Élevage de Delia antiqua axénique avec des aliments stériles semi-fermentés
Summary
Une procédure simple pour l’élevage de Delia antiqua axénique avec des aliments stériles semi-fermentés est décrite. Une seule souche de Wolbachia a été détectée dans chaque stade de D. antiqua axénique par PCR.
Abstract
Les insectes axéniques sont obtenus à partir de systèmes d’élevage artificiels stériles utilisant des milieux stériles. Ces insectes, caractérisés par leur petite taille, leur cycle de croissance court et leurs faibles besoins alimentaires, sont idéaux pour étudier la relation entre les micro-organismes et les hôtes. Le microbiote intestinal influence de manière significative les caractéristiques physiologiques des insectes hôtes, et l’introduction de souches spécifiques dans les insectes axéniques fournit une méthode pour vérifier les fonctions microbiennes intestinales. Delia antiqua, un ravageur menaçant de l’ordre des Diptères, de la famille des Anthomyiidae et du genre Delia, se nourrit principalement d’oignons, d’ail, de poireaux et d’autres légumes de la famille des Liliacées. Ses larves se nourrissent des bulbes, provoquant la pourriture, le flétrissement et même la mort de plantes entières. L’élevage de larves axéniques permet d’effectuer des études de suivi afin d’observer les effets de la microflore intestinale sur la croissance et le développement de D. antiqua. Contrairement à la méthode d’élimination des microbes associés par des antibiotiques, cet article présente une approche peu coûteuse et très efficace pour élever D. antiqua axénique. Après la stérilisation superficielle des œufs de D. antiqua , des aliments stériles semi-fermentés ont été utilisés pour élever les larves, et l’état axénique de D. antiqua a été vérifié par des essais dépendants et indépendants de la culture. En conclusion, la combinaison de la stérilisation des œufs d’insectes et de la préparation d’aliments stériles pour la culture larvaire a permis le développement d’une méthode efficace et simple d’obtention de D. antiqua axénique. Cette méthode fournit une approche puissante pour étudier les interactions entre les insectes et la microflore.
Introduction
Les animaux axéniques, définis comme des animaux chez lesquels aucun micro-organisme ou parasite viable ne peut être détecté, sont des modèles expérimentaux précieux pour étudier les interactions hôte-micro-organisme 1,2. Les insectes, le plus grand groupe d’invertébrés, peuvent former des relations symbiotiques avec des micro-organismes3. Les insectes axéniques peuvent être utilisés pour étudier les interactions hôte-symbiote dans les systèmes symbiotiques4. Par exemple, Nishide et al.5 ont mis au point une procédure pratique d’élevage stérile pour le ver malodorant Plautia stali, permettant une analyse fiable et rigoureuse des interactions hôte-symbiote dans des systèmes symbiotiques modèles. Les insectes axéniques peuvent être produits en stérilisant le stade de l’œuf et en fournissant de la nourriture stérile aux larves et aux adultes 6,7. Les insectes axéniques sont d’une grande importance et sont largement utilisés dans la recherche biologique. Par exemple, une étude menée par Somerville et al.8 a démontré que les fausses-teignes des crucifères inoculées avec Enterobacter cloacae amélioraient la capacité d’adaptation des mâles transgéniques.
Delia antiqua Meigen est un ravageur économiquement important des oignons et d’autres cultures de Liliacées dans le monde entier, ses larves endommageant les bulbes d’oignons et d’autres cultures de Liliacées9. D. antiqua se trouve principalement dans les climats tempérés et est répandu dans les zones de culture de l’oignon des Amériques, d’Europe et d’Asie. Si elle n’est pas correctement contrôlée, elle peut entraîner des pertes de récolte d’oignons (Allium cepa L.), d’ail (Allium sativum L.), d’échalotes (Allium fistulosum L.) et de poireaux (Alliumchoenoprasum L.) allant de 50 % à 100 %10,11. Les larves se nourrissent des parties souterraines des plantes, et cette alimentation provoque le flétrissement et la mort des plantules. De plus, les plantes endommagées peuvent permettre aux agents pathogènes d’entrer, ce qui entraîne la pourriture des bulbes12. Même si les plants ne sont pas complètement consommés par les larves, les dommages qu’elles causent rendent les plants d’oignon invendables et entraînent des pertes économiques.
