In vivo ו במבחנה גידול של Entomopathogenic נמטודות (Steinernematidae וHeterorhabditidae)

Summary

המטרה של מצגת זו היא להוכיח in vivo ובטכניקות מבחנה לגידול של נמטודות entomopathogenic. בvivo שיטות לשקול הגידול של נמטודות אלה עם מארח חרק, ואילו השיטות במבחנה לנצל מדיה אגר עשירה.

Abstract

נמטודות Entomopathogenic (EPN) (Steinernematidae וHeterorhabditidae) יש שותפות mutualistic עם Gamma-Proteobacteria גראם שלילי במשפחת חיידקי Enterobacteriaceae. Xenorhabdus קשורים לנמטודות steinernematids בעוד Photorhabdus היא סימביוזה של heterorhabditids. יחד נמטודות וחיידקים יוצרים מורכבת קוטלי חרקים חזקים שהורג מגוון רחב של מיני חרקים בשותפות אינטימית וספציפית. במסמך זה, אנו מדגימים in vivo ובטכניקות מבחנה בשימוש נפוץ בגידול של נמטודות אלה בתנאי מעבדה. יתר על כן, טכניקות אלה מייצגים שלבים עיקריים להקמה המוצלחת של תרבויות EPN וגם יוצרות את הבסיס לbioassays האחר שעושים שימוש באורגניזמים אלה למחקר. הייצור של נמטודות aposymbiotic (ללא הסימביונט) הוא לעתים קרובות קריטי לעומק ובגישה רבת פנים למחקר של סימביוזה. זהפרוטוקול אינו דורש תוספת של אנטיביוטיקה וניתן להשיג בפרק זמן קצר עם ציוד מעבדה סטנדרטי. נמטודות מיוצרות באופן זה הן חזקות יחסית, אם כי השארות שלהם באחסון עשויות להשתנות בהתאם למין משמש. הטכניקות מפורטות במצגת זו מתאימות לאלה המתוארים על ידי מחברים שונים ומעודנים על ידי המעבדה של פ המלאי, אוניברסיטת אריזונה (טוסון, אריזונה, ארה"ב). טכניקות אלו נבדלות מהגוף של טכניקות המשמשים בייצור ההמוני של יצורים אלה למטרות טיפול במזיקים.

Introduction

נמטודות Entomopathogenic (EPN) Steinernema וspp Heterorhabditis. (Steinernematidae, Heterorhabditidae) והסימביוזה עם החיידקים שלהם, Xenorhabdus וspp Photorhabdus (Enterobacteriaceae) נחשבים מודל מתהווה של יחסים סימביוטיים בעלי חי חיידק יבשתי ^2-4,6,10,19. Xenorhabdus וspp Photorhabdus. הם טיפחו כבסימביוזה במעיו של שלב חיים נטולי רק של נמטודות, הידוע גם בנוער המזהם (IJ) או שלב 3 ^rd מזהם נוער ^8,10,13. זוג החיידק-נמטודות הוא פתוגניים למגוון רחב של חרקים והצלחה יושם בהדברה ביולוגית ותוכניות טיפול משולבים במזיקים בעולם ^6,8.

במסמך זה אנו מציגים מבחר של in vivo ו במבחנת טכניקות שלעתים קרובות למימוש לגידול של EPN בתנאי מעבדה. אניn שיטות vivo להרהר מארח חרק לגידול של נמטודות. בדרך כלל, בשלבי בוסר של הזמנות חרקים שונות (כלומר פרפרים, Coleoptera, Diptera, וכו '.) נחשבים מארחים מתאימים. בvivo שיטות נחשבות בדרך כלל לתחזוקה של תרבויות נמטודות במעבדה. שיטה זו עשויה שלא להיות מתאימה כאשר בוחנים ייצור המוני של נמטודות. כמויות גדולות של מארחי חרקים עשויות להידרש לעניין זה דורש יותר זמן ועלויות נוספות הקשורות לגידול החרקים.

