Il completo ed aggiornato "Rotifero Metodo Polyculture" per l'allevamento Prima Zebrafish Feeding
Summary
Larval zebrafish are adapted to feed on zooplankton. It is possible to capitalize on this natural feature in the laboratory by growing first feeding fish together in the same system with live saltwater rotifers. This “polyculture” strategy promotes high growth and survival with minimal labor and disturbance to the larvae.
Abstract
The zebrafish (Danio rerio) is a model organism of increasing importance in many fields of science. One of the most demanding technical aspects of culture of this species in the laboratory is rearing first-feeding larvae to the juvenile stage with high rates of growth and survival. The central management challenge of this developmental period revolves around delivering highly nutritious feed items to the fish on a nearly continuous basis without compromising water quality. Because larval zebrafish are well-adapted to feed on small zooplankton in the water column, live prey items such as brachionid rotifers, Artemia, and Paramecium are widely recognized as the feeds of choice, at least until the fish reach the juvenile stage and are able to efficiently feed on processed diets. This protocol describes a method whereby newly hatched zebrafish larvae are cultured together with live saltwater rotifers (Brachionus plicatilis) in the same system. This polyculture approach provides fish with an “on-demand”, nutrient-rich live food source without producing chemical waste at levels that would otherwise limit performance. Importantly, because the system harnesses both the natural high productivity of the rotifers and the behavioral preferences of the fish, the labor involved with maintenance is low. The following protocol details an updated, step-by-step procedure that incorporates rotifer production (scalable to any desired level) for use in a polyculture of zebrafish larvae and rotifers that promotes maximal performance during the first 5 days of exogenous feeding.
Introduction
Il pesce zebra (Danio rerio) è un preminente animale da laboratorio utilizzato in un numero crescente di discipline scientifiche, compreso ma non limitato alla genetica dello sviluppo, la tossicologia, il comportamento, l'acquacoltura, la biologia rigenerativa, e la modellazione di molte malattie umane 1 – 5. Anche se la specie è relativamente facile da mantenere in laboratorio, ci sono una serie di problemi di gestione associati con la loro cultura 6. Il più importante di questi è allevamento larvale, soprattutto quando il pesce prima comincia ad alimentare a seguito di inflazione della vescica gas 7. In normali, condizioni controllate, questo evento si verifica dello sviluppo a ~ 5 giorni dopo la fecondazione (DPF), con i seguenti 3 – 5 giorni di crescita particolarmente critici 7. La difficoltà tecnica centrale durante questa fase è quello di soddisfare adeguatamente le esigenze nutrizionali della prima larve alimentazione – articoli mangimi devono essere di dimensioni appropriate, Digestible, attraente, e disponibile su una base quasi continuo, senza creare eccessivi sprechi in vasche di coltura. Storicamente questo è stato realizzato tipicamente fornendo numerose piccole quantità di mangime per pesci in vasche, insieme con 8,9 scambio dell'acqua routine. Mentre questi metodi sono in una certa misura di successo, sono inefficienti, richiedono ingressi del lavoro elevati, e restituiscono solo variabili e tassi limitati di crescita e la sopravvivenza 10.
In natura, le larve si nutrono di pesce zebra presumibilmente abbondante piccolo zooplancton presente nella colonna d'acqua 11. Per questo motivo, i protocolli larviculture che incorporano i feed live come Paramecium, rotiferi, Artemia e sono in genere più efficiente 7. Nel 2010, le migliori e co-autori hanno dimostrato che era possibile coltivare zebrafish larvale in acqua salmastra statica con rotiferi acqua salata per i primi 5 giorni di alimentazione esogena 12. Questo approccio, che sfruttarees l'elevata produttività naturale delle culture di rotiferi a fornire ampio, preda altamente nutrienti senza inquinare l'acqua, rendimenti molto elevati tassi di crescita delle larve e la sopravvivenza con il contributo di lavoro basso 12,13. Negli ultimi anni, un numero crescente di laboratori di tutto il mondo hanno adottato varianti di questo protocollo, e molti sono ora coltura rotiferi in modo continuo per supportare i sistemi vivaio 14.
Nel corso degli ultimi anni, sia per i metodi di rotiferi / policoltura zebrafish e la produzione rotiferi sono stati raffinati e migliorato per diventare più standardizzati e facilmente scalabile. Questo articolo fornisce istruzioni passo-passo per 1) la produzione rotiferi continuo e robusto e 2) l'istituzione del / sistema di policoltura zebrafish rotifero utilizzato per sostenere una crescita robusta dei pesci per i primi 5 giorni di alimentazione esogena.
Protocol
Representative Results
Discussion
La corretta attuazione del metodo policoltura rotiferi per l'alimentazione precoce zebrafish larvale richiede protocolli efficaci per due compiti: la creazione e il mantenimento di un sistema di coltura di rotiferi continuo a nutrire i pesci, e la coltura di prima alimentazione larve zebrafish con rotiferi nella stessa vasca.
La messa a punto di un sistema di produzione di acqua salata rotifero continua per i laboratori di zebrafish prima descritti da Lawrence e co-autori di 14</sup…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
La cura e l'uso di pesce generato per risultati rappresentativi descritti in questo protocollo è stata eseguita in piena conformità con le linee guida stabilite dalla cura e l'uso degli animali Comitato Istituzionale presso Hospital di Boston dei bambini, protocollo # 14-05-2673R.
