Name: incremental temperature changes for maximal breeding and spawning in astyanax mexicanus
Uploaded: 2021-02-14T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Incremental Temperature Changes for Maximal Breeding and Spawning in Astyanax mexicanus at JoVE.com

Vi tackar David Martasian, Diedre Heyser, Amy Parkhurst, Craig Foote och Mandy Ng för värdefulla bidrag till Jeffery-laboratoriet A. mexicanus kulturanläggning. Forskningen i Jeffery-laboratoriet stöds för närvarande av NIH-bidraget EY024941.

Detta förfarande har godkänts av riktlinjer för institutionell djurvård vid University of Maryland, College Park (för närvarande IACUC 469 #R-NOV-18-59; Projekt 1241065-1).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61708/61708fig1.jpg"> Figur 1. Kalendrar under en avelsvecka och en icke-avelsvecka. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61708/61708fig1large.jpg" target="_blank">Klicka här om du vill visa en st...

<ol>
	<li>Jeffery, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cavefish+as+a+model+system+in+evolutionary+developmental+biology.">Cavefish as a model system in evolutionary developmental biology.</a> Developmental Biology. 231, 1-12 (2001).</li><li>Jeffery, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emerging+model+systems+in+evo-devo:+cavefish+and+mechanisms+of+microevolution.">Emerging model systems in evo-devo: cavefish and mechanisms of microevolution.</a> Evolution &amp; Development. 10, 265-272 (2008).</li><li>Jeffery, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+and+development+in+the+cavefish+Astyanax.">Evolution and development in the cavefish Astyanax.</a> Current Topics in Developmental Biology. 86, 191-221 (2009).</li><li>Protas, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+analysis+of+cavefish+reveals+molecular+convergence+in+the+evolution+of+albinism.">Genetic analysis of cavefish reveals molecular convergence in the evolution of albinism.</a> Nature Genetics. 38, 107-111 (2006).</li><li>Protas, M., Conrad, M., Gross, J. B., Tabin, C. J., Borowsky, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regressive+evolution+in+the+Mexican+cave+tetra,+Astyanax+mexicanus.">Regressive evolution in the Mexican cave tetra, Astyanax mexicanus.</a> Current Biology. 17, 452-454 (2007).</li><li>O'Quin, K. E., Yoshizawa, M., Doshi, P., Jeffery, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+genetic+analysis+of+retinal+degeneration+in+the+blind+cavefish.">Quantitative genetic analysis of retinal degeneration in the blind cavefish.</a> PLoS ONE. 8 (2), 57281 (2013).</li><li>Yoshizawa, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+genetic+architecture+underlies+the+emergence+of+sleep+loss+and+prey-seeking+behavior+in+the+Mexican+cavefish.">Distinct genetic architecture underlies the emergence of sleep loss and prey-seeking behavior in the Mexican cavefish.</a> BMC Biology. 13, 15 (2015).</li><li>Elliot, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Astyanax+caves+of+Mexico.+Cavefishes+of+Tamaulipas,+San+Luis+Potosi,+and+Guerrero.">The Astyanax caves of Mexico. Cavefishes of Tamaulipas, San Luis Potosi, and Guerrero.</a> Association for Mexican Cave Studies Bulletin. 26, 1 (2018).</li><li>Luo, S., Wu, B., Xiong, X., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+total+hardness+and+calcium:magnesium+ratio+of+water+during+early+stages+of+rare+minnows+(Gobiocypris+rarus).">Effects of total hardness and calcium:magnesium ratio of water during early stages of rare minnows (Gobiocypris rarus).</a> Comparative Medicine. 66, 181-187 (2016).</li><li>Balasch, J. C., Tort, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Netting+the+stress+responses+in+fish.">Netting the stress responses in fish.</a> Frontiers in Endocrinology. 10, 62 (2019).