Oikopleura dioica est un organisme modèle tunicier dans divers domaines de la biologie. Nous décrivons les méthodes d’échantillonnage, l’identification des espèces, la configuration de la culture et les protocoles de culture pour les animaux et les aliments pour algues. Nous soulignons les facteurs clés qui ont contribué à renforcer le système culturel et discutons des problèmes et des résolutions possibles.
Oikopleura dioica est un chordat planctonique avec une capacité exceptionnelle d’alimentation par filtre, un temps de génération rapide, un développement précoce conservé et un génome compact. Pour ces raisons, il est considéré comme un organisme modèle utile pour les études écologiques marines, la biologie du développement évolutionnaire, et la génomique. Comme la recherche nécessite souvent un approvisionnement régulier en ressources animales, il est utile d’établir un système fiable de culture à faible entretien. Nous décrivons ici une méthode étape par étape pour établir une culture O. dioica. Nous décrivons comment sélectionner les sites d’échantillonnage potentiels, les méthodes de collecte, l’identification des animaux ciblés et la mise en place du système de culture. Nous fournissons des conseils de dépannage basés sur nos propres expériences. Nous soulignons également les facteurs critiques qui contribuent à maintenir un système culturel robuste. Bien que le protocole de culture fourni ici soit optimisé pour O. dioica,nous espérons que notre technique d’échantillonnage et notre configuration culturelle inspireront de nouvelles idées pour maintenir d’autres invertébrés pélagiques fragiles.
Les organismes modèles ont joué un rôle déterminant dans la résolution de nombreuses questions biologiques, y compris celles relatives au développement, à la génétique et à la physiologie. En outre, d’autres organismes modèles facilitent les nouvelles découvertes et sont donc essentiels pour mieux comprendre la nature1,2. Le zooplancton marin sont divers groupes d’organismes qui jouent un rôle important dans les écosystèmes océaniques3,4,5,6. Malgré leur abondance et leur importance écologique, les organismes gélatineux tels que les tuniciers planctoniques sont souvent sous-représentés dans les études sur la biodiversité du plancton parce que leur transparence et leur fragilité rendent la collecte et l’identification sur le terrain difficiles7,,8. Les techniques d’échantillonnage adaptées et la culture en laboratoire permettent une observation plus étroite des animaux in vitro, ce qui a permis d’approfondir les connaissances en biologie des tuniciers planctoniques9,10,11,12.
Les larvacéens (appendices) sont une classe de tuniciers marins de natation libre comprenant environ 70 espèces décrites dans le mondeentier 8,13. Comme ils sont l’un des groupes les plus abondants au sein des communautés de zooplancton14,15,16,17, les larvaceans représentent une source de nourriture primaire pour les organismes planctoniques plus grands tels que les larves de poissons18,19. Contrairement aux ascidiens-les tuniciers sessile-larvaceans conservent une morphologie têtard-like et restent planctoniques tout au long de leur vie20. Chaque animal vit à l’intérieur d’une structure auto-construite et complexe d’alimentation par filtre connue sous le nom de maison. Ils accumulent des particules dans leurs maisons en créant des courants d’eau par le mouvement ondulant de leurs queues21. Les maisons obstruées sont jetées tout au long de la journée, dont certaines forment des agrégats de carbone et finissent par couler au fond des fonds marins22; ainsi, les larvacéens jouent un rôle majeur dans le flux mondial de carbone23. La plupart des espèces vivraient dans la zone pélagique dans les 100 m supérieurs de la colonned’eau 13; cependant, le bathochordaeus larvacean géant est connu pour habiter les profondeurs de 300 m24. Une étude sur Bathochordaeus dans la baie de Monterey, en Californie, a révélé que les animaux servent également de vecteur biologique de microplastiques, suggérant une importance potentielle dans la compréhension du rôle des appendices dans le transport vertical et la distribution des microplastiques dans les océans25.
Oikopleura dioica, une espèce de larvacean, a attiré l’attention ces dernières années en tant qu’organisme modèle en raison de plusieurs caractéristiques remarquables. Il est généralement rapporté dans les océans du monde. Il est particulièrement abondant dans les eaux côtières26, ce qui permet un échantillonnage facile de la rive. Une culture stable à long terme est possible avec l’eau de mer naturelle et artificielle27,28,29. Les temps de production dépendants de la température sont aussi courts que 4-9 jours dans des conditions de laboratoire. Il a une fécondité élevée avec chaque femelle capable de produire >300 œufs tout au long de l’année. En tant que tunicier, il occupe une position phylogénétique importante pour comprendre l’évolution de l’accord30,31. À 70 Mo, O. dioica a le plus petit génome identifié parmi tous les chordates32. Parmi les larvacéens, O. dioica est la seule espèce non hermaphroditique décrite jusqu’à présent33.
