Forberede og oppdrette akseniske insekter med vevskulturerte frøplanter for host-gut mikrobiota interaksjonsstudier av bladbille

For å oppnå et aksenisk insekt steriliseres eggoverflaten, og den klekkede larven blir deretter oppdrettet ved hjelp av akseniske blader. Denne metoden gir en effektiv måte for aksenisk insektforberedelse uten å administrere antibiotika eller utvikle et kunstig kosthold, som også kan brukes på andre bladspisende insekter.

Insekt guts er kolonisert av ulike bakterier som kan dypt påvirke vertens fysiologiske egenskaper. Å introdusere en bestemt bakteriestamme i et aksenisk insekt er en kraftig metode for å verifisere tarmmikrobiell funksjon og belyse mekanismene som ligger til grunn for tarmmikrobevertinteraksjoner. Administrering av antibiotika eller sterilisering av eggoverflater er to ofte brukte metoder for å fjerne tarmbakterier fra insekter. Men i tillegg til de potensielle bivirkningene av antibiotika på insekter, indikerte tidligere studier at fôring av antibiotika ikke kunne eliminere tarmbakterier. Dermed brukes bakteriefrie kunstige dietter generelt for å opprettholde akseniske insekter, som er en kjedelig og arbeidsintensiv prosess som ikke fullt ut kan ligne ernæringsmessige komponenter i naturlig mat. Beskrevet her er en effektiv og enkel protokoll for å forberede og vedlikeholde akseniske larver av en bladbille (Plagiodera versicolora). Spesielt ble overflater av billeeggene sterilisert, hvorpå bakteriefrie poppelblader ble brukt til å bake akseniske larver. Insektenes axeniske status ble ytterligere bekreftet via kulturavhengige og kulturuavhengige analyser. Samlet, ved å kombinere eggdesinfeksjon og bakteriefri dyrking, ble det utviklet en effektiv og praktisk metode for å oppnå aksenisk P. versicolora, noe som gir et lett overførbart verktøy for andre bladspisende insekter.

I likhet med pattedyr er insekt fordøyelseskanalen et hulrom for mat fordøyelse og absorpsjon. De fleste insekter har forskjellige kommensale bakterier som trives i tarmene og lever på ernæring levert av vertene¹. Tarmkommunikasjonssamfunnet har en dyp innvirkning på flere fysiologiske prosesser i insekter, inkludert mat fordøyelse og avgiftning ^2,3,4, ernæring og utvikling ^5,6,7, forsvar mot patogener og parasitter

1. Insektoppdrett

1. Opprettholde P. versicolora befolkningen i et vekstkammer på betingelse av 27 °C og 70 ± 5% relativ fuktighet med en fotoperiod på 16 h lys / 8 h mørk. Legg dem i perforerte plastbokser med flislagt våt absorberende papir og mate dem friske poppelgrener. Spray rent vann på absorberende papir for å opprettholde fuktighet og endre grenene annenhver dag.
2. Isoler voksne for oviposisjon etter pupering. Fôr dem ømme blader for å få flere egg.
3. .......

Livsstadiene til P. versicolora er vist i figur 1. Den voksne hannen er mindre enn den voksne kvinnen (figur 1A). I feltet klynger boblen eggene sine på et blad; her ble fire egg løsnet fra et blad (figur 1B). Poppelstammesegmentene og plantene som brukes til aksenisk insektoppdrett er vist i figur 2. Tarmen til en 3^rd instar larve er vist i figur 3, o.......

Forberedelse av bakteriefrie larver og oppnå gnotobiotiske larver ved å gjeninnføre spesifikke bakteriestammer er kraftige metoder for å belyse mekanismene som ligger til grunn for vertsmikrobeinteraksjoner. Nyutviklede larver oppnår tarmmikrobiota på to hovedmåter: vertikal overføring fra moren til avkom eller horisontalt oppkjøp fra søsken og miljø³⁴. Førstnevnte kan oppfylles ved foreldreoverføring til avkom gjennom forurensning av eggoverflaten³⁵. Dermed er.......

Dette arbeidet ble finansiert av National Natural Science Foundation of China (31971663) og Young Elite Scientists Sponsorship Program av CAST (2020QNRC001).