschädigte Retinagewebe durch Gewebeproliferation reparieren, was interessant für Forscher ist, die Retinadegradierung in Menschen erforschen.

Das war JoVE’s Video über die Haltung und Zucht von Zebrabärblingen. Wir haben uns die Grundlagen angeschaut, wie Fische behaust, gefüttert, und im Labor organisiert werden. Danke für eure Aufmerksamkeit!

A subscription to JoVE is required to view this article.
You will only be able to see the first 20 seconds.

RECOMMEND JoVE

Applications