प्रायोगिक अध्ययन के लिए समुद्री पेलागिक ट्यूनिकेट डोलियोलेटा गेगेनबाउरी (उल्जनिन 1884) की खेती
Summary
डोलियोलिडप्रजाति, डोलियोलेटा गेगेनबाउरीसहित, दुनिया भर में उत्पादक उपमहाद्वीपीय शेल्फ सिस्टम पर पाए जाने वाले पारिस्थितिक महत्व के छोटे जिलेटिन समुद्री चिड़ियाघरप्लवक हैं। इन नाजुक जीवों को पैदा करने में कठिनाई उनकी जांच को सीमित करती है। इस अध्ययन में, हम डलरिड डोलियोलेटा गेगेनबाउरीको इकट्ठा करने, पालन-पोषण और बनाए रखने के लिए खेती के तरीकों का वर्णन करते हैं।
Abstract
समुद्र पारिस्थितिकी तंत्र में जिलेटिनस प्राणिप्लवक एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। हालांकि, आम तौर पर उनके शरीर क्रिया विज्ञान, विकास, fecundity, और trophic बातचीत मुख्य रूप से उन्हें संस्कृति की क्षमता सहित methodological चुनौतियों के कारण जांच करने के लिए मुश्किल है. यह डॉलिओलिड, डोलियोलेटा गेगेनबाउरी के लिए विशेष रूप से सच है। D. gegenbauri आमतौर पर उत्पादक subtropical महाद्वीपीय शेल्फ सिस्टम में दुनिया भर में होता है, अक्सर खिल सांद्रता दैनिक प्राथमिक उत्पादन का एक बड़ा अंश लेने में सक्षम पर. इस अध्ययन में, हम प्रयोगशाला आधारित अध्ययन करने के उद्देश्य से डी gegenbauri इकट्ठा करने, पालन, और बनाए रखने के लिए खेती के दृष्टिकोण का वर्णन. D. gegenbauri और अन्य doliolid प्रजातियों पर कब्जा कर लिया जा सकता है एक बहती जहाज से तिरछी towed शंकु 202 m जाल प्लवक जाल का उपयोग कर रहते हैं. संस्कृति सबसे मज़बूती से स्थापित कर रहे हैं जब पानी के तापमान 21 डिग्री सेल्सियस से नीचे हैं और अपरिपक्व gonozooids से शुरू कर रहे हैं, परिपक्व phorozooids, और बड़ी नर्सों. संस्कृति एक धीरे घूर्णन प्लवक पहिया पर गोल संस्कृति वाहिकाओं में बनाए रखा जा सकता है और कई पीढ़ियों के लिए प्राकृतिक समुद्री जल में सुसंस्कृत शैवाल के आहार पर निरंतर. डी gegenbauriकी प्रयोगशाला संस्कृतियों की स्थापना करने की क्षमता के अलावा, हम प्रदर्शित करते हैं कि संग्रह की स्थिति, शैवाल एकाग्रता, तापमान, और स्वाभाविक रूप से वातानुकूलित समुद्री जल के संपर्क में सभी संस्कृति के लिए महत्वपूर्ण हैं स्थापना, विकास, अस्तित्व, और डी gegenbauriके प्रजनन |
Introduction
समुद्र में सबसे बड़ा पशु बायोमास के लिए चिड़ियाघरप्लवक खाते, समुद्री खाद्य जाले में प्रमुख घटक हैं, और सागर biogeochemical चक्र1,2में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं. चिड़ियाघरप्लवक, हालांकि जीवों की एक विशाल विविधता के शामिल, मोटे तौर पर दो श्रेणियों में प्रतिष्ठित किया जा सकता है: जिलेटिन और कुछ मध्यवर्ती taxa3,4के साथ गैर-जिलेटिन. गैर-जिलेटिन चिड़ियाघरप्लवक की तुलना में, जिलेटिनी चिड़ियाघरप्लवक उनके जटिल जीवन इतिहास5की वजह से अध्ययन करने के लिए विशेष रूप से मुश्किल हैं, और उनके नाजुक ऊतकों को पकड़ने और हैंडलिंग के दौरान आसानी से क्षतिग्रस्त हो जाते हैं। इसलिए, प्रयोगशाला में संस्कृति के लिए जिलेटिनीय प्राणिप्लवक प्रजातियां बहुत मुश्किल होती हैं और आमतौर पर गैर-जिलेटिनप्रजातिय प्रजातियों6की तुलना में कम अध्ययन किया जाता है।