La première culture O. dioica réussie avec des microalgues cultivées en laboratoire a été rapportée par Paffenhöfer34. Le protocole de culture original utilisant des moteurs synchrones et des palettes a été développé par Fenaux et Gorsky35 et plus tard adopté par plusieurs laboratoires. Plus récemment, Fujii et coll.36 ont signalé que la culture d’O. dioica dans l’eau de mer artificielle, un système de culture robuste et une collecte sur le terrain ont été décrits par Bouquet et coll.27 et un protocole optimisé pour un système simplifié et abordable a été signalé par Marti-Solans et coll.29. Mis à part le système traditionnel de culture Oikopleura, une conception nouvellement signalée avec un réservoir d’élevage à double tube a également le potentiel de la culture Oikopleura sp. 37.
Nous présentons un protocole détaillé pour l’initiation d’une monoculture O. dioica basée sur une combinaison de protocoles développés par les principaux groupes de recherche Oikopleura au Sars International Centre for Marine Molecular Biology27, l’Université de Barcelone29, Osaka University28, et nos propres observations. Dans les protocoles culturels publiés précédemment, des informations détaillées sur la composition des milieux d’algues, les techniques d’échantillonnage à terre et l’identification d’Oikopleura n’ont été décrites qu’à peu près, laissant beaucoup d’ambiguïté. Ici, à l’aide de l’information visuelle dans le protocole vidéo, nous avons rassemblé toutes les informations essentielles nécessaires pour mettre en place une culture O. dioica à partir de zéro d’une manière simple, étape par étape. Nous décrivons comment distinguer O. dioica d’une autre espèce fréquemment signalée, O. longicauda, qui est l’une des étapes les plus difficiles. Bien que les systèmes de culture existants soient applicables à la culture d’O. dioica dans le monde entier, nous soulignons l’importance de l’ajustement du protocole basé sur les conditions environnementales locales. L’information présentée combine des données largement publiées ainsi que des connaissances acquises grâce à l’expérience. Le protocole actuel convient parfaitement aux chercheurs intéressés à établir une culture à partir de zéro.
1. O. dioica culture facility
2. Aliments microalgals
3. Collection de champ de sauvage Oikopleura spp.
4. Isolement et identification des animaux (figure 7, figure 8)
5. Protocole de culture pour O. dioica
Oikopleura peut être recueilli à partir d’un bateau ou d’un port par le remorquage lent et doux d’un filet de plancton en maille de 100 μm avec une extrémité de morue non filtrante (Figure 5). En raison de la nature fragile des animaux, il est important d’éviter tout mouvement qui pourrait causer un stress physique, comme la manipulation brutale du filet ou des éclaboussures dues à une poche d’air emprisonnée dans le pot d’échantillon.
Il est important de comprendre le modèle saisonnier des populations locales d’Oikopleura ainsi que les fluctuations qui l’accompagnent dans les caractéristiques physiques de l’eau à un site d’échantillonnage. L’échantillonnage entre 2015 et 2019 a révélé des variations saisonnières constantes dans la présence d’O. dioica dans les ports d’Ishikawa et kin à Okinawa (Figure 6). La température de l’eau de mer de surface semble être un facteur majeur. O. dioica était l’espèce dominante lorsque l’eau de mer de surface atteignait ≥28 °C, et O. longicauda coexistait avec O. dioica à des températures comprises entre 24 °C et 27 °C; cependant, O. longicauda a dominé en dessous de 23 °C (figure 6A). Le changement progressif de salinité après plusieurs jours consécutifs de fortes pluies n’était pas corrélé à l’abondance d’O. dioica (figure 6B).
