Inducción y evaluación de cruces de consanguinidad con la hormiga, Vollenhovia Emeryi
Summary
En este protocolo, se describen métodos para la realización de cruzamientos de consanguinidad y para evaluar el éxito de esas cruces, de la hormiga Vollenhovia emeryi. Estos protocolos son importantes para experimentos para entender la base genética de los sistemas de determinación de sexo en himenópteros.
Abstract
Los componentes genéticos y moleculares de la cascada de determinación sexual se han estudiado ampliamente en la abeja, mellifera de APIs, un organismo modelo de himenópteros. Sin embargo, poco se sabe sobre los mecanismos de determinación del sexo encontrados otros taxones de modelo no himenópteros, como las hormigas. Debido a la naturaleza compleja de los ciclos de vida que han evolucionado en especies de himenópteros, es difícil de mantener y realizar cruces experimentales entre estos organismos en el laboratorio. Aquí, describimos los métodos para la realización de cruzamientos de consanguinidad y para evaluar el éxito de esas cruces en ant Vollenhovia emeryi. Inducir la endogamia en el laboratorio con c. emeryi, es relativamente sencillo debido a la singular biología de las especies. Específicamente, esta especie produce machos androgenética y reproductores femeninos exhiben polimorfismo de ala, que simplifica la identificación de los fenotipos en cruces genéticos. Además, evaluar el éxito de la endogamia es sencilla como los varones pueden ser producidos continuamente por endogamia cruces, mientras que los varones normales aparecen sólo durante una estación reproductiva bien definida en el campo. Nuestro protocolo permiten utilizar V. emeryi como modelo para investigar las bases genéticas y moleculares del sistema de determinación sexual en especies de hormigas.
Introduction
Taxa de himenóptero eusociales, como las hormigas y las abejas, han desarrollado un sistema de sexo-determinación de haplodiploid en que los individuos son heterocigotos en la determinación del sexo complementario uno o más loci (CSD) se convierten en hembras, mientras que los que son homo – o hemizygous se convierten en los varones (figura 1A)1.
Componentes genéticos y moleculares implicados en la cascada de determinación sexual han sido bien estudiados en la abeja, Apis mellifera, modelo himenópteros organismo2,3,4. Genómica comparativa las investigaciones recientes sugieren que las hormigas y las abejas comparten muchos homólogos putativos en el camino de la determinación del sexo, como el gen de determinación inicial del sexo, csd5. Sin embargo, evidencia para la conservación funcional de estos homólogos todavía carece de las hormigas.
Para resolver este problema, las líneas de la endogamia necesitan ser desarrollados como son esenciales para la Cartografía genética y estudios moleculares. Sin embargo, es difícil de mantener y realizar cruces experimentales entre estos organismos en el laboratorio debido a la naturaleza compleja de los ciclos de vida que han evolucionado.
Aquí, utilizamos Vollenhovia emeryi como modelo para investigar las bases genéticas y moleculares del sistema de determinación de sexo en las hormigas6,7. Las líneas de la endogamia de esta especie fueron desarrolladas previamente para el mapeo de ligamiento de loci de rasgos cuantitativos (QTL) para características relacionadas con la determinación del sexo por primera vez en6de las hormigas. Además, la cascada de determinación molecular del sexo ha sido investigado7. Esta especie ha desarrollado un sistema de reproducción inusual que emplea la ginogénesis y androgénesis (figura 1B)8,9. Mayoría de nuevas reinas y los machos se producen clonalmente de los genomas maternos y paternos, respectivamente. Además, los trabajadores y algunas reinas se producen sexualmente8. Este sistema de reproducción es particularmente idóneo para estudios genéticos porque las cruces de consanguinidad producidas utilizando sexualmente producen a reinas y machos son genéticamente equivalentes a un retrocruzamiento clásico. Puesto que el queens sexual producidas difieren morfológicamente de reinas producidas a partir de genomas materno10 (figura 1B), realización y evaluación de cruzamientos de consanguinidad se simplifican muchísimo usando este método.
En este artículo, los métodos para el establecimiento de colonias de laboratorio para la prueba de paso, aplicación de endogamia cruza usando pares de hermanos completos y evaluar el éxito de esas cruces mediante Genotipado de los miembros de la Colonia y la disección de la descendencia masculina los órganos genitales se describen en V. emeryi.
Independientemente del sistema de reproducción empleado, aplicación de cruces por endogamia es a menudo el primer paso esencial en cualquier investigación de sistemas de determinación de sexo en los himenópteros. Por ejemplo en Cardiocondyla obscurior, la ausencia casi absoluta de machos diploides después de 10 generaciones de hermanos completos en el laboratorio demuestra ausencia de CSD locus11. Es posible predecir el número de loci CSD de la proporción de machos producidos en endogamia cruces6,12,13.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este artículo muestra los protocolos que pueden utilizarse para inducir la endogamia cruces y evaluar la ocurrencia de la endogamia en la ant V. emeryi. En los experimentos, pruebas de genotipo de los individuos utilizados para cruces es necesario para asegurarse de que la endogamia cruces tuvieron éxito. Sin embargo, la efectividad de estas pruebas de cruce es claramente evidente como pueden producir machos diploides durante todo el año, mientras que los machos haploides se pueden producir solamente en otoñ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos al Sr. Taku Shimada, el delegado de AntRoom, Tokio, Japón, por facilitarnos su fotografía de V. emeryi reproductores. Este proyecto fue financiado por la sociedad japonesa para la promoción de la ciencia (JSPS) beca de investigación para jóvenes científicos (16J00011) y concesión de ayudas para jóvenes científicos (B)(16K18626).
Materials
| 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. |
References
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