जिलेटिन चिड़ियाघरप्लवक समूहों में, एक प्रचुर मात्रा में और दुनिया के सागर में पारिस्थितिक महत्व के Thaliaceans हैं. थालिएसीन पेलैजिक ट्यूनिकेट्स का एक वर्ग है जिसमें ऑर्डर सालपिडा, पायरोसोमिडा, और डोलियोलिडा7शामिल हैं। डोलियोलिडा, जिसे सामूहिक रूप से डॉलिओलिड के रूप में जाना जाता है, छोटे बैरल के आकार का मुक्त-स्वीमिंग पेलैजिक जीव हैं जो उष्णकटिबंधीय महासागरों के उत्पादक नेरिटिक क्षेत्रों में उच्च बहुतायत तक पहुंच सकते हैं। डोलिओलिड सभी प्राणिप्लवक समूहोंमेंसे 4,8में से सबसे अधिक प्रचुर मात्रा में हैं . निलंबन फीडर के रूप में, doliolids फिल्टर धाराओं बनाने और उन्हें बलगम जाल9पर कब्जा करके पानी स्तंभ से खाद्य कणों इकट्ठा. वर्गीकरणीय रूप से, डॉलिओलिड को फाइलम यूरोकोरोडडाटा10में वर्गीकृत किया जाता है। chordates के लिए Ancestral, और समुद्री pelagic प्रणालियों के प्रमुख घटकों के रूप में उनके पारिस्थितिक महत्व के अलावा, Thaliaceans औपनिवेशिक जीवन के इतिहास10,11 और विकास के मूल को समझने के लिए महत्व के हैं के कारडेट5,7,10,12,13,14.
doliolids के जीवन इतिहास जटिल है और culturing और उन्हें अपने जीवन चक्र के माध्यम से बनाए रखने में कठिनाई के लिए योगदान देता है. डॉलिओलिड जीवन चक्र और शरीर रचना विज्ञान की समीक्षा गोडियोक्स एट अल15में पाई जा सकती है . यौन और अलैंगिक जीवन-इतिहास चरणों के बीच एक अनिवार्य परिवर्तन शामिल है, जो doliolid जीवन चक्र, चित्र 1में प्रस्तुत किया गया है। अंडे और शुक्राणु hermaphroditic gonozooids, जीवन चक्र के केवल एकान्त चरण द्वारा उत्पादित कर रहे हैं. गोनोज़ूइड पानी कॉलम में शुक्राणु छोड़ते हैं और अंडे आंतरिक रूप से निषेचित होते हैं और लार्वा में विकसित होने के लिए जारी किए जाते हैं। लार्वा अंडे और oozooids कि 1-2 मिमी तक पहुँच सकते हैं में कायापलट, conducing पर्यावरण की स्थिति और पोषण, oozooids 20 डिग्री सेल्सियस में 1-2 दिनों के भीतर जल्दी नर्सों बन जाते हैं और जीवन चक्र के औपनिवेशिक चरणों आरंभ. Oozooids अलैंगिक रूप से उनके अधर स्टोलॉन पर कलियों का उत्पादन. ये कलियां स्टोलॉन को छोड़ कर पृष्ठीय कैडोफोर की ओर पलायन करती हैं जहां वे तीन युग्मित पंक्तियों में रेखाबद्ध होती हैं। केंद्रीय दोहरी पंक्तियाँ फोरोज़ोइड बन जाती हैं और बाहरी दो दोहरी पंक्तियाँ ट्रोफोज़ॉइड बन जाती हैं। बाद में नर्स और फोरोजोइड्स16,17दोनों को भोजन उपलब्ध कराते हैं . ट्रोफोज़ॉइड्स नर्स को पोषण की आपूर्ति करते हैं क्योंकि वह सभी आंतरिक अंगों को खो देती है। के रूप में tropzooids की बहुतायत बढ़ जाती है, नर्स का आकार प्रयोगशाला में 15 मिमी तक पहुँच सकते हैं. जैसे-जैसे फोरोज़ोइड्स बढ़ते हैं, वे प्लांटोनिक शिकार को तेजी से बढ़ाते हैं औरव्यक्तियोंके रूप में जारी किए जाने से पहले आकार में 1.5 मिमी तक पहुंच जाते हैं। एक एकल नर्स अपनी उम्र18के दौरान 100 phorozooids जारी कर सकते हैं . के बाद phorozooids कैडोफोर से जारी कर रहे हैं, वे विकसित करने के लिए जारी है और जीवन चक्र की दूसरी औपनिवेशिक चरण हैं. एक बार जब वे आकार में $ 5 मिमी तक पहुँचने, प्रत्येक phorozooid उनके अधर peduncle पर gonozooids के एक समूह विकसित करता है. ये गोनोज़ोइड कणों को तब ग्रहण कर सकते हैं जब वे लंबाई में $1 मिमी तक पहुंच जाते हैं। Gonozooids तक पहुँच गए हैं के बाद आकार में 2 से 3 मिमी वे phorozooid से जारी कर रहे हैं और जीवन चक्र के केवल एकान्त चरण बन जाते हैं। एक बार जब वे आकार में $ 6 मिमी तक पहुँचने, gonozooids यौन परिपक्व हो जातेहैं 17. Gonozooids 9 मिमी या लंबाई में अधिक से अधिक तक पहुँच सकते हैं. गोनोज़ोइड्स हेमेफ्रोडिक होते हैं , शुक्राणु रुक-रुक कर जारी होते हैं जबकि अंडों का निषेचन आंतरिक रूप से16,17होता है . जब gonozooid आकार में 6 मिमी है, यह अप करने के लिए विज्ञप्ति 6 निषेचित अंडे. सफल culturing इन अद्वितीय जीवन इतिहास चरणों में से प्रत्येक की विशिष्ट जरूरतों का समर्थन करने की आवश्यकता है.
doliolids सहित Thaliaceans के पारिस्थितिक और विकासवादी महत्व के कारण, इस जीव की अद्वितीय जीव विज्ञान, शरीर विज्ञान, पारिस्थितिकी, और विकास के इतिहास की समझ अग्रिम करने के लिए खेती के तरीकों की आवश्यकता है19 . डोलिओलिडों में विकासजीव विज्ञान और कार्यात्मक जीनोमिक्स में प्रायोगिक मॉडल जीवों के रूप में काफी प्रतिज्ञा है क्योंकि वे पारदर्शी होते हैं और संभवत : सुव्यवस्थित जीनोम20,21होते हैं . विश्वसनीय खेती के तरीकों की कमी, तथापि, प्रयोगशाला मॉडल के रूप में उनकी उपयोगिता में बाधा डालती है. हालांकि प्रयोगशालाओं के एक मुट्ठी भर सुसंस्कृत doliolids के आधार पर परिणाम प्रकाशित किया है, हमारे ज्ञान की खेती दृष्टिकोण और विस्तृत प्रोटोकॉल के लिए पहले प्रकाशित नहीं किया गया है. अनुभव के वर्षों के आधार पर, और परीक्षण और त्रुटि खेती के प्रयासों के आधार पर, इस अध्ययन का उद्देश्य अनुभवों की समीक्षा करने के लिए और संग्रह और doliolids की खेती के लिए प्रोटोकॉल साझा करने के लिए किया गया था, विशेष रूप से प्रजातियों Dolioletta gegenbauri.