À l’aide des procédures d’échantillonnage décrites ci-dessus, la plupart des O. dioica que nous avons récupérées se trouvaient entre le deuxième et le troisième jour de leur cycle de vie de 4 jours (figure 7C). Les mâles matures ont été reconnus par la coloration jaune des gonades tandis que les gonades femelles brillaient d’or à partir d’œufs de 70 à 80 μm de diamètre (figure 8A,B). Immature O. dioica ont été confirmés par deux cellules subchordales sur leur queue (Figure 8D). Une autre espèce dominante dans les eaux locales, O. longicauda, étaient semblables en taille et en morphologie. Nous avons utilisé les critères suivants pour distinguer O. longicauda de O. dioica38,39,40: un manque de cellules subchordales dans la queue, la présence de velum dans le tronc, et la présence d’une gonade hermaphrodite ( Figure8E,F). Les différentes morphologies de la queue sont également utiles pour distinguer O. longicauda de O. dioica. Quand un animal nu intact sans la maison a été orienté par la suite, la queue de O. longicauda était plus droite avec moins de courbure, lui donnant un aspect « plus rigide » par rapport à celle de O. dioica.
Les trois facteurs les plus importants pour établir un système stable de culture oikopleura sont (i) le maintien d’une haute qualité de l’eau, (ii) l’identification du régime d’alimentation optimal et (iii) la mise en place d’un bécher reproducteur avec un nombre suffisant de mâles et de femelles. L’introduction d’un système de filtre en plusieurs étapes (figure 1) a amélioré la qualité de l’eau et la stabilité de la culture. Un système de filtration n’est pas nécessaire pour l’eau de mer artificielle; cependant, le coût, la disponibilité et la commodité de l’eau de mer naturelle en font une meilleure option pour les laboratoires situés près de la côte. Pour établir le régime d’alimentation, nous recommandons de mesurer les courbes de croissance des algues qui s’appliquent aux différents milieux de laboratoire, puisque les conditions de température et de lumière varient considérablement. Nous avons combiné les courbes de croissance avec des calendriers d’alimentation publiés précédemment pour optimiser les concentrations et les compositions d’aliments des algues27 (figure 4). Nous suivons également un calendrier strict d’inoculation des algues pour maintenir un approvisionnement frais en aliments aux algues (Tableau 2). Le système d’alimentation automatisé nous permet de maintenir un horaire d’alimentation quotidien uniforme sans la présence du personnel de culture (figure 2B).
Une fois que l’eau de mer optimale et les conditions d’alimentation sont atteintes, il est important d’initier de nouvelles générations en créant un bécher de frai avec 15 mâles et 30 femelles dans 2,5 L de fSW. Cela assure une bonne concentration d’animaux du jour 1 le lendemain matin, ce qui est suffisant pour isoler 150 animaux le jour 2, 120 le jour 3 et 45 adultes matures le jour 4 pour le frai. S’il n’y a pas assez de mâles et de femelles le jour 4, recueillir et transférer autant d’individus matures que possible à 1 L de fSW et laissez-les frayer naturellement dans l’espoir qu’il y aura assez de larves pour porter sur la prochaine génération. Suivant le protocole fourni, le cycle de vie de O. dioica est de 4 jours à 23 °C (figure 7C). Nous avons établi de façon fiable six populations sauvages indépendantes d’O. dioica, qui ont toutes duré plus de 20 générations.
Figure 1 : Schéma du système de filtre d’eau de mer.
(A et B) L’eau de mer est d’abord filtrée à travers une unité de filtre de 25 μm avant d’entrer dans le réservoir du réservoir (C) Une pompe magnétique est utilisée pour extraire l’eau de mer du réservoir du réservoir. L’eau de mer est ensuite poussée à travers deux filtres en polypropylène et un stérilisateur UV avant de retourner dans le réservoir du réservoir. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 2 : Système de culture pour O. dioica.
(A) Vue d’ensemble du système de culture (B) Vue de plan rapproché du réservoir synchrone de moteur et d’algues pour la pompe de dosage automatisée. Les diamètres intérieurs des tubes de silicium A et B sont respectivement de 2 mm et 4 mm. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 3 : Cultures de stock pour O. dioica.
De gauche- C. calcitrans, Isochrysis sp., Synechococcus sp., et R. reticulata après avoir été cultivé à 17 °C sous la lumière continue pendant ~10 jours. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 4 : Courbe de croissance des algues pour deux des principales espèces alimentaires, C. calcitrans et Isochrysis sp..
Parlpers des parcelles de densité optique (OD) à 660 nm et des concentrations totales de cellules pour (A) C. calcitrans et (B) Isochrysis sp.. Chaque point représente la moyenne de trois mesures. Un compteur cellulaire a été utilisé pour déterminer le pourcentage de cellules viables et les concentrations totales de cellules (cellules/mL). Les mesures ont été enregistrées pendant 20 jours (n = 47). Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 5 : Filet de plancton modifié pour l’échantillonnage d’Oikopleura.
