Summary

维持 双斑蝽螈的实验室培养物,这是一种用于昆虫农业和无脊椎动物生理学的多功能正翅目动物模型

Published: June 08, 2022
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Summary

本文概述了标准化重要因素的基本方法,例如密度,饲料可用性,水合作用来源和环境控制,用于长期饲养可食用蟋蟀 Grylus bimaculatus的实验室培养物。

Abstract

Gryllus bimaculatus (De Geer)是一种大型蟋蟀,分布在非洲和欧亚大陆南部,在那里它经常被野生收获作为人类食物。在其原生范围之外,由于其膳食可塑性,快速繁殖周期,缺乏隔膜要求,对高密度饲养的耐受性以及对病原体的鲁棒性,培养 G. bimaculatus 是可行的。因此, G. bimaculatus 可以成为昆虫生理学,行为学,胚胎学或遗传学研究的多功能模型。

养殖参数,如放养密度、笼内避风、光周期、温度、相对湿度和饮食,都会影响蟋蟀的生长、行为和基因表达,应予以标准化。在关于供人类消费的农业昆虫的新兴文献中,这些蟋蟀经常被用来评估来自作物残茬,食品加工副产品和其他低成本废物流的候选饲料混合物。

为了支持正在进行的评估 双斑蝽 生长性能和营养质量以响应可变饲料基质的实验,开发了一套全面的标准方案,用于实验室中的育种,保养,处理,测量和安乐死,并在此处介绍。行业标准的蟋蟀饲料已被证明营养充足,功能上适合长期维持蟋蟀种畜,以及用作实验性对照饲料。在12光(L)/ 12暗(D)光周期下, 在屏顶29.3升聚乙烯笼中,以0.005只蟋蟀/厘米3的密度饲养这些蟋蟀,平均温度为27°C,湿润的椰子椰壳既可作为水合源,又能作为产卵培养基,在2年的时间里成功地维持了健康的蟋蟀。按照这些方法,蟋蟀在对照实验中收获时的平均质量为0.724克,收获时的平均质量为0.190克,在放养(22天)和收获(65天)之间有89%的存活率和68.2%的性成熟度。

Introduction

以标志性昆虫果蝇 黑腹果蝇 为代表,使用昆虫作为实验室模式生物为遗传学,毒理学和生理学研究提供了明显的优势1。昆虫的小尺寸减少了培养所需的空间以及所需的饲料和消耗材料的数量。许多昆虫繁殖迅速,使它们特别适合创建专门的遗传系和需要评估多个连续世代的研究。

许多研究集中在果 等全代谢昆虫上,它们表现出完全的和化蛹。但是,还有其他型号可用,包括 Grillus bimaculatus (De Geer),双斑田蟋蟀。 G. bimaculatus 是一种保尿代谢性昆虫,在达到性成熟2之前经历7至11个若虫龄。这种蟋蟀表现出与性选择相关的各种行为,包括步跖,领土展示和配偶守卫3。未成熟的蟋蟀与全代谢昆虫物种的幼虫不同,因为它们与许多保隆代谢幼虫相似,能够在蜕皮期间再生失去和受损的肢体4。此外, G. bimaculatus 的完全测序基因组于2021年发表 5.这些特征使这些蟋蟀作为基础研究的目标具有吸引力。

双斑田蟋蟀被广泛饲养,用于人类食物和动物饲料。这些手术的规模通常比实验室研究的规模大得多67。尽管规模不同,但研究人员面临的挑战与商业板球养殖者面临的挑战有很大重叠。这些考虑因素集中在基于实验室的研究的背景下,旨在改善食用昆虫的生产。随着食用昆虫产业的不断发展壮大,优化饲料投入和生产的其他方面是一个主要目标8。实验室研究表明,这些蟋蟀的饲养效率,存活率或生成时间都有所提高,这有可能有助于提高蟋蟀养殖业务的长期盈利能力。

标准化的饲养方案可以在研究饲养优化的研究之间进行更密切的比较。迄今为止,在实验室中饲养G. bimaculatus的深入方案很少发表。理想的协议将反映现实世界中板球养殖作业中遇到的条件,同时保持严格控制的条件,以准确测量实验处理引起的生长性能变化,并突出风险缓解策略。本文中描述的方法是基于已发表的协议,技术和设备开发的,用于在广泛的实验室和商业生产规模2910,1112中饲养各种蟋蟀物种。这些方法也得到了几个非同行评审来源的信息,包括未发表的技术公告和与北美商业板球农民的个人交流。该方案的开发旨在促进建立专门用于昆虫农业相关试验的双斑蚴实验室培养物。