יכולה גם להיות מתורבת נמטודות Entomopathogenic במבחנה בכמה כלי תקשורת. בהתאם למטרת המחקר, בשיטות מבחנה עשויה או לשקול ההתאגדות של החיידקים סימביוטיים בתקשורת. במצגת זו, אנו מתארים שתי שיטות נפוצות להפצת EPN. מרכיביה של התקשורת לספק מקור של חומרים מזינים לחיידק סימביוטיבמבחנה שיטות nd מקור סטרולים לנמטודות. מציעות את היתרון הגידול של EPN ללא מארח חרק.

במקור, רבים מכלי התקשורת במבחנה פיתחו שמשו לכפל של EPN כאשר מארחי חרקים מתאימים אינם זמינים. עם זאת, במהלך השנים האחרונות, במבחנה שיטות גידול הפכו עובדים רבים במחקר שמטרתו להבין את הקשר בין mutualistic EPN והחיידקים סימביוטיים ^17,19.

הטכניקות מפורטות במצגת זו מתאימות לאלה המתוארים על ידי מחברים שונים ומעודנים על ידי המעבדה המלאי, אוניברסיטת אריזונה (טוסון, אריזונה, ארה"ב). טכניקות אלו נבדלות מהגוף של טכניקות המשמשים בייצור ההמוני של יצורים אלה למטרות טיפול במזיקים.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

.1 בvivo גידול של Entomopathogenic נמטודות עם החיידקים Symboitic

1. הפוך צלחת פטרי פלסטיק 100 x 15 מ"מ ומניח את שני דיסקים של נייר סינון (90 מ"מ) במכסה של הצלחת.
2. לפזר באופן שווה 1 מ"ל של ההשעיה IJ (קטינים מזהמים) מים (בריכוז של 1,000-2,000 IJ / מ"ל) על נייר הסינון.
   הערה: IJS לא צריך להיות מעוקר לפני שטח.
3. הוסף 10 זחלי instar האחרונים של mellonella Galleria waxmoth הגדול יותר לצלחת. המטרה היא לספק כ 100-200 IJS / זחל.
4. כסה את המכסה עם החלק התחתון של צלחת פטרי (איור 1) ולתייג את צלחת פטרי. להזכיר את המידע הבא: שם מין נמטודות (אם ידוע); לבודד קוד / ייעוד; מלכודת זיהום נקבעה מועד.
5. מניחים את הצלחת, בתוך שקית פלסטיק אטומה באופן רופף (כדי לחסוך בלחות) ולשמור אותו בחושך בבית או בטמפרטורת חדר או באינקובטור בין 20-25 ° C. הגעה מנות יומית
   הערה: חושך מאפשר זיהום נמטודות, כפי שהוא מחקה תנאי זיהום טבעיים באדמה.
6. אחרי 3-5 ימים, להסיר את הגופות עם סימנים של זיהום נמטודות למלכודת לבנה שונה ^7.
   הערה: אם הגופות להריח רקוב, זה עשוי להיות סימן לכך שculturing לא היה מוצלח ו / או לא היה זיהום. הגדר קאמרי זיהום חדש עם קבוצה חדשה של נמטודות וחרקים.