L’extrémité de la morue d’un filet de plancton portatif (maille de 100 μm) est remplacée par une bouteille de lavage de 500 mL. Un poids de 70 g est fixé à l’extrémité de la morue. Environ 5 m de corde est fixé à l’anneau de clé. Une laisse de sécurité est attachée pour sécuriser davantage l’extrémité de la morue. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 6 : Saisonnalité d’O. dioica à Okinawa.
Présence et absence d’O. dioica et O. longicauda par rapport aux variations saisonnières de la température (A)et (B) de la salinité dans les ports d’Ishikawa (26°25'39.3"N 127°49'56.56.56.56.3 6"E) et Kin (26°26'40.2"N 127°55'00.3"E) entre 2015 et 2019. Chaque espèce a été enregistrée comme présente si plus de 50 animaux ont été comptés manuellement. Des mesures de température et de salinité de l’eau de surface ont été enregistrées. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 7 : Diagramme de flux pour l’initiation de la monoculture O. dioica.
(A) Trois, 500 mL d’échantillons de plancton sont prélevés à partir d’un site d’échantillonnage (B) Chaque pot d’échantillon est dilué et O. dioica est isolé du reste du plancton (C) Une monoculture de O. diocia est lancée en transférant manuellement 120 animaux de jour 3 à un nouveau bécher contenant 5 L d’eau de mer fraîche filtrée (FSW). Mettre en place un bécher de frai contenant 30 femelles, 15 mâles et 2,5 L de fSW frais. Le premier matin après le frai (Jour1), vider soigneusement le bécher de frai avec la nouvelle génération d’animaux dans un bécher contenant 7,5 L de fSW frais. Le deuxième jour après le frai (jour 2), transférer 150 animaux dans un bécher contenant 5 L fSW frais. Le troisième jour après le frai (jour 3), transférer 120 animaux dans un bécher contenant 5 L fSW frais. Le dernier jour (jour 4), mettre en place un nouveau bécher de frai contenant 30 femelles, 15 mâles et 2,5 L fSW frais en préparation de la prochaine génération. Les animaux ont un cycle de vie de 4 jours à 23 °C. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 8 : Identification d’Oikopleura spp. (A-D: O. dioica, E et F : O. longicauda).
(A) Femelle O. dioica avec des oeufs (B) Mâle O. dioica avec sperme (C) Vue latérale de immature O. dioica (D) Vue ventrale de immature O. dioica avec deux cellules subchordales indiquées avec des flèches blanches (E) Vue ventrale de mature O. longicauda portant des oeufs (flèche 1) et sperme (flèche 2) (F) Vue latérale de O. longicauda montrant velum (flèche 3). Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Réactifs | Produits chimiques | Montant | Vol final (mL) | Stérilisation | Stock / Ouvert |
Solution A | Na2EDTA | 45 g | 1000 | Autoclave | -20 °C / 4 °C |
NaNO3 | 100 g | ||||
H3BO3 | 33,6 g | ||||
NaH2PO4 | 20 g | ||||
MnCl2·4H2O | 0,36 g | ||||
FeCl3·6H2O | 1,3 g | ||||
Solution B | 1,0 mL | ||||
Solution B | ZnCl2 | 2,1 g | 1000 | Autoclave | 4 °C / 4 °C |
CoCl2·6H2O | 2,0 g | ||||
(NH4)6Mo7O24·4H2O | 0,9 g | ||||
CuSO4·5H2O | 2,0 g | ||||
*HCl | -- mL | ||||
Vitamine | Thiamine (B1) · Hcl | 200 mg | 1000 | Autoclave | -20 °C / 4 °C |
Biotine | 1 mg | ||||
Cobalamine (B12) | 1 mg | ||||
Silicate de sodium | Na2SiO3 | 5% | 1000 | Filtre de 0,22 μm | 4 °C / 4 °C |
Streptomycine | C21H39N7O12 | 25 mg/mL | 50 | Filtre de 0,22 μm | -20 °C / -20 °C |
Tableau 1 : Recette des réactifs nécessaires à l’entretien des aliments aux algues. Après la dissolution de tous les produits chimiques énumérés pour la solution B, HCl est ajouté jusqu’à ce que la solution devienne claire sans turbidité. Tous les réactifs sont stérilisés soit par autoclaving (120 °C, 25 min) soit par l’utilisation d’un filtre de 0,22 m. Tous les réactifs, à l’exception des stocks de vitamines, sont stérilisés après l’ajout de produits chimiques spécifiés. Pour les stocks de vitamines, autoclavez d’abord l’eau, puis dissoudrez le produit chimique répertorié. Les températures de stockage des stocks et des réactifs ouverts sont répertoriées.