</li><li>Borowsky, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Determining the sex of adult Astyanax mexicanus. , (2008).</li><li>Paschos, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circadian+clocks,+feeding+time,+and+metabolic+homeostasis.">Circadian clocks, feeding time, and metabolic homeostasis.</a> Frontiers in Pharmacology. 6, 112 (2015).</li><li>Scheiermann, C., Kunisaki, Y., Frenette, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circadian+control+of+the+immune+system.">Circadian control of the immune system.</a> Nature Reviews Immunology. 13, 190-198 (2013).</li><li>Williams, M. B., Watts, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+basis+and+future+directions+of+zebrafish+nutrigenomics.">Current basis and future directions of zebrafish nutrigenomics.</a> Genes &amp; Nutrition. 14, 34 (2009).</li><li>Harper, C., Wolf, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphologic+effects+of+the+stress+response+in+fish.">Morphologic effects of the stress response in fish.</a> ILAR Journal. 50, 387-396 (2009).</li><li>Neubauer, P., Andersen, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+performance+in+fish+is+explained+by+an+interplay+between+physiology,+behavior+and+ecology.">Thermal performance in fish is explained by an interplay between physiology, behavior and ecology.</a> Conservation Physiology. 7 (1), 025 (2019).</li><li>Hinaux, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+staging+table+for+Astyanax+mexicanus.">Developmental staging table for Astyanax mexicanus.</a> Zebrafish. 8 (4), (2011).</li><li>Borowsky, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> In vitro fertilization of Astyanax mexicanus. , (2008).</li><li>Simon, V., Hyacinthe, C., R&#233;taux, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Breeding+behavior+in+the+blind+Mexican+cavefish+and+its+river-dwelling+conspecific.">Breeding behavior in the blind Mexican cavefish and its river-dwelling conspecific.</a> PLoS One. 14 (2), 0212591 (2019).</li><li>Harvey, B. J., Carolsfield, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induced+Breeding+in+Tropical+Fish+Culture.">Induced Breeding in Tropical Fish Culture.</a> International Development Research Centre. , (1993).</li><li>Ma, L., Parkhurst, A., Jeffery, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+a+lens+survival+pathway+including+sox2+and+aA-crystallin+in+the+evolution+of+cavefish+eye+degeneration.">The role of a lens survival pathway including sox2 and aA-crystallin in the evolution of cavefish eye degeneration.</a> EvoDevo. 5, 28 (2014).</li><li>Krishnan, J., Rohner, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cavefish+and+the+basis+for+eye+loss.">Cavefish and the basis for eye loss.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 5 (372), 20150487 (2017).</li><li>Biland&#382;ija, H., Abraham, L., Ma, L., Renner, K., Jeffery, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+changes+controlled+by+catecholaminergic+systems+explain+recurrent+loss+of+pigmentation+in+cavefish.">Behavioral changes controlled by catecholaminergic systems explain recurrent loss of pigmentation in cavefish.</a> Proceedings of the Royal Society. 285, (2018).</li><li>Ma, L., Jeffery, W. R., Essner, J. J., Kowalko, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome+editing+using+TALENs+in+blind+Mexican+cavefish.">Genome editing using TALENs in blind Mexican cavefish.</a> PLoS ONE. 1093, 0119370 (2015).</li><li>Klaassen, H., Wang, Y., Adamski, K., Rohner, N., Kowalko, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CRISPR+mutagenesis+confirms+the+role+of+oca2+in+melanin+pigmentation+in+Astyanax+mexicanus.">CRISPR mutagenesis confirms the role of oca2 in melanin pigmentation in Astyanax mexicanus.</a> Developmental Biology. 441, 313-318 (2018).</li></ol>