Protocol

1. 制备产卵底物 注意:椰子椰壳纤维是 双斑蝽的理想产卵底物。有关如何将椰壳纤维与压缩椰壳体砖分离的详细方法以及有关呼吸安全的注意事项,请参阅 补充材料 步骤1.1。 用肥皂和水洗手。 将一个干净的容器放在天平上,称量一团大约相当于人类拳头大小的干椰子椰壳。 将椰壳纤维放入可密封、干净的容器中,该?…

Representative Results

在2021年9月的饲料试验中收集了证明从孵化到65天龄的蟋蟀成功饲养的数据。按照这些方案的步骤1.1.1-2.6.1,从卵中生长蟋蟀,在6个重复的笼子里放养24只随机的22天大(三龄)蟋蟀,遵循上述步骤2.7。然后,在环境室条件下饲养蟋蟀;然而,由于设施空气处理装置故障,在20%相对湿度下,平均室温为25±1°C,而不是建议的27°C。 在孵化后22至65天之间每周测量两次蟋蟀质量。该实验的结果概述如下,?…

Discussion

这种蟋蟀饲养方法的简单性可以使一系列研究领域受益,并代表了成功的蟋蟀饲养的通用模板,可轻松适应各种实验需求。与其他几项关于 双斑 蚴的研究相比,个体身体的成年体型较小,成熟度较慢14,我们将其归因于环境强加给我们的次优饲养温度。上述方法已在2年的时间里得到使用和改进。在商业蟋蟀养殖中有时观察到问题的证据,包括具有经典临床体征的病原体?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

该项目的资金是通过威斯康星大学麦迪逊分校的内部赠款实现的。衷心感谢Bachhuber Consulting Inc.的Kevin Bachhuber访问他未发表的商业板球饲养指南,并感谢Michael Bartlett Smith在改进和排除这些方法方面的帮助。

Materials

31-qt (29.3 L) Snap-lid tote bin with lid HOMZ 3430CLBL Used to house breeding stock
3-tier/12-tray Grow Light Stand Fischer Scientific NC1938548
50-gal (189.27L) tote bin with lid Sterilite #14796603 Used as secondary containment when handling crickets
50 mL polypropylene graduated cylinder Fischer Scientific S95171
7.5-qt (7.1 L) snap-lid tote bin with lid HOMZ 3410CLBL Used to house exprimental stock
Accuris 500 g x 0.01 g Balance Manufactured by Accuris, a subsidieary of Benchmark Scientific W3300-500 Purchased from Dot Scientific through University of Wisconsin system purchasing service "ShopUW+"
Ace Premier 1 Inch Flat Chip Brush Ace Hardware  #1803261
Bel-Art SP Scienceware deionized water wash bottle Fischer Scientific 03-421-160 
Bright aluminum window screen  Phifer UNSPSC# 11162108 Mesh size 18 x 16"
Clear Disposable Plastic Portion Cups 5.5 oz w/ lids Wal-Mart N/A
Deionized water
Diablo 4-4/8" x 13 TPI Ultra Fine Finish Bi-Metal Jigsaw Blade Home Depot #313114935
Egg Filler Flats-Paper, 12 x 12" Uline S-5189
Fisherbrand Petri Dishes with Clear Lid 100 x 15mm Fischer Scientific FB0875714
Fisherbrand Petri Dishes with Clear Lid 60 x 15mm Fischer Scientific FB0875713A
Georgia-Pacific Envision Brown Paper Towels Home Depot #205675843
Infinity Tough Guy high performance hot-melt glue sticks Infinity Bond Infinity IM-Tough-Guy-12
Mazuri Cricket Diet Land O' Lakes International SKU#  3002219-105
Stanley TimeIt Twin 2-outlet Grounded Mechanical 24 Hour Timer Wal-Mart N/A
Vermont Organics Reclamation Soil 11 lb Coir Block Home Depot #300679904

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Cite This Article
Ventura, M. K., Stull, V. J., Paskewitz, S. M. Maintaining Laboratory Cultures of Gryllus bimaculatus, a Versatile Orthopteran Model for Insect Agriculture and Invertebrate Physiology. J. Vis. Exp. (184), e63277, doi:10.3791/63277 (2022).

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