Type de culture | Algue spp. | ASW (mL) | Vitamine | Solution A | Silicate de sodium | Streptomycine | Algues (mL) / Type de culture | Incuber / Magasin | Fréquence |
Culture de stock | Chaeto | 60 | 1/2000 | 1/2000 | 1/4000 (Chaeto seulement) | 1/1000 (Tous sauf pour Syn) | 0,03 / stock | 17°C / 4°C | Biweekly |
Iso | 60 | 0,03 / stock | |||||||
Rhino | 80 | 0,06 / stock | |||||||
Syn | 60 | 0,03 / stock | |||||||
Sous-culture | Chaeto | 500 | 1/2000 | 1/2000 | 1/4000 (Chaeto seulement) | 1/1000 (Tous sauf pour Syn) | 10 / stock | 17°C / 17°C | Hebdomadaire |
Iso | 500 | 10 / stock | |||||||
Rhino | 500 | 20 / stock | |||||||
Syn | 500 | 10 / stock | |||||||
Culture de travail | Chaeto | 400 | 1/2000 | 1/2000 | 1/4000 (Chaeto seulement) | 1/1000 (Tous sauf pour Syn) | 100 / sous | RM / RM | Tous les 4 jours |
Iso | 400 | 100 / sous | |||||||
Rhino | 400 | 150 / sous | |||||||
Syn | 400 | 100 / sous |
Tableau 2 : Instruction pour le maintien de trois types de culture d’algues. Ajouter la quantité spécifiée de suppléments aux flacons contenant de l’eau de mer autoclaved. Inoculer chaque flacon avec une quantité spécifiée de culture d’algues. Incuber et stocker les cultures d’algues à des températures déterminées. Inoculer une nouvelle culture de stock et la sous-culture de la culture stock précédente, et la nouvelle culture de travail de la sous-culture précédente. Inoculer une nouvelle culture de stock, la sous-culture et la culture de travail toutes les deux semaines, une semaine et quatre jours, respectivement. Ce calendrier fournit suffisamment de nourriture pour environ 10 béchers de la culture O. dioica. Maintenir 2 – 3 ensembles de chaque type de culture d’algues comme sauvegardes. RM – température ambiante.
Jour | Algue spp. | 9h et 17h | 12h |
1 | Chaeto | — | — |
Iso | 1000 | 2000 | |
Syn | 20,000 | 40,000 | |
2 | Chaeto | 1000 | 2000 |
Iso | 2000 | 2000 | |
Rhino | 1000 | 1000 | |
3 | Chaeto | 3000 | 4000 |
Iso | 3000 | 4000 | |
Rhino | 1500 | 1500 | |
4 | Chaeto | 1000 | 2000 |
Iso | 1000 | 2000 | |
Rhino | 1000 | 1000 |
Tableau 3 : Concentration d’algues par alimentation modifiée par Bouquet et coll.27. Concentrations d’algues (cellules mL-1)et d’algues utilisées pour l’alimentation quotidienne pendant le cycle de vie de 4 jours d’Okinawa O. dioica.
Fichier supplémentaire 1 : Graphique d’alimentation quotidienne. Les quantités quotidiennes d’alimentation pour chaque bécher de culture sont automatiquement calculées après avoir entré des mesures quotidiennes d’absorption des algues (OD), la taille des animaux (Jour) et le volume d’eau de mer (SW vol.) dans chaque bécher de culture. Les courbes de croissance de R. reticulata et Synechococcus sp. ont été adaptées de Bouquet et al.27. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Fichier supplémentaire 2 : Comment connecter le moteur synchrone à la pagaie acrylique. Visser étroitement sur la pagaie jusqu’au moteur à l’aide d’une clé hexagonale. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Pour faciliter la flexibilité dans l’établissement de la culture O. dioica, il est important de comprendre l’habitat naturel des animaux. Les données saisonnières fournissent des informations sur les plages de paramètres physiques, qui peuvent être utilisées pour guider les conditions de culture en laboratoire. Il aide également à comprendre les fluctuations saisonnières de l’abondance des animaux. À Okinawa, O. dioica est le plus fiable de Juin à Octobre. Cependant, dans la baie de Tokyo, les populations atteignent un pic en février et octobre41. Bien que la culture d’O. dioica soit souvent signalée à 20 °C ou inférieure27,28,29, Okinawan O. dioica montre une meilleure survie à des températures supérieures à 20 °C; cela pourrait s’expliquer par le fait que la température minimale de l’eau de mer à okinawa est de ~20 °C (figure 6). L’abondance d’O. dioica pourrait également être influencée par les fleurs de phytoplancton42 et l’abondance des prédateurs43,44. Quel que soit l’endroit où O. dioica sont recueillis, la compréhension de la saisonnalité des populations locales maximise les chances d’échantillonnage et de succès de la culture.