Astyanax mexicanus är en ny biologisk modell som leker ofta och kan odlas lätt i laboratoriet1,2. Eftersom vi är intresserade av de utvecklingsmekanismer som ligger till grund för evolutionära förändringar i A. mexicanus grottfisk, är produktion och användning av embryon avgörande för våra forskningsmål. Det främsta syftet med att upprätthålla ett vuxenbestånd av fisk är produktion av embryon och ungt stek för användning i ut...

Teleosten Astyanax mexicanus har en eyed ytbehandla-bo (ytbehandla fisken) bildar, och många olika blinda grotta-bo (grottafisk) bildar1,2. Grottfisk har utvecklats i evigt mörker och under livsmedelsbegränsningar, vilket resulterar i utseendet på nya konstruktiva och regressiva drag3. De konstruktiva egenskaperna inkluderar ökningar av smaklökar och käkstorlek, sensoriska organ i sidolinjen och fettreserver. De regressiva egenskaperna inkluderar förlust eller minskning av melaninpigmentering, ögon och beteenden, såsom sömn, skolgång och aggression. Ett attribut för Astyanax-systemet är fullständig fertilitet mellan de två formerna, vilket gör det möjligt att använda kvantitativ egenskapslokus (QTL) mappning för att bestämma de genomiska regioner som är associerade med konstruktiv och regressiv utveckling4,5,6,7. A. mexicanus erbjuder ett fördelaktigt system för att studera utveckling eftersom det kan induceras att leka ofta i laboratoriet. Embryona från A. mexicanus är genomskinliga, något större än zebrafiskar, producerade i stora mängder och utvecklas till sexuellt mogna vuxna på cirka 8-12 månader. Deras period av maximal lekkapacitet är ca 5 år. Detta protokoll beskriver arbetsflödet som behövs i en A. mexicanus kulturanläggning under en typisk avelsvecka och innehåller detaljer om fisksystemets underhåll och temperaturkontrollregimen för maximal gytning.
A. mexicanus är en tropisk fisk som lever i floder med ursprung i kalkstensplatåer (ytfisk) och i pooler i kalkstensgrottor(grottfisk) 8. Kalksten löses upp för att producera hårt vatten, och A. mexicanus trivs i hårt vatten. Fisk anpassad till hårda vattenförhållanden kan tolerera en rad salta förhållanden, men odlar i allmänhet i specifika9. Induktion av gytbeteende uppnås genom en kombination av faktorer. Eftersom fisk är kallblodig och förlitar sig på sin miljö för att upprätthålla homeostas, är deras ämnesomsättning känslig för miljöförändringar och de reagerar snabbare påstressfaktorer 10. A. mexicanus bör odlas i vattensystem under noggrant reglerade förhållanden med vattenflöde, pH, konduktivitet, osmotiskt tryck, belysning och vattentemperaturer.
I Jeffery-laboratoriet upprätthålls fisk i två rinnande vattensystem: (1) ett "babysystem" för unga vuxna fiskar före sexuell mognad och (2) ett vuxen (eller huvud) system för sexuellt mogna, avels vuxna. "Babysystemet" består av 8 L och 15 L tankar som levereras med rinnande vatten. "Babysystemet" sås av stek och unga metamorfoserade ungfåglar som odlas från larver i mindre (1-10 L) tankar, där vatten byts ut varje vecka. Larver, stek och ungfisk är extremt matberoende och måste matas levande mat (saltlakeräkor) en gång om dagen för att säkerställa en hög överlevnadsgrad. Unga ungdomar från "babysystemet" placeras i vuxensystemet efter ca 1-1,5 år. Först matas de pulveriserade tetraflingor, och efter ytterligare tillväxt överförs de till den vanliga vuxna utfodringsregimen. Sexuell mognad kan bedömas med bukvolym hos kvinnor, och metoder för att bestämma kön har beskrivits11. I vuxensystemet byts vatten ut automatiskt i 42 L tankar 3 gånger per 24-timmarsperiod. Vuxensystemet övervakas dagligen genom visuell inspektion och automatiska temperatur-, pH- och konduktivitetsavläsningar från sonder. Det optimala pH-talet är cirka 7,4 och kan variera mellan 6,8-7,5, systemets bastemperatur är 72/73 °F och den ideala ledningsförmågan varierar mellan 600-800 mS. Automatiska avläsningar visas på en styrenhetsskärm och visuella kontroller av vattentrycket avläses vid flödesmätare fördelade över hela systemet. Oberoende kontroller av vattenkvaliteten görs varje vecka genom att testa temperaturen och mäta vattenkvalitetsparametrar för pH, ammoniak och nitrat med hjälp av ett kolorimetriskt test. Ammoniak- och nitratnivåerna hålls på eller nära noll genom att tillsätta nyttiga bakterier (t.ex. Nutafin Cycle) till systemet. Rumsbelysningen styrs av en timer som är justerad till 14-timmars ljus och 10 timmars mörka perioder. Förutom de övergripande vattenkvalitetsparametrarna som nämns ovan behöver följande överväganden särskild uppmärksamhet under en avelsvecka.
Det första övervägandet är fotoperiod, eftersom fisk (även grottfisk i laboratoriet) är beroende av ljuscykler för att ställa in sin dygnsrytmklocka. Dygnsrytmen kan påverka allt från avel och utfodring till immunsystemets hälsa12,13 och måste vara konsekvent för maximala hälsofördelar. Fisk hålls i ett rinnande vattensystem på en 14-timmars ljus och 10-timmars mörk fotoperiod. Ytfisken börjar i allmänhet leka en timme efter att systemet har mörkats, och ljus som introduceras under denna period kan störa och avsluta gytning. Gytningen av blind grottfisk störs mindre av ljus. Jämfört med ytfisklekning fördröjs grottfiskens gytning, vanligtvis med början fyra till fem timmar efter att systemet har mörkats.