.2 במבחנה גידול של Entomopathogenic נמטודות עם החיידקים סימביוטיים שלהם

1. כבד כליות אגר שיטה ^9,19
   1. קוצצים כבד וכליות לחתיכות קטנות (2 סנטימטר ³ או קטן יותר) ומקום לבלנדר עם NaCl, אגר ו300 מ"ל של מים ותערובת עד שהבשר הופך לעיסה נוזלית, דבק או פירה סמיך. לאחר מכן, להעביר את התערובת לבקבוק 1 ליטר Erlenmeyer.
   2. הוסף את 200 מ"ל הסופי של מים לספינת הבלנדר ולמזוג כל מדיה שנותרה לבקבוק Erlenmeyer. החיטוי במשך 15 דקות ב 121 C °. לאחר המעוקר לאפשר אגר להתקרר לגעת לפני המזיגה.
      הערה: Pipetting של מדיום אינו מומלץ משום שהמדיום הזה נוטה להיות נתחי בשר.
   3. יוצקים ~ 20 מ"ל של אגר על 5 סנטימטר צלחות פטרי (או 6), בעוד יד ערבוב או מתערבל בקבוק Erlenmeyer בין מוזג לתקשורת הומוגני יותר. לאפשר אגר לביסוס ומנות לאחסן ב 4 ° C עד צורך
      הערה: השתמש במרית מתכת מעוקרת להבה כדי לשבור את כל נתחים גדולים של בשר שפכו לתוך צלחת פטרי.
2. שומנים אגר שיטת ^9,19
   1. להכין מדיום אגר שומנים על ידי ערבוב יחד מרק מזין, תמצית אגר ושמרים ויוצקים לערבב לתוך בקבוק 2 ליטר Erlenmeyer. הוסף מזוקק H ₂ O וMgCl ₂ • 6 שעות ₂ O וחיטוי ל15 דקות ב 121 מעלות צלזיוס.
   2. להוסיף תערובת עקרה של תערובת שמן וסירופ תירס תירס ומערבבים או מערבולת במרץ, ולעתים קרובות לפזר טיפות שמן באופן שווה.
      הערה: לעקר שמן תירס וסירופ על ידי הצבת הנפח הדרוש בצולב מקשר UV. השמן לא מתמוסס לתוך הנוזל, אבל לוודא שהוא בטיפין זעירות.
   3. יוצקים ~ 20 אגר מ"ל על 5 סנטימטר צלחות פטרי (או 6) ולאפשר אגר לביסוס ומנות לאחסן ב 4 ° C עד צורך.
   4. Streak רצוי חיידקים סימביוטיים על הצלחת אגר שומנים ודגירת צלחות ב28 מעלות צלזיוס במשך 24-48 שעה.
      הערה: מורחים 100-200 μl של תת הלילה (12-16 לשעה) LB.
   5. היום אחרי, להוסיף כ 0.4 מ"ל של השעיה משטח מעוקר נמטודות (ביצים או קטינים מזהמים) ודגירת צלחות בטמפרטורת חדר בחושך או בחממה ב22 ± 3 מעלות צלזיוס.
      הערה: אל תוסיף יותר מ 0.4 מ"ל של ההשעיה נמטודות כפי שהוא יכול ליצור סביבת יתר על המידה רטובה שהיא שלילי לצמיחת נמטודות.
   6. צג תרבויות יומי. תרבויות צריכה לייצר דור חדש של IJS בכ -12 ימים (איור 2).
   7. העבר את צלחת תחתית עם אגר כאשר נמטודות נראית זחילה הצדדים של הצלחת (איור 3 א) למלכודת לבנה שונה (ראה אל אורוסקו et. ¹²⁾ למסוק IJS (איור 3 ב). לבצע שלב זה תחת הזרימה למינרית להפחתת זיהום מכלי התקשורת.
   8. לאסוף IJS מהמלכודת הלבנה שונה על הופעתה ולשטוף השעיה IJ כדי להסיר כל פסולת בינונית. חנות IJ במעוקר מים מזוקקים ב10 ° C (בחממה קרה בטמפרטורה או בחדר קר) או להשתמש באופן מיידי במידת הצורך.
      הערה: בהתאם למטרת המחקר, זרע הצלחות גם עם נמטודות-יישב הסימביונט או aposymbiotic.

