Name: preparing and rearing axenic insects with tissue cultured seedlings for host-gut microbiota interaction studies of the leaf beetle
Uploaded: 2021-10-08T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparing and Rearing Axenic Insects with Tissue Cultured Seedlings for Host-Gut Microbiota Interaction Studies of the Leaf Beetle at JoVE.com

Questo lavoro è stato finanziato dalla National Natural Science Foundation of China (31971663) e dal Young Elite Scientists Sponsorship Program di CAST (2020QNRC001).

1. Allevamento di insetti
<ol><li>Mantenere la popolazione di P. versicolora in una camera di crescita a 27 °C e 70 ± 5% di umidità relativa con un fotoperiodo di 16 ore di luce/8 ore di buio. Mettili in scatole di plastica perforate con carta assorbente bagnata piastrellata e dai loro da mangiare rami di pioppo freschi. Spruzzare acqua pulita sulla carta assorbente per mantenere l'umidità e cambiare i rami ogni due giorni.</li>
	<li>Isolare gli adulti per l'ovodeposizione dopo la pupa. Da...

<ol>
	<li>Moran, N. A., Ochman, H., Hammer, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolutionary+and+ecological+consequences+of+gut+microbial+communities.">Evolutionary and ecological consequences of gut microbial communities.</a> Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 50 (1), 451-475 (2019).</li><li>Warnecke, F., 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=Metagenomic+and+functional+analysis+of+hindgut+microbiota+of+a+wood-feeding+higher+termite.">Metagenomic and functional analysis of hindgut microbiota of a wood-feeding higher termite.</a> Nature. 450 (7169), 560-565 (2007).</li><li>Tokuda, G., 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=Fiber-associated+spirochetes+are+major+agents+of+hemicellulose+degradation+in+the+hindgut+of+wood-feeding+higher+termites.">Fiber-associated spirochetes are major agents of hemicellulose degradation in the hindgut of wood-feeding higher termites.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 115 (51), 11996-12004 (2018).</li><li>Wang, G. 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=Changes+in+microbiome+confer+multigenerational+host+resistance+after+sub-toxic+pesticide+exposure.">Changes in microbiome confer multigenerational host resistance after sub-toxic pesticide exposure.</a> Cell Host &amp; Microbe. 27 (2), 213-224 (2020).</li><li>Shin, S. C., 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=Drosophila+microbiome+modulates+host+developmental+and+metabolic+homeostasis+via+insulin+signaling.">Drosophila microbiome modulates host developmental and metabolic homeostasis via insulin signaling.</a> Science. 334 (6056), 670-674 (2011).</li><li>Storelli, G., 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=Lactobacillus+plantarum+promotes+Drosophila+systemic+growth+by+modulating+hormonal+signals+through+TOR-dependent+nutrient+sensing.">Lactobacillus plantarum promotes Drosophila systemic growth by modulating hormonal signals through TOR-dependent nutrient sensing.</a> Cell Metabolism. 14 (3), 403-414 (2011).</li><li>Salem, 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=Vitamin+supplementation+by+gut+symbionts+ensures+metabolic+homeostasis+in+an+insect+host.">Vitamin supplementation by gut symbionts ensures metabolic homeostasis in an insect host.</a> Proceedings. Biological Sciences. 281 (1796), 20141838 (2014).</li><li>Koch, H., Schmid-Hempel, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Socially+transmitted+gut+microbiota+protect+bumble+bees+against+an+intestinal+parasite.">Socially transmitted gut microbiota protect bumble bees against an intestinal parasite.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (48), 19288-19292 (2011).</li><li>Cirimotich, C. 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=Natural+microbe-mediated+refractoriness+to+Plasmodium+infection+in+Anopheles+gambiae.">Natural microbe-mediated refractoriness to Plasmodium infection in Anopheles gambiae.</a> Science. 332 (6031), 855-858 (2011).</li><li>Kaltenpoth, M., Gottler, W., Herzner, G., Strohm, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Symbiotic+bacteria+protect+wasp+larvae+from+fungal+infestation.">Symbiotic bacteria protect wasp larvae from fungal infestation.</a> Current Biology. 15 (5), 475-479 (2005).</li><li>Yuan, C., Xing, L., Wang, M., Hu, Z., Zou, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbiota+modulates+gut+immunity+and+promotes+baculovirus+infection+in+Helicoverpa+armigera.">Microbiota modulates gut immunity and promotes baculovirus infection in Helicoverpa armigera.</a> Insect Science. , (2021).</li><li>Dillon, R. J., Vennard, C. T., Charnley, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pheromones+-+Exploitation+of+gut+bacteria+in+the+locust.">Pheromones - Exploitation of gut bacteria in the locust.</a> Nature. 403 (6772), 851 (2000).</li><li>Xu, L. T., Lou, Q. Z., Cheng, C. H., Lu, M., Sun, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gut-associated+bacteria+of+Dendroctonus+valens+and+their+involvement+in+verbenone+production.">Gut-associated bacteria of Dendroctonus valens and their involvement in verbenone production.</a> Microbial Ecology. 70 (4), 1012-1023 (2015).</li><li>Schretter, C. 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=A+gut+microbial+factor+modulates+locomotor+behaviour+in+Drosophila.">A gut microbial factor modulates locomotor behaviour in Drosophila.</a> Nature. 563 (7731), 402-406 (2018).