Det andra övervägandet är näring. Vuxna fiskar matas normalt en diet av tetraflingor en gång om dagen. Före gytning matas fisk en proteinrik kost kompletterad med extra mängder tetraflingor och annan mat: äggulaflingor och ibland levande Kalifornien blackworms (Lumbriculus variegatus) för att kompensera för proteinförlust på grund av äggproduktion under föregående gytcykel. Under uppfödningsveckan matas fisken två gånger per dag, en gång på morgonen och igen på eftermiddagen /kvällen. Fiskfoder endast en gång om dagen men med en enda mycket stor del av maten bör undvikas, eftersom detta kan orsaka undernäring14.
Den tredje faktorn är rymden. Utrymmeskraven baseras på den genomsnittliga kroppsmassan hos en vuxen samt beteendemässiga överväganden, till exempel om fisken har skolbeteende eller aggressivt beteende. Över- eller underträngningstankar kan leda till ökad aggression och konstant stress, vilket gör fisken sårbar för skador från sina tankkamrater och motvillig att delta igytning 15. Vi brukar hysa 10-20 fiskar per 42 L tank.
Det fjärde övervägandet är temperatur. Som nämnts ovan är fisk kallblodiga djur och förlitar sig på miljön för att bibehålla kroppstemperaturen. Eftersom temperaturen har en direkt effekt på metaboliska processer kan temperaturförändringar utlösa beteendeförändringar hos fisk16. Detta avelsprogram består av två veckors temperaturcykler: den första veckan introducerar en temperaturökning till 78 °F, och nästa vecka bibehåller en statisk temperatur på 72 °F. Under den första (avels)veckan placeras plastkantade avelsnät i botten av tankarna varje kväll. Avelsnäten fungerar som en barriär mellan fisken i tankarna och de lekta äggen, som annars skulle konsumeras. Temperaturen höjs med 2 °F per dag till högst 78 °F i mitten av veckan, och gytning induceras enligt ljuscykeln under de första 2-3 kvällarna denna vecka. Temperaturen sänks sedan med 2 °F steg till 72 °F under de återstående dagarna i veckan, och bastemperaturen bibehålls fram till början av nästa avelsvecka. Avel stimuleras vanligtvis inte mer än två gånger i månaden för att ge fisken tid att återhämta sig.
Sammantaget möjliggör denna metod gytning av stora mängder embryon av högsta kvalitet under en längre tid.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:874px;" width="875">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Blackworms</td>
			<td style="width:299px;">Eastern Aquatics, Lancaster, PA</td>
			<td style="width:161px;">None</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Breeding Nets</td>
			<td style="width:299px;">Custom made</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Brine shrimp eggs</td>
			<td style="width:299px;">AquaCave Lake Forest, IL.</td>
			<td style="width:161px;">None</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Colorimetric test kit</td>
			<td style="width:299px;">Petco</td>
			<td style="width:161px;">SKU:11916</td>
			<td>API Freshwater pH Test Kit</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Egg yolk flakes</td>
			<td style="width:299px;">Pentair, Minneapolis, MN</td>
			<td style="width:161px;">None</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Fingerbowls</td>
			<td style="width:299px;">Carolina Biological Supply</td>
			<td align="right" style="width:161px;">741004</td>
			<td>Culture dishes, 4.5 in, 250 mL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Hand held nets</td>
			<td style="width:299px;">Any Pet Store</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Incubator for embryos</td>
			<td style="width:299px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:161px;">51-029-321HPM</td>
			<td>405 L</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Instant Ocean sea salts</td>
			<td style="width:299px;">Spectrum Brands, Blacksburg, VA</td>
			<td style="width:161px;">None</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Methylene Blue</td>
			<td style="width:299px;">Sigma-Aldrich, St. Louis, MO</td>
			<td style="width:161px;">M9140</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Pasteur Pipettes</td>
			<td style="width:299px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:161px;">13-678-20</td>
			<td>5.75 in.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Net soaking solution</td>
			<td style="width:299px;">Any Pet Store</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Nutrafin Cycle</td>
			<td style="width:299px;">Amazon</td>
			<td style="width:161px;">None</td>
			<td>Bacterial boost</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Refrigerator for live feed</td>
			<td style="width:299px;">Any source</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Stereomicroscope</td>
			<td style="width:299px;">Any source</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Thermometer</td>
			<td style="width:299px;">Any source</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Tetra Tropical Crisps</td>
			<td style="width:299px;">Spectrum Brands, Blacksburg, VA</td>
			<td style="width:161px;">None</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