Les insectes sont étroitement associés au microbiote intestinal, et la plupart des intestins d’insectes contiennent une variété de bactéries symbiotiques qui se développent grâce aux nutriments fournis par l’hôte13,14. Jing et al.15 ont montré que la fonction première de la communauté symbiotique intestinale est de fournir des nutriments essentiels, suivis par des fonctions liées à la digestion et à la détoxification. Dans certains cas, les bactéries intestinales peuvent servir de ressource microbienne à des fins de lutte antiparasitaire. Par conséquent, il est souhaitable d’étudier les performances et les fonctions spécifiques des bactéries intestinales individuelles dans le corps de D. antiqua. Par conséquent, la préparation des larves axéniques est particulièrement importante pour étudier les interactions entre des souches bactériennes spécifiques et des insectes16. Actuellement, une méthode couramment utilisée pour éliminer les bactéries intestinales des insectes est l’utilisation d’une combinaison d’antibiotiques pour éradiquer les microbes associés 17,18,19. Contrairement à l’utilisation d’antibiotiques seuls, qui ne peuvent que réduire le nombre de microbes, l’élevage axénique des insectes permet de contrôler la composition et la quantité de micro-organismes, ce qui permet une validation plus précise de la fonctionnalité du microbiote intestinal.
Ainsi, cet article présente un protocole de préparation et d’élevage axénique de D. antiqua. La nourriture larvaire axénique est obtenue en utilisant la stérilisation à haute température des aliments naturels combinés à des aliments semi-fermentés. Les œufs sont stérilisés selon un protocole expérimental pour obtenir des œufs axéniques, et enfin, des larves axéniques sont cultivées à partir des œufs axéniques. Le système d’élevage axénique n’a été réalisé que pendant une génération pour l’expérience. Cela facilitera l’étude de l’interaction entre les insectes et le microbiote intestinal.
Protocol
Representative Results
Discussion
Les insectes possèdent un microbiote intestinal très complexe20,21, ce qui nécessite l’utilisation d’insectes axéniques inoculés avec des souches microbiennes intestinales spécifiques pour étudier les interactions insectes-microorganismes. La préparation d’insectes axéniques est cruciale pour de tels efforts de recherche. Le traitement antibiotique est une méthode utilisée pour éliminer le microbiote intestinal. Par exemple, Jung et Kim,<sup cla…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ces travaux ont été soutenus par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (32272530), le projet New Twenty Policies for University in Jinan (2021GXRC040), les grands projets d’innovation scientifique et technologique dans la province du Shandong (2021TZXD002) et le projet d’intégration de la science et de l’éducation de l’Université de technologie de Qilu (2022PYI009, 2022PY016, 2022PT105).
Materials
| 0.22 μM filter bottle | Thermo Scientific | 450-0045 | |
| 0.22 μM Syringe Filter | Biosharp | BS-QT-011 | |
| 100-mesh sieve | Zhejiang Shangyu Jinding Standard Sieve Factory | No Catalog numbers | |
| 1x PBS solution | Solarbio | P1020 | |
| 2x Taq PCR Master Mix | GENVIEW | GR1113-1ML | |
| 5.2% NaClO solution | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | 80010428 | |
| 500 mL Conical flask | Thermo Scientific | 4103-0500 | |
| 50 mL vented centrifuge tube | JET BIOFIL | BRT-011-050 | |
| 50x TAE buffer | GENVIEW | GT1307 | |
| Agar powder | Ding Guo | DH010-1.1 | |
| Biochemical incubator | STIK | 21040121500010 | |
| Cell sieve | SAINING | 5022200 | |
| Choline chloride | Sangon Biotech | A600299-0100 | |
| ddH2O | Ding Guo | PER018-2 | |
| Disposable grinding pestle | JET BIOFIL | CSP-003-002 | |
| DNA extraction kit | Sangon Biotech | B518221-0050 | |
| DNA Marker | Sangon Biotech | B600335-0250 | |
| Ethanol absolute | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | 10009218 | |
| Filter paper | NEWSTAR | 1087309025 | |
| Food processor | Guangdong Midea Life Electric Appliance Manufacturing Co., Ltd. | WBL25B26 | |
| Illuminated incubator | Shanghai ESTABLISH Instrumentation Co., Ltd. | A16110768 | |
| L-Ascorbic acid | Sangon Biotech | A610021-0100 | |
| L-shaped spreader | SAINING | 6040000 | |
| Nutrient agar medium | Hope Bio | HB0109 | |
| Scissors | Bing Yu | BY-103 | Purchase on Jingdong |
| Shock incubator | Shanghai Zhichu Instrument Co., Ltd. | 2020000014 | |
| Sucrose | GENVIEW | CS326-500G | |
| Super Green nucleic acid dye | Biosharp | BS355A | |
| Super-clean table | Heal Force | AC130052 | |
| TSB | Hope Bio | HB4114 | |
| Vacuum pump | Zhejiang Taizhou Seeking Precision Vacuum Pump Co., Ltd. | 22051031 | |
| Yeast extract | Thermo Scientific | LP0021B |
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