Compte tenu de la saison et de l’emplacement appropriés, l’échantillonnage net est un moyen efficace de recueillir un grand nombre d’Oikopleura avec un minimum d’effort. Des filets de plancton de plus petite taille de maille (60-70 μm) peuvent également être utilisés pour recueillir toutes les étapes des animaux. Les animaux adultes sont rarement trouvés dans le filet, peut-être en raison de leur fragilité à la fin du cycle de vie. Par conséquent, l’identification des espèces suivie d’échantillonnage est obtenue par l’observation microscopique des cellules subchortales. Les individus matures apparaissent habituellement un ou deux jours après l’échantillonnage, car les animaux continuent de croître en laboratoire. Bien que l’échantillonnage net soit efficace, d’autres méthodes d’échantillonnage pourraient être nécessaires dans des circonstances différentes. Par exemple, l’échantillonnage net près des zones urbaines peut recueillir un grand nombre de phytoplancton, ce qui rend difficile l’isolement d’Oikopleura. Dans de tels cas, il est recommandé d’échantillonner simplement le seau pour recueillir l’échantillonnage de l’eau de mer de surface ou des bateaux dans des zones situées au-delà du port. Les résultats ont montré que le changement progressif de salinité dû à des jours consécutifs de pluie n’a pas affecté l’abondance de O. dioica; toutefois, il convient d’éviter l’échantillonnage à terre immédiatement après des phénomènes météorologiques extrêmes tels que les cyclones tropicaux. Ces événements provoquent des changements biogéochimiques soudains et drastiques dans un plan d’eau abrité45,46. Le ruissellement des eaux pluviales peut transporter des polluants, des sédiments et des éléments nutritifs excédentaires, ce qui augmente la turbidité et la qualité inférieure de l’eau47. Le plancton qui filtre, comme Oikopleura,peut être particulièrement sensible à ces changements en raison de leur mode d’alimentation et de leur mobilité limitée. Dans de telles circonstances, nous recommandons de reporter l’échantillonnage de quelques jours jusqu’à ce que les conditions locales reviennent à la normale.
L’introduction d’un système de filtre en plusieurs étapes est essentielle pour maintenir de petits organismes qui filtrent comme O. dioica. En utilisant de l’eau de mer mal filtrée (par exemple, un maillage de 25 μm dans le système de culture précédent), la culture était souvent instable surtout pendant l’été, potentiellement en raison de l’abondance plus élevée de phytoplancton. Bien que certains phytoplanctons soient bénéfiques pour la croissance d’O. diocia, d’autres produisent des biotoxines qui peuvent causer un développement anormal des embryons d’O. diocia 48. En outre, une forte concentration de diatomées telles que Chaetoceros spp. sont potentiellement nocifs pour la croissance O. dioica car ils peuvent posséder de longs setae qui peuvent obstruer la maison et empêcher l’alimentation efficace49. Nous avons fréquemment observé des maisons de petits animaux obstrués par C. calcitrans setae; par conséquent, nous ne donnons maintenant C. calcitrans qu’aux animaux du jour 2 et plus (tableau 3).
Bien que ce n’était pas un problème ici, la culture à grande échelle à long terme de O. dioica peut connaître des baisses soudaines de la taille de la population en raison d’un goulot d’étranglement génétique; dans de tels cas, Martí-Solans et coll.29 recommandent d’ajouter de nouveaux individus sauvages à la culture toutes les 20 générations.