incremental temperature changes for maximal breeding and spawning in astyanax mexicanus

Den mexikanska tetran Astyanax mexicanusär ett framväxande modellsystem för studier inom utveckling och evolution. Förekomsten av eyed surface (ytfisk) och blind grotta (grottfisk) morfer i denna art utgör en möjlighet att förhöra mekanismerna bakom morfologiska och beteendemässiga evolutioner. Grottfisk har utvecklat nya konstruktiva och regressiva drag. De konstruktiva förändringarna inkluderar ökningar av smaklökar och käkar, laterala linjesensoriska organ och kroppsfett. De regressiva förändringarna inkluderar förlust eller minskning av ögon. melaninpigmentering, skolbeteende, aggression och sömn. För att experimentellt förhöra dessa förändringar är det viktigt att få ett stort antal spawned embryon. Sedan den ursprungliga A. mexicanus ytfisken och grottfisken samlades in i Texas och Mexiko på 1990-talet har deras ättlingar rutinmässigt stimulerats att odla och leka ett stort antal embryon varannanmon i Jeffery-laboratoriet. Även om avel styrs av mat överflöd och kvalitet, ljus-mörka cykler och temperatur, har vi funnit att inkrementella temperaturförändringar spelar en nyckelroll för att stimulera maximal gytning. Den gradvisa temperaturökningen från 72 °F till 78 °F under de tre första dagarna av en häckningsvecka ger två-tre på varandra följande lekdagar med maximalt antal högkvalitativa embryon, som sedan följs av en gradvis temperatursänkning från 78 °F till 72 °F under de sista tre dagarna av lekveckan. De procedurer som visas i denna video beskriver arbetsflödet före och under en laboratorieuppfödningsvecka för inkrementell temperatur stimulerad gytning.

Vi odlar och spawnar i allmänhet ättlingar till ytfisk som ursprungligen samlades in på Nacimiento del Rio Choy i San Luis Potosi, Mexiko (Rio Choy ytfisk) och San Solomon Springs i Balmorhea State Park, Texas (Texas ytfisk) och grottfisk som härrör från Cueva de El Pachón (Pachón grottfisk) i Tamaulipas, Mexiko, och Cueva de los Sabinos (Los Sabinos grottfisk) och Sotano de la Tinaja (Tinaja fiskgrotta) i San Luis Potosi Mexico.
Under en avelsvecka samlas data in för olika tankar. De...

Watch this Scientific Journal Video about Incremental Temperature Changes for Maximal Breeding and Spawning in Astyanax mexicanus at JoVE.com

Incremental Temperature Changes for Maximal Breeding and Spawning in Astyanax mexicanus

Denna artikel beskriver de grundläggande laboratorieförhållandena och protokollen för en inkrementell temperaturregim för att stimulera maximal gytning i den mexikanska tetra Astyanax mexicanus, som är en framväxande modell för utvecklings- och evolutionära studier.

Stegvisa temperaturförändringar för maximal avel och gytning i Astyanax mexicanus

The Mexican tetra, Astyanax mexicanus, is an emerging model system for studies in development and evolution. The existence of eyed surface (surface fish) ...

