昆虫農業と無脊椎動物の生理学のための汎用性の高いオルソプテランモデルである Gryllus bimaculatusの実験室培養の維持
Summary
この論文では、食用クリケット Gryllus bimaculatusの実験室培養物の長期飼育のための密度、飼料の入手可能性、水分補給源、環境制御などの重要な要素を標準化するための基本的な方法を概説する。
Abstract
Gryllus bimaculatus (De Geer)は、アフリカとユーラシア南部に分布する大きな体のクリケットで、人間の食物として野生で収穫されることがよくあります。その天然の範囲外では、 G. bimaculatusの 培養は、その食事可塑性、急速な生殖サイクル、休眠要件の欠如、高密度飼育に対する耐性、および病原体に対する堅牢性のために実行可能である。したがって、 G. bimaculatusは 、昆虫の生理学、行動、発生学、または遺伝学の研究のための汎用性の高いモデルとなり得る。
ストッキング密度、ケージ内のリフギア、光周期、温度、相対湿度、および食事などの文化的パラメータは、クリケットの成長、行動、および遺伝子発現にすべて影響を与え、標準化されるべきである。人間の消費のための農業昆虫に関する急成長している文献では、これらのクリケットは、作物残渣、食品加工副産物、およびその他の低コストの廃棄物の流れに由来する候補飼料混和剤を評価するために頻繁に使用されている。
G. bimaculatusの成長性能と栄養品質を可変飼料基質に応答して評価する進行中の実験を支援するために、実験室での繁殖、維持、取り扱い、測定、および安楽死のための包括的な標準プロトコルのセットが開発され、ここに提示される。業界標準のクリケット飼料は、クリケット繁殖株の長期維持や実験的対照飼料としての使用に栄養的に適切で機能的に適切であることが証明されています。これらのコオロギを、12の光(L)/12の暗い(D)の光周期で27°Cの平均温度でスクリーントップの29.3Lポリエチレンケージで0.005コオロギ/ cm3の密度で飼育し、湿らせたココナッツコイアを水分補給源と産卵媒体の両方として使用することで、2年間にわたって健康なクリケットを維持することに成功しました。これらの方法に従って、対照実験におけるコオロギは、収穫時に0.724g 0.190gの平均質量を生じ、ストッキング(22日)と収穫(65日)の間に89%の生存率および68.2%の性的成熟をもたらした。
Introduction
象徴的な昆虫、ショウ ジョウバエメラノガスター に代表されるように、実験室モデル生物としての昆虫の使用は、遺伝学、毒物学、および生理学における研究に明確な利点を提供する1。昆虫のサイズが小さいため、培養に必要なスペースと、必要な飼料や消耗品の量が減少します。多くの昆虫は迅速に繁殖し、特殊な遺伝子系統の作成や、複数の連続した世代の評価を必要とする研究にユニークに適しています。
多くの研究は、ショウ ジョウバエのようなホロメタボラ昆虫に焦点を当てており、完全な変態と蛹化を示す。しかし、 Gryllus bimaculatus (De Geer)、2つの斑点を付けられたフィールドクリケットを含む他のモデルも利用可能です。 G. bimaculatus は、性的成熟に達する前に7〜11個のニンファルインスターを受けるパウロ代謝昆虫である2。このクリケットは、性淘汰、領土表示、メイトガード3など、性的選択に関連する幅広い行動を表示します。未熟なコオロギは、多くの幽門代謝性の幼体と同様に、恍惚症の間に失われた四肢および損傷した四肢を再生することができるという点で、ホロ代謝昆虫種の幼虫とは異なります4。さらに、 G. bimaculatus の完全配列決定ゲノムは2021年に公開されました5.これらの特徴により、これらのクリケットは基礎研究の対象として魅力的です。
2つの斑点のあるフィールドクリケットは、人間の食物や動物飼料のために広く飼育されています。これらの操作の規模は、実験室研究よりもはるかに大きいことがよくあります6,7。規模の違いにもかかわらず、研究者が直面する課題は、商業クリケット農家が直面する課題と大きく重なります。これらの考慮事項は、食用昆虫の生産を改善することを目的としたラボベースの研究の文脈で収束する。食用昆虫産業が進化し成長し続けるにつれて、飼料投入量と生産の無数の他の側面を最適化することが主な目標です8。これらのクリケットの飼育効率、生存率、または生成時間の測定された改善を実証する実験室研究は、クリケット養殖事業の収益性を長期的に高めるのに役立つ可能性があります。
標準化された飼育プロトコルにより、飼育の最適化を調査する研究間のより詳細な比較が可能になります。現在までに、実験室でG. bimaculatusを飼育するための詳細なプロトコルはほとんど発表されていない。理想的なプロトコルは、実際のクリケット養殖事業で遭遇する条件を反映しながら、実験的治療から生じる成長パフォーマンスの変化を正確に測定し、リスク軽減戦略を強調するために必要な厳密に制御された条件を維持する。この論文に記載されている方法は、広範囲の実験室および商業生産規模2、9、10、11、12で様々なクリケット種を飼育するために使用される公開されたプロトコル、技術、および装置に基づいて開発された。これらの方法は、未発表の技術速報や北米の商業クリケット農家との個人的なコミュニケーションなど、いくつかの査読されていない情報源によっても通知されています。このプロトコルは、特に昆虫農業に関連する試験に使用するために、G. bimaculatusの実験室培養の確立を促進することを目的として開発されました。
Protocol
Representative Results
Discussion
クリケットの飼育に対するこのアプローチのシンプルさは、幅広い研究分野に利益をもたらし、さまざまな実験ニーズに容易に適応できるクリケットの飼育を成功させるための一般的なテンプレートを表しています。 G. bimaculatus の他のいくつかの研究と比較して、個々の体の成人サイズは小さく、成熟は遅く14、これは状況によって私たちに課せられた最適でない飼?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
このプロジェクトの資金提供は、ウィスコンシン大学マディソン校の内部助成金によって可能になりました。Bachhuber Consulting Inc.のKevin Bachhuberが商業クリケットの飼育のための未発表のガイドにアクセスしてくれたこと、そしてマイケル・バートレット・スミスがこれらの方法の改良とトラブルシューティングを支援してくれたことに心から感謝します。
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 |
References
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