Le système de culture Oikopleura est flexible. Une culture stable peut être établie en une semaine. La culture à long terme d’O. dioica est possible sur un budget modeste avec des équipements non spécialisés. L’effort quotidien requis pour l’entretien de 5-10 béchers d’Oikopleura est généralement inférieur à 2 heures avec 2 personnes. O. dioica peut également être maintenu dans l’eau de mer artificielle, ce qui est bénéfique pour ceux qui n’ont pas accès à l’eau de mer naturelle28. Le stockage à long terme des aliments aux algues est possible en utilisant la culture solide et la cryoconservation29. En outre, O. dioica sperme peut être cryoconservé, et rester viable pendant plus d’un an50. Tous ces facteurs signifient que les cultures peuvent être facilement rétablies. Enfin, l’expérience passée avec la culture accidentelle de Pleurobrachia sp. peut suggérer que le système de culture développé pour Oikopleura pourrait potentiellement être étendu à une communauté plus large d’organismes pélagiques fragiles.
O. dioica continue de fournir des informations puissantes sur divers domaines biologiques. Une compréhension de la saisonnalité locale, un système culturel méticuleux, et quelques individus dévoués permettent d’établir une culture efficace avec peu d’effort. Le système de culture Oikopleura fournit les ressources de base pour étudier un large éventail de domaines biologiques liés à l’écologie, au développement, à la génomique et à l’évolution de cet accord marin unique.
L’auteur n’a rien à déclarer.
Nous sommes reconnaissants à Garth Ilsley pour son soutien à l’établissement du système culturel. Nous reconnaissons la contribution de Ritsuko Suyama et Sylvain Guillot aux premiers efforts d’échantillonnage et d’identification des espèces. Nous remercions tout particulièrement Hiroki Nishida, Takeshi Onuma et Tatsuya Omotezako pour leur généreux soutien et conseils tout au long de l’année, y compris la mise en place initiale du système local de culture et le partage des animaux et de la culture microalgale. Nous remercions également Daniel Chourrout, Jean-Marie Bouquet, Anne Aasjord, Cristian Cañestro et Alfonso Ferrández-Roldán d’avoir partagé leur expertise en matière d’échantillonnage et de culture. Jai Denton, Charles Plessy et Jeffrey Jolly ont fourni des commentaires précieux sur le manuscrit. Charlotte West a formulé une équation généralisée pour le calcul des algues. Enfin, nous remercions l’OIST pour le financement, Mary Collins et le Comité de sécurité du travail sur le terrain de l’OIST pour leurs conseils sur les procédures d’échantillonnage sécuritaires, le personnel de l’atelier d’usinage oist pour la construction d’équipements de culture et d’échantillonnage, et Koichi Toda pour la livraison d’eau de mer.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Activated charcoal | Sigma | C2764-2.5KG | |
Alluminum pulley | Rainbow Products | 10604-10607 | |
Biotin | Sigma | B4501-100MG | |
Boric acid | Wako | 021-02195 | |
Cobalamin (B12) | Sigma | V2876-100MG | |
Cobalt(II) chloride hexahydrate | Wako | 036-03682 | |
Copper(II) sulfate pentahydrate | Wako | 039-04412 | |
Disodium edetate hydrate | Wako | 044-29525 | |
Hexaammonium heptamolybdate tetrahydrate | Wako | 019-03212 | |
Hexagon wrench | Anex | No.6600 | |
Hydrochloric acid | Wako | 080-01066 | |
Iron(III) chloride hexahydrate | Wako | 091-00872 | |
Jebao programmable auto dosing pump | Jebao | DP-4 | |
Magnet pump | REI-SEA | RMD-201 | |
Manganese(II) chloride tetrahydrate | Wako | 134-15302 | |
Polypropylene wound cartridge filter | Advantec | TCW-10N-PPS | |
TCW-5N-PPS | |||
TCW-1N-PPS | |||
Screwless terminal block | SATO PARTS | SL4500 | |
Simple plankton net | RIGO, Japan | 5512-C | |
Sodium metasilicate | Sigma | 307815-1KG | |
Sodium nitrate | Wako | 195-02545 | |
Sodium phosphate monobasic anhydrous | MP Biomedicals | 194740 | |
Streptomycin sulfate salt | Sigma | S6501-25G | |
Synchronous electric motor | Servo | D5N6Z15M | |
Thiamin hydrochloride | Wako | 201-00852 | |
UV sterilizer | Iwaki | UVF-1000 | |
Zinc chloride | MP Biomedicals | 194858 |
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