Så eftersom Astyanax mexicanas är en liten fisk. Det är inföding till nordöstra Mexiko och södra Texas. Det viktiga med det är att det finns i två former.En form är en ytlevande fisk som har stora ögon och pigmentering, och den andra formen är en grottlevande fisk som har förlorat ögonen och förlorat sin pigmentering. De kan fortfarande leka, hybridisera med varandra, så att de kan användas i en framåt genetisk analys för att studera genetik och utveckling. Har också stora embryon som är transparenta, och de kan användas för att studera jämförande utvecklingsbiologi.Så de har använts i många år nu som ett system för att förstå utvecklingen av utvecklingen. Flera dagar innan gytningen önskas börjar vi mata fisken bättre. Vi ökar också temperaturen stegvis så att de inom den tid vi vill att de ska leka sedan kommer att genomgå ungefär två eller tre dagar av överdriven gytning, vilket producerar ett stort antal befruktade embryon som utvecklas bra och genom larvstadierna till vuxna.Efter att ha matat fisken klockan 10:00.m. med en nypa Tetraflingor, kontrollera inkubatorn som kommer att användas för att hysa fingerskålar för att utveckla embryon och ändra vattnet om det behövs. Kontrollera vattennivån i alla reservoarer och tillsätt systemvatten till alla reservoarer som börjar ta.Ställ sedan inkubatorn på 23 grader Celsius Minst 30 minuter efter den första utfodringen, mata fisken i avelstankarna med en nypa äggulaflingor, tillräckligt med svarta maskkluster för att varje fisk i tanken ska kunna konsumera cirka fem till tio maskar eller båda. Minst en timme efter den andra utfodringen, skrubba avelstankarna vid behov och ställ försiktigt upp avelsnät utan att störa tankens lufttillförsel. Nästa morgon, ta bort avelsnäten från bottnarna på de vuxna systemtankarna mellan 9:00 och 10:00 .m.och använd slangen som är fastsatt på för att försiktigt skölja embryona i ett handhållet nät. Vänd in nätet i en fingerskål med rent systemvatten och överför cirka 100 embryon per fingerskål till 200 milliliter rent systemvatten kompletterat med 0,00003% metylenblått. Arrangera embryona under ett lätt mikroskop för att uppskatta tidpunkten för befruktning enligt A-mexicanas utvecklingsschema.Efter iscensättning, placera fingerskålarna i en inkubator i fem till sju dagar och mata kulturerna med levande saltlakeräkor. För varje tank som tappade embryon, registrera datum och tanknummer och registrera antalet och kvaliteten på embryon som tappats. Registrera den genomsnittliga lektiden enligt mellanlagringstabellen och registrera temperaturen i systemet vid den tidpunkt då fisken lekte.Övervaka fingerskålarna med embryon hela dagen, använd en betespipett för att avlägsna döda eller deformerade embryon och skräp, såsom oäten mat eller avföring, och ändra det blå vattnet vid behov. Vid 13:00.m. mata fisken i avelstankarna som demonstreras och ställ in vattentemperaturen på 24 grader Celsius.Ta sedan bort överflödig mat och skräp från tankarna och skrubba tankarna innan du återställer näten. På onsdag och torsdag upprepar du embryosamlingen och utvärderingen som visats för tisdagen. Mata fisken och ställ in vattnet på lämplig temperatur.Kontrollera embryona i inkubatorn och ersätt fingerskålsvattnet med färskt metylenblått behandlat systemvatten. Rengör sedan avelstankarna efter behov och återställ näten. På fredag, efter att ha matat fisken, ställ in vattentemperaturen på 23 grader Celsius och kontrollera embryona i inkubatorn.På lördagar och söndagar, mata fisken. I denna siffra visas avelsdata från juli 2017 till mars 2020 för Rio Choy och Texas Surface Fish och Los Sabinos, Tinaha och Pachon cavefish. Data analyserades av avelsveckan och det genomsnittliga antalet embryon som samlats in per dag under en enda avelsvecka.Uppgifterna tyder på att avel var kontinuerlig under hela året i Rio Choy och Texas Surface fisk och i Pachon grottfisk. Kvantiteten och kvaliteten på de flesta Rio Choy ytfiskar var mellan låg och hög, medan kvantiteten och kvaliteten på de flesta Texas ytfisk och Pachon grottfisk var mellan låg och medel. Förekomsten av gytning var inte kontinuerlig i Tinaja eller Los Sabinos grottfisk, med gytning låg eller obefintlig under sensommaren till hösten i dessa fiskar.Även om de lägsta nivåerna av gytning registrerades för Los Sabinos grottfisk, var kvaliteten på embryon den bästa. Sammantaget uppvisade denna ytfisk en bättre gytmängd och kvalitet än grottfisk. Med hjälp av detta system kan vi leka hundratals, faktiskt tusentals ägg varannan månad, och dessa ägg används sedan, dessa embryon används sedan för många olika ändamål.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Incremental Temperature Changes for Maximal Breeding and Spawning in Astyanax mexicanus

