I denne protokol, er metoder for udførelse af indavl krydser, og for at vurdere disse Kors, succes beskrevet for ant Vollenhovia emeryi. Disse protokoller er vigtige for eksperimenter med henblik på forståelse af det genetiske grundlag for sex bestemmelse systemer i hvepse.
De genetiske og molekylære komponenter af sex-bestemmelse kaskade er blevet grundigt undersøgt i honningbien Apis mellifera, en hymenopteran model organisme. Dog er lidt kendt om sex-bestemmelse mekanismer findes i andre ikke-model hymenopteran taxa, som myrer. På grund af den komplekse karakter af livscyklus, der har udviklet sig i hymenopteran arter, er det vanskeligt at opretholde og gennemføre eksperimentelle krydsninger mellem disse organismer i laboratoriet. Her, beskriver vi metoder til at gennemføre indavl Kors og for at vurdere disse krydsninger succes i ant Vollenhovia emeryi. Inducerende indavl i laboratoriet ved hjælp af V. emeryi, er relativt enkel på grund af den unikke biologi af arten. Specifikt, denne art producerer androgenetic mænd, og kvindelige reproductives udviser wing polymorfi, hvilket forenkler identifikation af fænotyper i genetiske krydser. Desuden er evaluere succes af indavl ligetil, som mænd kan være fremstillet kontinuerligt af indavl Kors, mens normal handyr vises kun en veldefineret yngle i feltet. Vores protokol giver mulighed for at bruge V. emeryi som en model til at undersøge den genetiske og molekylære grundlag for sex bestemmelse system i myre arter.
Eusocial Hymenopteran taxa, som myrer og bier, har udviklet en haplodiploid sex-fastsættelse system i som enkeltpersoner, der er heterozygous på en eller flere supplerende sex bestemmelse (CSD) loci blive hunner, mens dem, der er homo- eller hemizygous blive hanner (fig. 1A)1.
Genetiske og molekylære komponenter involveret i sex bestemmelse cascade er blevet godt undersøgt i honningbien Apis mellifera, en hymenopteran model organisme2,3,4. Seneste Komparativ genomforskning undersøgelser tyder på, at myrer og honningbier deler mange formodede homologs i sex bestemmelse pathway, såsom indledende sex bestemmelse gen, csd5. Beviser for den funktionelle bevarelse af disse homologs mangler dog stadig i myrer.
For at løse dette problem, skal indavl linjer udvikles, så de er afgørende for genetiske kortlægning og molekylære undersøgelser. Det er imidlertid vanskeligt at opretholde og gennemføre eksperimentelle krydsninger mellem disse organismer i laboratoriet på grund af den komplekse karakter af livscyklus, der har udviklet sig.
Her bruger vi Vollenhovia emeryi som en model til at undersøge den genetiske og molekylære grundlag for sex bestemmelse system i myrer6,7. Indavl linjer af denne art blev udviklet tidligere kobling kortlægning af kvantitative træk loci (QTL) for træk relateret til sex bestemmelse for første gang i myrer6. Derudover har den molekylære sex-bestemmelse kaskade været undersøgte7. Denne art har udviklet sig en usædvanlig reproduktion system, der anvender både gynogenesis og androgenesis (figur 1B)8,9. De fleste nye dronninger og hanner er clonally fremstillet af mødres og faderlige genomer, henholdsvis. Derudover arbejdstagere og nogle queens produceres seksuelt8. Denne reproduktion system er særlig velegnet til genetiske undersøgelser, fordi indavl krydser fremstillet ved hjælp af seksuelt produceret dronninger og hanner er genetisk svarende til en klassisk backcross. Da generativt produceret queens afviger morfologisk fra queens fremstillet af maternel genomer10 (figur 1B), er gennemføre og evaluere indavl Kors stærkt forenklet ved hjælp af denne metode.
I denne artikel, metoder til etablering af laboratoriet kolonier for passage test, krydser anvendelsen af indavl ved hjælp af fuld-sib par, og evaluere succesen med disse krydser ved hjælp af genotypebestemmelse af kolonien medlemmer og dissektion af mandlige afkom kønsorganer er beskrevet i V. emeryi.
Uanset reproduktion system ansat, er anvendelsen af indavl krydser ofte vigtige første skridt i enhver undersøgelse af sex bestemmelse systemer i hvepse. I Cardiocondyla obscuriorviser den næsten fuldstændige mangel på diploide hanner efter 10 generationer af fuld-sib parring i laboratoriet f.eks. fravær af CSD locus11. Det er muligt at forudsige antallet af CSD loci fra forholdet mellem hanner produceret i indavl krydser6,12,13.
Denne artikel viser protokoller, der kan bruges til at fremkalde indavl Kors og evaluere forekomsten af indavl i ant V. emeryi. I forsøgene er genotypebestemmelse af individer bruges til Kors nødvendige for at sikre, at indavl krydser var vellykket. Men effektiviteten af disse passage tests er klart som diploide hanner kan produceres hele året, mens haploide hanner kan kun produceres i efteråret i både feltet og laboratorium6. Sib-parret queens begynde at producere mandlige afkom umi…
The authors have nothing to disclose.
Vi vil gerne takke Mr. Taku Shimada, delegeret fra AntRoom, Tokyo, Japan, for at forsyne os med hans fotografi af V. emeryi reproductives. Dette projekt blev finansieret af Japan-samfund til fremme af videnskab (JSP’ER) Research Fellowship for unge forskere (16J00011), og Grant i støtte til unge forskere (B)(16K18626).
Plaster powder | N/A | N/A | Any brand can be used |
Charcoal, Activated, Powder | Wako | 033-02117,037-02115 | |
Slide glass | N/A | N/A | Any brand can be used |
Dry Cricket diet | N/A | N/A | Any brand can be used |
Brown shuger | N/A | N/A | Any brand can be used |
Styrene Square-Shaped Case | AS ONE | Any size | Size varies by number of ants |
Incbator | Any brand can be used | ||
Aluminum block bath Dry thermo unit DTU-1B | TAITEC | 0014035-000 | |
1.5mL Hyper Microtube,Clear, Round bottom | WATSON | 131-715CS | |
Ethanol (99.5) | Wako | 054-07225 | |
Stereoscopic microscope | N/A | N/A | Any brand can be used |
Forseps | DUMONT | 0108-5-PO | |
Chelex 100 sodium form | SIGMA | 11139-85-8 | |
Phosphate Buffer Saline (PBS) Tablets, pH7.4 | TaKaRa | T9181 | |
Paraformaldehyde | Wako | 162-16065 | |
-Cellstain- DAPI solution | Dojindo Molecular Technologies | D523 | |
VECTASHIELD Hard・Set Mounting Medium with TRITC-Phalloidin | Vector Laboratories | H-1600 | |
ABI 3100xl Genetic Analyzer | Applied Biosystems | Directly contact the constructor formore informations. | |
Confocal laser scanning microscope Leica TCS SP8 | Leica | Directly contact the constructor formore informations. | |
HC PL APO CS2 20x/0.75 IMM | Leica | Directly contact the constructor formore informations. | |
HC PL APO CS2 63x/1.20 WATER | Leica | Directly contact the constructor formore informations. | |
Leica HyDTM | Leica | Directly contact the constructor formore informations. | |
Leica Application Suite X (LAS X) | Leica | Directly contact the constructor formore informations. |