.3 במבחנה הגידול של Aposymbiotic (הסימביונט-חינם) Entomopathogenic נמטודות

1. להדביק 10-20 G. זחלי mellonella עם IJS של מיני נמטודות הרצויות (ראה סעיף 1). אחרי 3 או 4 ימים (בשלב זה IJS צריך הבשיללמבוגרים דור הראשונים) לאסוף גופות.
   הערה: זמן לפדיון ומספר הנקבות הדרושות כדי להשיג מספר מספיק של ביצים משתנית בהתאם למינים. להדביק עוד G. mellonella זחלים במידת צורך ולהתחיל והניתוחים מוקדם ככל לאחר זיהום 48 שעות כדי להעריך אם הן נמצאות בשלב התפתחותי תקין.
2. מניחים כל גופה בנפרד בצלחת פטרי עם תמיסת מלח (חיץ M9 ^18). לנתח גווייה על ידי משיכת ראשו עם מלקחיים קצה קנס.
3. לאסוף לפחות 20 הרה להולדת (עם ביצים בפנים) נקבות עם מחט דקה (L-צורה רצוי) ולמקם אותם בזכוכית שעון המכילה 10 מ"ל של חיץ M9 (איור 4 א).
4. הכן פתרון axenizing על ידי בהתחשב את המרכיבים הבאים: 6.75 מ"ל מים מזוקקים, 1.25 מ"ל 5 N NaOH, ו2.25 מ"ל פתרון אקונומיקה זמין מסחרי בדילול מלא להיפוכלוריט 3%.
   הערה: NaOH הוא פתרון כפפות, משקפי מגן בסיסי ואחרים מתאים מגןבגדים צריכים להיות משוחק.
   הערה: הכן פתרון axenizing טרי בכל פעם, כמו אקונומיקה מדרדרת באור. הכן כמה קבוצות של פתרון axenizing ולבצע עיקור המשטח וקציר של ביצים במשקפיים שעון מרובים.
5. יש לשטוף את נקבות לפחות שלוש פעמים עם חיץ M9 מילוי זכוכית שעון עם פתרון חיץ ומתחנף חיץ עם טפטפת. ודא הנשים יישארו בזכוכית השעון. חזור על פעולה זו עוד פעמיים.
6. מייד להוסיף את פתרון axenizing ולאפשר את הנקבות להישאר בפתרון זה עבור לא יותר מ 10-15 דקות. שים לב לרקמות נמטודות מתחילות להתפורר תוך הביצים (שהם עמידים לפתרון axenizing) נותרו על כנן.
7. ידני לשבש גוף נשי כדי לזרז את התהליך, על ידי חיתוכם עם מחט או אזמל (איור 4 ב, ג). הסר ביצים על ידי pipetting אותם לתוך צינורות 1.5 מ"ל microcentrifuge, הימנעות הוספת כל רקמה שלא נמסה.
   הערה: שימוש כמ 'כל צינורות microcentrifuge ככל שיידרשו כדי לאסוף ביצים ולעבוד במהירות, כפי שהכדאיות של הביצים תקטן על פני תקופה ממושכת של חשיפה לפתרון axenizing.
8. צינורות וורטקס ל15 שניות באמצעות "הגדרת מהירות גבוהה" כדי להסיר עוד נמטודות רקמות מחוברת לביצים. לחלופין, אם מערבולת אינה זמינה, pipet למעלה ולמטה כמה פעמים הפתרון.
9. ביצים גלולה על ידי צנטריפוגה בכ 18,000 גרם במשך 2 דקות. להגדיל את המהירות אם ביצים לא מספיק גלולה. הסר פתרון axenizing ולשטוף פעמיים על ידי מילוי צינור microcentrifuge עם מים מזוקקים סטריליים ו צנטריפוגות עוד פעם אחת ב900 XG דקות 1.
10. לאחר השטיפה האחרונה, resuspend ביצים ב300-500 μl של מים מזוקקים סטריליים ולמקם אותם בצלחת סטרילית 3 סנטימטר פטרי או כוס שעון מעוקרת. זכור כי ביצים נמצאות כעת מעוקר משטח, כך שיש להשתמש טפטפות סטרילי ו / או טיפים pippetter ומים כדי לשמור על ניקיון של הביצים.
11. לבחון ביצים תחת מיקרוסקופ לנתח (הגדלה 30-50X) כדי לאשר שהם שלמים (איור 4D) ולהעביר אותם לצלחת 5 סנטימטר עם אגר כבד כליות (ראה סעיף 2.1)
    הערה: אל תוסיף יותר מ -400 μl של ההשעיה הביצה על הצלחות כמו זה יגרום אגר מוגזם רטוב.
12. צלחות תווית עם מידע מתאים ולאחסן אותם זקופה בחושך ב28 ° C. בקיעה של ביצים צריכה להיות הלילה מאליו.
    הערה: מים עשויים להתעבות על המכסה של הצלחת אבל זה יתאדה לאחר 1 או 2 ימים. בשלב זה, למקם את הצלחת בשקית ניילון כדי לשמור על לחות של אגר ולהימנע מהייבוש שלה.
13. שימו לב מנות מעת לעת ולבטל את כל מנות שמראות סימנים של פטרייה או זיהום חיידקים. ברגע שIJS נראה נודדים במעלה הקיר של צלחת פטרי, להסיר את המכסה ולהעביר את צלחת תחתית עם אגר למלכודת לבנה הותאם ^12. שקול תנאים סטריליים בעת העברת המנה לmodifieמלכודת לבנה ד כדי למנוע זיהום של התקשורת החשופה.
14. המשך ניטור הלבן המלכודות וIJ קציר בהתאם לצורך.
    הערה: נמטודות Aposymbiotic תמשיך לנדוד לתוך המים הלבנים המלכודת במשך ימים רבים ואפילו שבועות.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