Protocol
Representative Results
Discussion
संस्कृति doliolids करने की क्षमता पिछले कई दशकों में स्थापित किया गया है और कई क्षेत्रों में अनुसंधान का समर्थन करने के लिए इस्तेमाल किया गया है. हमारी प्रयोगशालाओं में प्रायोगिक अध्ययनों ने भोजन और विकास प…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम जी-ए सहित वर्षों में इस परियोजना के लिए संचित ज्ञान का योगदान दिया है, जो कई व्यक्तियों के लिए आभारी हैं। Paffenh-fer और डी Deibel जो मूल रूप से इन प्रोटोकॉल विकसित की है. एम केस्टर, और एल Lamboley भी इन प्रक्रियाओं के विकास के लिए महत्वपूर्ण योगदान दिया है. एन.बी. लेपेज़-फिगुरोआ और जेड.ई. रोड्रिगेज-सेंटियागो ने तालिका 1 में प्रदान किए गए डॉलिड बहुतायत के अनुमानों को उत्पन्न किया। इस अध्ययन के भाग में अमेरिका के राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन पुरस्कार OCE 082599, 1031263 MEF, सहयोगी परियोजनाओं OCE 1459293 और OCE 14595010 MEF और DMG और, राष्ट्रीय महासागरीय और वायुमंडलीय प्रशासन पुरस्कार NA16SEC4810007 DMG के लिए द्वारा समर्थित किया गया था. हम आर/वी सवाना के मेहनती और पेशेवर चालक दल के आभारी हैं। ली एन DeLeo आंकड़े तैयार, चार्ल्स वाई रॉबर्टसन पांडुलिपि और, जेम्स (जिम्मी) विलियम्स प्लवक पहिया निर्मित
Materials
| Algal culture tubes (55 mL sterile disposable glass culture tubes) | Any | NA | For algal cultures |
| Autoclave | Any | NA | For sterilizing equipment and seawater for algal cultures |
| Beakers (2 L glass) | Any | NA | For sorting diluted plankton net tow contents |
| Buckets (5 gallon, ~20L) | Any | NA | For diluting contents of planton net tow – should be seawater conditioned before first use |
| Carboys (20 L) | Any | NA | For storing seawater |
| Doliolid glass culturing jar (1.9 L narrow mouth glass jar with cap) | Qorpak | GLC-01882 | Container for culture |
| Doliolid glass culturing jar (3.8 L narrow mouth glass jar with cap) | Qorpak | GLC-01858 | Container for culture |
| Environmental Chamber (Temperature controlled enviromental chamber) | Any | NA | To accommodate plankton wheel and culture maintenance |
| Filtration apparatus for 47 mm filters | Any | NA | For filtering seawater for cultures |
| Glass microfiber filters, 47 mm | Whatman | 1825-047 | For filtering seawater for cultures |
| Glass pipette (borosillicate glass pipette (glass tubing), OD 10mm, ID 8 mm, wall thickness 1mm) | Science Company | NC-10894 | Custom cut and edges polished |
| Hose clamps, stainless steel, #104 (178 mm) | Any | NA | For holding culturing jars to the plankton wheel |
| Isochrysis galbana strain CCMP1323 | National Center for Marine Algae and Microbiota (NCMA) | strain CCMP1323 | For feeding doliolid cultures |
| L1 Media Kit, 50 L | National Center for Marine Algae and Microbiota (NCMA) | MKL150L | For culturing algae |
| Lamp (Fluorescent table lamp with an adjustable arm) | Any | NA | For illuminating doliolids in the jars and beakers |
| Lighted temperature controlled incubator | Any | NA | For algal cultures |
| Micropipettes and sterile tips (0-20 µl, 20-200 µl, 200-1000 µl) | Any | NA | For algal cultures |
| Plankton Net (202 µm 0.5 m, 5:1 length) with cod end ring and 4 L aquarium cod-end | Sea-Gear Corporation | 90-50×5-200-4A/BB | For collecting living doliolids (see Figure 4) |
| Plankton Wheel | NA | NA | Custom built (see Figure 2) |
| Plastic wrap | Any | NA | To cover inside of lid of doliolid culture jars |
| Potassium Permanganate | Fisher Scientific | P279-500 | Reagent for cleaning jars and glassware |
| Rhodomonas sp. strain CCMP740 | National Center for Marine Algae and Microbiota (NCMA) | strain CCMP740 | For feeding doliolid cultures |
| Rubber Tubing | NA | NA | For holding culturing jars to the plankton wheel (can be made from tygon tubing) |
| Sodium Bisulfite | Fisher Scientific | S654-500 | Reagent for cleaning jars and glassware |
| Sodium Hydroxide | Fisher Scientific | BP359-212 | Reagent for cleaning jars and glassware |
| Sterile serological pipettes (1 mL, 5 mL, 10 mL, 25 mL) | Any | NA | For algal cultures |
| Thalassiosira weissflogii strain CCMP1051 | National Center for Marine Algae and Microbiota (NCMA) | strain CCMP1051 | For feeding doliolid cultures |
| Tissue culture flasks (250 mL) | Any | NA | For algal cultures |
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