Materials
| Rotifer Culture Infrastructure | |||
| 100 Liter Culture Vessel | Aquaneering | Custom | Polycarbonate culture vessel, conical bottomed, with drain valve |
| 5 Gallon Culture Bucket Kit | Reed Mariculture | CCS Starter Kit | Small volume culture vessel for small facilities |
| Rigid Clear Tubing 1/2" O.D., 36” | Pentair Aquatic Ecosystems | 16025 | Rigid clear tubing for air delivery |
| Mesh tube | Pentair Aquatic Ecosystems | RT444X | Mesh tube support for floss filter |
| Rotifer Floss | Reed Mariculture | Rotifer floss 12” x 42” | Particulate waste trap |
| Peristaltic Metering Timer Pump, 5 GPD | Grainger | 38M003 | Metering pump with timer for dosing feed to rotifers |
| Peristaltic Metering Timer Pump, 1-100 mL/h (for smaller-scale culture) | Coral Vue | SKU: IC-LQD-DSR | Metering pump with timer for dosing feed to rotifers |
| Silicone Tubing | Cole Parmer | Tubing for algae delivery to rotifer vessel | |
| Rigid Clear Tubing " O.D.,36” | Pentair Aquatic Ecosystems | 16025 | Rigid clear tubing for air delivery to algae paste |
| Rigid Clear Tubing O.D., 36” | Pentair Aquatic Ecosystems | 16025 | Rigid clear tubing for algae delivery |
| Rotifers | |||
| Live Rotifers Brachionus plicatilis Type L | Reed Mariculture | Type L 5 million | Rotifer stock culture for system startup |
| Rotifer Feed | |||
| Sodium hydroxymethylsulfonate | Reed Mariculture | ClorAm-X® 1lb tub | Ammonia reducer for algae feed mix |
| Sodium Bicarbonate | Fisher Scientific | S25533B | pH buffer for algae feed mix |
| Microalgae concentrate | Reed Mariculture | Rotigrow Plus® 1 liter bag | Nutritionally optimized rotifer feed |
| Water Preparation | |||
| Reef Crystals Reef Salt | That Fish Place | 198210 | Salt for making culture water (NOTE: this item is an example only; any contaminant free salt formulations may be used). |
| Refractometer | Pentair Aquatic Ecosystems | SR6 | measuring salinity |
| Rotifer Culture Equipment | |||
| Plankton Collectors 12" Dia, 53 microns | Pentair Aquatic Ecosystems | BBPC20 | Mesh screen for collecting rotifers |
| Scrub Pads | Pentair Aquatic Ecosystems | SCR-58 | Scrub pad for cleaning inside of culturing vessels |
| Scrub Brush | |||
| Bucket | Grainger Supply | 43Y530 | Graduated bucket for mixing culture water |
| Hatching Jar | Pentair Aquatic Ecosystems | J30 | Storage of algae feed mix |
| Lugol’s Solution, Dilute | Fisher Scientific | S99481 | Agent used to immobilize live rotifers for counting |
| Sedgewick-Rafter plankton counting slide with grid | Pentair Aquatic Eco-Systems | M415 | Counting rotifers |
| Miscelleneous | |||
| Tea Strainer | Kitchenworks | 971972 | Used for collecting zebrafish embryos after spawning |
References
- Ribas, L., Piferrer, F. The zebrafish (Danio rerio) as a model organism, with emphasis on applications for finfish aquaculture research. Reviews in Aquaculture. 6, 209-240 (2014).
- Poss, K. D. Advances in understanding tissue regenerative capacity and mechanisms in animals. Nature reviews. Genetics. 11, 710-722 (2010).
- Gemberling, M., Bailey, T. J., Hyde, D. R., Poss, K. D. The zebrafish as a model for complex tissue regeneration. Trends in genetics TIG. 29, 611-620 (2013).
- Santoriello, C., Zon, L. I. Hooked! modeling human disease in zebrafish. Journal of Clinical Investigation. 122, 2337-2343 (2012).
- Selderslaghs, I. W. T., Blust, R., Witters, H. E. Feasibility study of the zebrafish assay as an alternative method to screen for developmental toxicity and embryotoxicity using a training set of 27 compounds. Reproductive Toxicology. 33 (2), 142-154 (2012).
- Lawrence, C. The husbandry of zebrafish (Danio rerio): A review. Aquaculture. 269, 1-20 (2007).
- Harper, C., Lawrence, C. . The Laboratory Zebrafish (Laboratory Animal Pocket Reference). , (2010).
- Nusslein-Volhard, C., Dahm, R. . Zebrafish, A Practical Approach. , (2002).
- Westerfield, M. . The Zebrafish Book. A Guide for the Laboratory Use of Zebrafish. , (2007).
- Carvalho, P., Arau, L. Rearing zebrafish (Danio rerio) larvae without live food: evaluation of a commercial, a practical and a purified starter diet on larval performance. Aquaculture Research. 37, 1107-1111 (2006).
- Spence, R., Gerlach, G., Lawrence, C., Smith, C. The behaviour and ecology of the zebrafish, Danio rerio. Biol Rev Camb Philos Soc. 83 (1), 13-34 (2008).
- Best, J., Adatto, I., Cockington, J., James, A., Lawrence, C. A novel method for rearing first-feeding larval zebrafish: polyculture with Type L saltwater rotifers (Brachionus plicatilis). Zebrafish. 7 (3), 289-295 (2010).
- Lawrence, C. Advances in zebrafish husbandry and management. Methods in Cell Biology. 104, 429-451 (2011).
- Lawrence, C., Sanders, E., Henry, E. Methods for culturing saltwater rotifers (Brachionus plicatilis) for rearing larval zebrafish. Zebrafish. 9, 140-146 (2012).
- Tucker, C. S., Hargreaves, J. A. . Biology and Culture of Channel Catfish. 34, 634-657 (2004).