תוצאות

שיטת גידול in vivo משתמשת חרקים חיים כמארחים לצמיחת נמטודות ורבייה. תאי דלקת הם שיטה יעילה לחשיפת IJS חרקים. זהו השלב היחיד במעגל החיים 'נמטודות שוקטורים בסימביוזת החיידקים ממארח ​​חרק אחד למשנהו. איור 1 מציג את להגדיר עבור תא זיהום, כמו גם את החומרים הדרו...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

שימוש מארח מתאים הוא גורם מפתח להצלחה בגידול vivo של EPN. בדרך כלל, שתי steinernematids וheterorhabditids יכולים להתרבות ולהשלים בהצלחה מחזור החיים שלהם בזחלים של עש הדונג הגדול יותר, mellonella Galleria (פרפרים: Pyralidae). עם זאת, מיני חרקים אחרים ממשפחות ו / או צווים שונים יכולים להיחשב. כמ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
For In vivo Infections
100 x 15 Petri dishes	VWR	25384-088
Filter paper, 9 cm grade 1 cellulose	Whatman/VWR	28450-081	Grade 1 filter paper recommended
Insect hosts	Timberline	http://www.timberlinefisheries.com/ProductDetails.asp?ProductCode=WAXLG	Galleria mellonella are recommended
For Liver-kidney Agar (for 500 ml)
60 x 15 mm Petri dishes	VWR	25384-092
Beef liver, 50 g	Locally sourced; butcher or supermarket		Remaining may be stored frozen and thawed for future use
Beef kidney, 50 g	Locally sourced; butcher or supermarket		Remaining may be stored frozen and thawed for future use
Sodium chloride 2.5 g (0.5% final concentration)	Acros/VWR	200002-434	any research grade NaCl can be used
Agar, 7.5 g (1.5% agar, final concentration)	HiMedia/VWR	95026-642	any media grade agar can be used
500 ml distilled H2O
For Lipid Agar (for 1 L)
100 x 15 Petri dishes	VWR	25384-088
Nutrient broth, 8 g	BD/VWR	90002-660
Yeast extract, 5 g	EMD/VWR	EM1.03753.0500
Magnesium chloride hexahydrate 10 ml (0.2 g/ml)	EMD/VWR	EM-MX0045-1
Corn oil, 4 ml	Any brand	Locally source; supermarket	Any brand of corn oil can be used
Corn syrup, 96 ml combine 7 ml corn syrup in 89 ml heated H2O and swirl for homogeneity	Karo	Locally sourced; supermarket
Agar, 15 g	HiMedia/VWR	95026-642	any media grade agar can be used
Distilled H2O, 890 ml