Il presente protocollo descrive il metodo di allevamento degli insetti nocivi tortricidi nei laboratori. Le procedure per distinguere il sesso degli insetti ed estrarre gli acidi nucleici per il sequenziamento ad alto rendimento sono stabilite utilizzando due parassiti tortricidi.
Tortricidae (Lepidoptera), comunemente noti come tortrix o falene leafroller, comprende molti parassiti agricoli e forestali, che causano gravi perdite agricole. Per comprendere la biologia di tali falene nocive, le tecniche fondamentali sono state molto richieste. Qui, i metodi per l’allevamento di massa, le osservazioni e gli studi molecolari sono sviluppati utilizzando due tortrix del tè, Homona magnanima e Adoxophyes honmai (Lepidoptera: Tortricidae). Gli insetti sono stati allevati in massa con una dieta artificiale affettata e mantenuti dalla consanguineità per oltre 100 generazioni considerando le loro caratteristiche biologiche. Gli insetti hanno vari dimorfismi sessuali; quindi è difficile distinguere il sesso durante le fasi di sviluppo, che hanno impedito i test successivi. Il presente lavoro ha evidenziato che il sesso delle larve di tortricidi potrebbe essere determinato osservando testicoli o colorazione di orceina lattico-acetica per visualizzare il cromosoma W specifico della femmina. Inoltre, utilizzando i metodi di determinazione del sesso, il presente studio ha permesso l’estrazione di acido nucleico da embrioni determinati dal sesso e l’applicazione verso il sequenziamento ad alto rendimento. Questi suggerimenti sono applicabili ad altri insetti parassiti e faciliteranno ulteriori studi morfologici e genetici.
Gli insetti lepidotteri rappresentano oltre il 10% di tutte le specie viventi descritte1 e alcune specie di taxa causano gravi danni alle piante e gravi perdite agricole 2,3. Sebbene siano stati sviluppati studi molecolari e genetici utilizzando insetti modello come il baco da seta Bombyx mori 4,5, gli insetti parassiti rimangono non indagati, in parte a causa delle difficoltà di allevamento e manipolazione 6,7. Pertanto, sono necessari studi e tecniche fondamentali per comprendere la biologia di tali insetti parassiti non modello.
I Tortricidae (Lepidoptera), comunemente noti come tortrix o falene leafroller, comprendono molti parassiti agricoli e forestali8. Dei taxa degli insetti, il tortrix orientale del tè Homona magnanima Diakonoff e il tortrix di frutta estiva Adoxophyes honmai Yasuda sono gravi parassiti polifagi noti per danneggiare gli alberi del tè in Asia orientale7. Le due specie depongono grappoli di uova piatte e ovali simili a squame (o masse d’uovo) costituiti da uova sottili, morbide e fragili coperte da secrezioni materne. Sebbene le fasi di embriogenesi siano cruciali per lo sviluppo degli insetti e le determinazioni del sesso9, le strutture delle uova impediscono a ulteriori analisi di comprendere la biologia degli insetti. È importante superare le difficoltà per ulteriori studi sui parassiti che ovopongono una massa di uova così complessa.
Qui, per comprendere la biologia dei tortricidi, sono stati sviluppati metodi per l’allevamento di massa, osservazioni e studi molecolari utilizzando A. honmai e H. magnanima. In primo luogo, i metodi di allevamento di massa mantengono entrambi i tortricidi per oltre 100 generazioni da inbred. La separazione delle uova dalla massa uovo concatenata simile a una scala ha facilitato l’osservazione dell’embriogenesi dei tortricidi utilizzando solventi alcalini e organici precedentemente sviluppati da tecniche utilizzate nelle mosche10. Inoltre, il presente studio ha stabilito la discriminazione sessuale di piccoli embrioni sviluppando metodi di colorazione della cromatina sessuale di femmine di lepidotteri utilizzando orceina lattico-acetica11. Combinando questi metodi, gli acidi nucleici di alta qualità e quantità sono stati estratti da embrioni determinati dal sesso, che era altrimenti difficile da stabilire6. L’RNA estratto è stato utilizzato per il sequenziamento di prossima generazione. Collettivamente, i metodi qui presentati si applicano ad altri insetti lepidotteri e altri taxa di insetti.
Tortricid comprende diversi parassiti agricoli e forestali; il presente studio ha presentato metodi per allevare tortrix nel corso delle generazioni, osservare l’embriogenesi e il sesso degli insetti e condurre analisi molecolari utilizzando embrioni maturi.
Uno degli ostacoli per lo studio degli insetti nocivi è quello di stabilire metodi di allevamento. Soprattutto, la consanguineità a volte influisce negativamente sulla forma fisica della specie. La riduzione della forma fisica da parte d…
The authors have nothing to disclose.
Gli autori desiderano riconoscere il sostegno della Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) Research Fellowships for Young Scientists [Numero di sovvenzione 19J13123 e 21J00895].
