تم وصف إجراء بسيط لتربية أكسينيك ديليا أنتيكا مع الوجبات الغذائية المعقمة نصف المخمرة. تم الكشف عن سلالة Wolbachia واحدة فقط في كل من النجوم من Axenic D. antiqua باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل.
يتم الحصول على الحشرات المحورية من أنظمة التربية الاصطناعية المعقمة باستخدام وسائط معقمة. هذه الحشرات ، التي تتميز بصغر حجمها ، ودورة نموها القصيرة ، ومتطلبات التغذية المنخفضة ، مثالية لدراسة العلاقة بين الكائنات الحية الدقيقة والمضيفين. تؤثر ميكروبيوتا الأمعاء بشكل كبير على الخصائص الفسيولوجية لمضيفات الحشرات ، ويوفر إدخال سلالات معينة في الحشرات المحورية طريقة للتحقق من وظائف ميكروبات الأمعاء. Delia antiqua ، وهي آفة مهددة في رتبة Diptera ، وعائلة Anthomyiidae ، وجنس Delia ، تتغذى بشكل أساسي على البصل والثوم والكراث والخضروات الأخرى من عائلة Liliaceae. تتغذى يرقاتها على المصابيح ، مما يتسبب في تعفن وذبول وحتى موت نباتات بأكملها. من خلال تربية اليرقات المحورية ، يمكن إجراء دراسات متابعة لمراقبة آثار البكتيريا المعوية على نمو وتطور D. antiqua. على عكس الطريقة التي تنطوي على القضاء على المضادات الحيوية من الميكروبات المرتبطة بها ، تقدم هذه المقالة نهجا منخفض التكلفة وعالي الكفاءة لرفع axenic D. antiqua. بعد التعقيم السطحي لبيض D. antiqua ، تم استخدام وجبات معقمة نصف مخمرة لتربية اليرقات ، وتم التحقق من الحالة المحورية ل D. antiqua من خلال المقايسات المعتمدة على الثقافة والمستقلة عن الثقافة. في الختام ، فإن الجمع بين تعقيم بيض الحشرات وإعداد الوجبات الغذائية المعقمة لتربية اليرقات قد مكن من تطوير طريقة فعالة وبسيطة للحصول على axenic D. antiqua. توفر هذه الطريقة نهجا قويا لدراسة تفاعلات الحشرات والبكتيريا.
المحورية ، التي تعرف بأنها لا يمكن فيها اكتشاف كائنات دقيقة أو طفيليات قابلة للحياة ، هي نماذج تجريبية قيمة لدراسة تفاعلات الكائنات الحية الدقيقة المضيفة 1,2. الحشرات ، أكبر مجموعة من اللافقاريات ، يمكن أن تشكل علاقات تكافلية مع الكائنات الحية الدقيقة3. يمكن استخدام الحشرات المحورية لدراسة تفاعلات المضيف والتعايش في الأنظمة التكافلية4. على سبيل المثال ، أنشأ Nishide et al.5 إجراء عمليا لتربية الدودة ذات الرائحة الكريهة Plautia stali ، مما يتيح تحليلا موثوقا ودقيقا للتفاعلات بين المضيف والمتعايش في الأنظمة التكافلية النموذجية. يمكن إنتاج الحشرات المحورية عن طريق تعقيم مرحلة البيض وتوفير الغذاء المعقم لليرقات والبالغين 6,7. الحشرات المحورية لها أهمية كبيرة وتستخدم على نطاق واسع في البحوث البيولوجية. على سبيل المثال ، أظهرت دراسة أجراها Somerville et al.8 أن عث الماس الخلفي الملقح ب Enterobacter cloacae يحسن قدرة الذكور المعدلة وراثيا على التكيف.