Analysis of Zebrafish Larvae Skeletal Muscle Integrity with Evans Blue Dye

Analys av Zebrafish Larver skelettmuskulatur Integrity med Evans Blue Dye

The zebrafish model is an emerging system for the study of neuromuscular disorders.  In the study of neuromuscular diseases, the integrity of the muscle ...

Imaging of Cell Shape Alteration and Cell Movement in Drosophila Gastrulation Using DE-cadherin Reporter Transgenic Flies

Imaging of Cell Shape Alteration and Cell Movement in Drosophila Gastrulation Using DE-cadherin Reporter Transgenic Flies

Imaging Cell Shape Ändring och cellrörelse i<em&gt; Drosophila</em&gt; gastrulation Använda DE-cadherin Reporter Transgena Flugor

Gastrulation is the first set of morphologically dynamic events that occur during the embryonic development of multicellular animals such as Drosophila. ...

A Novel Mammary Fat Pad Transplantation Technique to Visualize the Vessel Generation of Vascular Endothelial Stem Cells

En ny mammografisk feta padtransplantationsteknik för att visualisera fartygsgenerering av vaskulära endotelceller

Endothelial cells (ECs) are the fundamental building blocks of the vascular architecture and mediate vascular growth and remodeling to ensure proper ...

Live Imaging of Mouse Secondary Palate Fusion

The fusion of the secondary palatal shelves to form the intact secondary palate is a key process in mammalian development and its disruption can lead to ...

Dissection and Immunofluorescent Staining of Mushroom Body and Photoreceptor Neurons in Adult Drosophila melanogaster Brains

Dissection and Immunofluorescent Staining of Mushroom Body and Photoreceptor Neurons in Adult Drosophila melanogaster Brains

Dissektion och Immunofluorescerande färgning av svamp kropp och ljusmätare nervceller i vuxen Drosophila melanogaster hjärnor

Nervous system development involves a sequential series of events that are coordinated by several signaling pathways and regulatory networks. Many of the ...

Application of RNAi and Heat-shock-induced Transcription Factor Expression to Reprogram Germ Cells to Neurons in C. elegans

Application of RNAi and Heat-shock-induced Transcription Factor Expression to Reprogram Germ Cells to Neurons in C. elegans

Tillämpningen av RNAi och värme-chock-inducerad transkription faktorn uttryck att omprogrammera könsceller att nervceller i C. elegans

Studying the cell biological processes during converting the identities of specific cell types provides important insights into mechanism that maintain ...

Neurogenesis Using P19 Embryonal Carcinoma Cells

Neurogenes med P19 embryonala cancerceller

The P19 cell line derived from a mouse embryo-derived teratocarcinoma has the ability to differentiate into the three germ layers. In the presence of ...

Visualizing the Node and Notochordal Plate In Gastrulating Mouse Embryos Using Scanning Electron Microscopy and Whole Mount Immunofluorescence

Visualisera den noden och Notochordal plattan i Gastrulating musembryon som använder Scanning Electron Microscopy och hela Mount immunofluorescens

The post-implantation mouse embryo undergoes major shape changes after the initiation of gastrulation and morphogenesis. A hallmark of morphogenesis is ...

Tissue Preparation and Immunostaining of Mouse Craniofacial Tissues and Undecalcified Bone

Vävnads beredning och immunofärgning av mus kraniofaciala vävnader och Undecalcified Bone

Tissue immunostaining provides highly specific and reliable detection of proteins of interest within a given tissue. Here we describe a complete and ...

Wholemount In Situ Hybridization for Astyanax Embryos

Wholemount In Situ Hybridization for Astyanax Embryos

Wholemount In Situ hybridisering för Astyanax embryon

In recent years, a draft genome for the blind Mexican cavefish (Astyanax mexicanus) has been released, revealing the sequence identities for thousands of ...