1/2 ounce cup | FP CHUPA | CP070009 | insect rearing; https://www.askul.co.jp/p/6010417/ |
1/2 ounce cup lid | FP CHUPA | CP070011 | insect rearing; https://www.askul.co.jp/p/6010434/?int_id=recom_DtTogether |
99.7% acetic acid | FUJIFILM Wako Chemicals Co., Osaka, Japan | 36289 | fixation; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01ALF036289.html |
Agilent 2100 Bioanalyzer | Agilent Technologies | not shown | Nucleic acids quantification; https://www.agilent.com/en/product/automated-electrophoresis/bioanalyzer-systems/bioanalyzer-instrument |
Agilent RNA6000 nano kit | Agilent Technologies | 5067-1511 | Nucleic acids quantification; https://www.agilent.com/cs/library/usermanuals/Public/G2938-90034_RNA6000Nano_KG |
benzalkonium chloride solution | Nihon Pharmaceutical Co., Ltd | No.4987123116046 | Sterilization; https://www.nihon-pharm.co.jp/consumer/products/disinfection.html |
Cotton | AOUME | 8-1611-02 | insect rearing; https://item.rakuten.co.jp/athlete-med/10006937/?scid=af_pc_etc&sc2id=af_113_0_1 |
DAPI solution | Dojindo, Tokyo, Japan | 340-07971 | stainings; https://www.dojindo.co.jp/products/D523/ |
Disodium Hydrogenphosphate | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | Na2HPO4; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0119-0286.html |
dsDNA HS quantification kit | Invitrogen | Q33231 | Nucleic acids quantification; https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/Q33230?SID=srch-srp-Q33230 |
Econospin RNA II column | Epoch Life Science Inc. | EP-11201 | RNA extraction; http://www.epochlifescience.com/Product/SpinColumn/minispin.aspx |
Ethanol | FUJIFILM Wako Chemicals Co., Osaka, Japan | 4.98748E+12 | fixation; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0105-0045.html |
Ethylenediamine-N,N,N',N'-tetraacetic Acid Tetrasodium Salt Tetrahydrate (4NA) | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | Cell lysis buffer (EDTA); https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01T02N003.html |
Glassine paper | HEIKO | 2100010 | insect rearing; https://www.monotaro.com/p/8927/0964/?utm_id=g_pla& utm_medium=cpc&utm_source= Adw |
heat block WSC-2620 PowerBLOCK | ATTO, Tokyo, Japan | 4002620 | incubation; https://www.attoeng.site/ |
heptane | FUJIFILM Wako Chemicals Co., Osaka, Japan | 4.98748E+12 | fixation; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0108-0015.html |
INSECTA LF | Nosan Co., Ltd | not shown | Artificial diet; https://www.nosan.co.jp/business/fodder/ist.htm |
ISOGENII | Nippon Gene | 311-07361 | RNA extraction; https://www.nippongene.com/siyaku/product/extraction/isogen2/isogen2.html |
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methanol | FUJIFILM Wako Chemicals Co., Osaka, Japan | 4.98748E+12 | fixation; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0113-0182.html |
MSV-3500 vortex | Biosan | BS-010210-TAK | Voltex mixer; https://biosan.lv/products/-msv-3500-multi-speed-vortex/ |
Nano Photometer NP 80 | Implen | not shown | Nucleic acids quantification; https://www.implen.de/product-page/implen-nanophotometer-np80-microvolume-cuvette-spectrophotometer/tech-specs/ |
Natural pack wide | Inomata chemical | 1859 | insect rearing; https://www.monotaro.com/g/03035766/?t.q=%E3%83%8A%E3%83%81%E3%83%A5%E3% 83%A9%E3%83%AB%E3%83%91% E3%83%83%E3%82%AF%E3%83% AF%E3%82%A4%E3%83%89 |
NEBNext Ultra II RNA Library Prep Kit for Illumina | New England BioLabs | E7770S | Library preparation; https://www.nebj.jp/products/detail/2039 |
orcein | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | Stainings; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0115-0094.html |
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Polyoxyethylene(20) Sorbitan Monolaurate | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | Tween-20; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0116-2121.html |
Portable UV Black Light (4W, 365nm wavelength) | Southwalker Co., Ltd., Kanagawa, Japan | not shown | Insect collection; http://www.southwalker.com/shopping/?pid=1364614057-467328 |
Potassium Chloride | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | KCl; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0116-0354.html |
Potassium Dihydrogen Phosphate | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | KH2PO4; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0116-0424.html |
ProLong Diamond Antifade Mountant | Invitrogen, MA, USA | P36965 | antifade; https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/P36965 |
Proteinase K Solution | Merck | 71049-4CN | DNA extraction; https://www.merckmillipore.com/JP/ja/product/Proteinase-K-Solution-600-mAU-ml,EMD_BIO-71049 |
protein precipitation solution | Qiagen | 158912 | DNA extraction; https://www.qiagen.com/us/products/discovery-and-translational-research/lab-essentials/buffers-reagents/puregene-accessories/?cmpid=PC_DA_NON_ BIOCOMPARE_ProductListing_ 0121_RD_MarketPlace_ProductC |
Qubit V4 | Invitrogen | Q33238 | Nucleic acids quantification; https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/Q33238 |
rifampicin | FUJIFILM Wako Chemicals Co., Osaka, Japan | 4.98748E+12 | Sterilization; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0118-0100.html |
RNA HS quantification kit | Invitrogen | Q32855 | Nucleic acids quantification; https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/Q32852 |
RNase solution | Nippon Gene | 313-01461 | RNA extraction; https://www.nippongene.com/siyaku/product/modifying-enzymes/rnase-a/rnase-s.html |
Silk Mate 2S | Nosan Co., Ltd | not shown | Artificial diet; https://www.nosan.co.jp/business/fodder/ist.htm |
Sodium Chloride | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | NaCl; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0119-0166.html |
Sodium Dodecyl Sulfate | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | Cell lysis buffer (SDS); https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0119-1398.html |
sodium hypochlorite aqueous solution | FUJIFILM Wako Chemicals Co., Osaka, Japan | 4.98748E+12 | egg separation; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0119-0220.html |
Tetracycline Hydrochloride | FUJIFILM Wako Chemicals Co., Osaka, Japan | 4.98748E+12 | Sterilization; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0120-1656.html |
Tris-HCl | FUJIFILM Wako Chemicals Co. | 4.98748E+12 | Cell lysis buffer; https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/product/detail/W01W0120-1536.html |
ultra-pure distilled water | Invitrogen | 10977023 | RNA extraction; https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/10977015 |