Delia antiqua Meigen هي آفة مهمة اقتصاديا للبصل ومحاصيل Liliaceae الأخرى في جميع أنحاء العالم ، حيث تلحق يرقاتها الضرر ببصيلات البصل ومحاصيل Liliaceae الأخرى9. توجد D. antiqua بشكل رئيسي في المناخات المعتدلة وتنتشر على نطاق واسع في مناطق زراعة البصل في الأمريكتين وأوروبا وآسيا. إذا لم يتم التحكم فيه بشكل صحيح ، يمكن أن يتسبب في خسائر في المحاصيل في البصل (Allium cepa L.) ، والثوم (Allium sativum L.) ، والكراث (Allium fistulosum L.) ، والكراث (Alliumchoenoprasum L.) تتراوح من 50٪ إلى 100٪ 10,11. تتغذى اليرقات على الأجزاء الموجودة تحت الأرض من النباتات ، وتتسبب هذه التغذية في ذبول الشتلات وموتها في النهاية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للنباتات التالفة أن تسمح لمسببات الأمراض بالدخول ، مما يؤدي إلى تعفن المصباح12. حتى لو لم تستهلك اليرقات النباتات بالكامل ، فإن الضرر الذي تسببه يجعل نباتات البصل غير قابلة للتسويق ويؤدي إلى خسائر اقتصادية.
ترتبط الحشرات ارتباطا وثيقا بميكروبات الأمعاء ، وتحتوي معظم أمعاء الحشرات على مجموعة متنوعة من البكتيريا التكافلية التي تزدهر على العناصر الغذائية التي يوفرها المضيف13,14. أظهر Jing et al.15 أن الوظيفة الأساسية للمجتمع التكافلي المعوي هي توفير العناصر الغذائية الأساسية ، تليها الوظائف المتعلقة بالهضم وإزالة السموم. في بعض الحالات ، يمكن أن تعمل بكتيريا الأمعاء كمورد ميكروبي لأغراض إدارة الآفات. وبالتالي ، فإن دراسة أداء بكتيريا الأمعاء الفردية ووظائفها المحددة داخل جسم D. antiqua أمر مرغوب فيه. لذلك ، فإن تحضير اليرقات المحورية مهم بشكل خاص لدراسة التفاعلات بين سلالات بكتيرية معينة والحشرات16. حاليا ، هناك طريقة شائعة الاستخدام للقضاء على بكتيريا الأمعاء الحشرية وهي استخدام مزيج مضاد حيوي للقضاء على الميكروبات المرتبطة17،18،19. على عكس استخدام المضادات الحيوية وحدها ، والتي يمكن أن تقلل فقط من أعداد الميكروبات ، فإن التربية المحورية للحشرات تسمح بالتحكم في تكوين وكمية الكائنات الحية الدقيقة ، مما يتيح التحقق بشكل أكثر دقة من وظائف ميكروبات الأمعاء.
وبالتالي ، تقدم هذه المقالة بروتوكولا لإعداد وتربية axenic D. antiqua. يتم الحصول على غذاء اليرقات Axenic من خلال استخدام التعقيم بدرجة حرارة عالية من الوجبات الغذائية الطبيعية جنبا إلى جنب مع الأطعمة نصف المخمرة. يتم تعقيم البيض باتباع بروتوكول تجريبي للحصول على بيض أكسيني ، وأخيرا ، يتم استزراع يرقات الأكسنيك من بيض المحور. تم تنفيذ نظام التربية المحورية لجيل واحد فقط للتجربة. سيوفر هذا الراحة لدراسة التفاعل بين الحشرات وميكروبات الأمعاء.
تمتلك الحشرات ميكروبيوتا الأمعاءالمعقدة للغاية 20،21 ، مما يستلزم استخدام الحشرات المحورية الملقحة بسلالات ميكروبية معوية محددة لدراسة تفاعلات الحشرات والكائنات الحية الدقيقة. يعد تحضير الحشرات المحورية أمرا بالغ الأهمية لمثل هذه المساعي البحثية. العلاج …
The authors have nothing to disclose.
تم دعم هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (32272530) ، ومشروع السياسات العشرين الجديدة للجامعة في جينان (2021GXRC040) ، ومشاريع الابتكار العلمي والتكنولوجي الرئيسية في مقاطعة شاندونغ (2021TZXD002) ، ومشروع تكامل العلوم والتعليم بجامعة تشيلو للتكنولوجيا (2022PYI009 ، 2022PY016 ، 2022PT105).
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 |