</li><li>Jia, Y., 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=Gut+microbiome+modulates+Drosophila+aggression+through+octopamine+signaling.">Gut microbiome modulates Drosophila aggression through octopamine signaling.</a> Nature Communications. 12 (1), 2698 (2021).</li><li>Ma, 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=Metabolic+and+immunological+effects+of+gut+microbiota+in+leaf+beetles+at+the+local+and+systemic+levels.">Metabolic and immunological effects of gut microbiota in leaf beetles at the local and systemic levels.</a> Integrative Zoology. 16 (3), 313-323 (2021).</li><li>Xu, L., 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=Synergistic+action+of+the+gut+microbiota+in+environmental+RNA+interference+in+a+leaf+beetle.">Synergistic action of the gut microbiota in environmental RNA interference in a leaf beetle.</a> Microbiome. 9 (1), 98 (2021).</li><li>Xu, L., 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=Gut+microbiota+in+an+invasive+bark+beetle+infected+by+a+pathogenic+fungus+accelerates+beetle+mortality.">Gut microbiota in an invasive bark beetle infected by a pathogenic fungus accelerates beetle mortality.</a> Journal of Pest Science. 92, 343-351 (2019).</li><li>Berasategui, A., Shukla, S., Salem, H., Kaltenpoth, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potential+applications+of+insect+symbionts+in+biotechnology.">Potential applications of insect symbionts in biotechnology.</a> Applied Microbiology and Biotechnology. 100 (4), 1567-1577 (2016).</li><li>Tikhe, C. V., Martin, T. M., Howells, A., Delatte, J., Husseneder, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+genetically+engineered+Trabulsiella+odontotermitis+as+a+'Trojan+Horse'+for+paratransgenesis+in+termites.">Assessment of genetically engineered Trabulsiella odontotermitis as a 'Trojan Horse' for paratransgenesis in termites.</a> BMC Microbiology. 16 (1), 202 (2016).</li><li>Wang, S., 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=Fighting+malaria+with+engineered+symbiotic+bacteria+from+vector+mosquitoes.">Fighting malaria with engineered symbiotic bacteria from vector mosquitoes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (31), 12734-12739 (2012).</li><li>Leonard, S. P., 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=Engineered+symbionts+activate+honey+bee+immunity+and+limit+pathogens.">Engineered symbionts activate honey bee immunity and limit pathogens.</a> Science. 367 (6477), 573-576 (2020).</li><li>Kietz, C., Pollari, V., Meinander, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generating+germ-free+Drosophila+to+study+gut-microbe+interactions:+protocol+to+rear+Drosophila+under+axenic+conditions.">Generating germ-free Drosophila to study gut-microbe interactions: protocol to rear Drosophila under axenic conditions.</a> Current Protocols in Toxicology. 77 (1), 52 (2018).</li><li>Brummel, T., Ching, A., Seroude, L., Simon, A. F., Benzer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+lifespan+enhancement+by+exogenous+bacteria.">Drosophila lifespan enhancement by exogenous bacteria.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (35), 12974-12979 (2004).</li><li>Correa, M. A., Matusovsky, B., Brackney, D. E., Steven, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+axenic+Aedes+aegypti+demonstrate+live+bacteria+are+not+required+for+mosquito+development.">Generation of axenic Aedes aegypti demonstrate live bacteria are not required for mosquito development.</a> Nature Communications. 9 (1), 4464 (2018).</li><li>Romoli, O., Schonbeck, J. C., Hapfelmeier, S., Gendrin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+germ-free+mosquitoes+via+transient+colonisation+allows+stage-specific+investigation+of+host-microbiota+interactions.">Production of germ-free mosquitoes via transient colonisation allows stage-specific investigation of host-microbiota interactions.</a> Nature Communications. 12 (1), 942 (2021).</li><li>Berasategui, A., 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=Gut+microbiota+of+the+pine+weevil+degrades+conifer+diterpenes+and+increases+insect+fitness.">Gut microbiota of the pine weevil degrades conifer diterpenes and increases insect fitness.</a> Molecular Ecology. 26 (15), 4099-4110 (2017).</li><li>Lin, X. L., Kang, Z. W., Pan, Q. J., Liu, T. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+five+antibiotics+on+larval+gut+bacterial+diversity+of+Plutella+xylostella+(Lepidoptera:+Plutellidae).">Evaluation of five antibiotics on larval gut bacterial diversity of Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae).</a> Insect Science. 22 (5), 619-628 (2015).</li><li>Muhammad, A., Habineza, P., Hou, Y., Shi, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+red+palm+weevil+Rhynchophorus+Ferrugineus+(Olivier)+(Coleoptera:+Dryophthoridae)+germ-free+larvae+for+host-gut+microbes+interaction+studies.">Preparation of red palm weevil Rhynchophorus Ferrugineus (Olivier) (Coleoptera: Dryophthoridae) germ-free larvae for host-gut microbes interaction studies.</a> Bio-protocol. 9 (24), 3456 (2019).</li><li>Gelman, D. B., Bell, R. A., Liska, L. J., Hu, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Artificial+diets+for+rearing+the+Colorado+potato+beetle,+Leptinotarsa+decemlineata.">Artificial diets for rearing the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata.</a> Journal of Insect Science. 1, 7 (2001).</li><li>Bengtson, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comprehensive+program+for+the+evaluation+of+artificial+diets.">A comprehensive program for the evaluation of artificial diets.</a> Journal of the World Aquaculture Society. 24 (2), 285-293 (2007).</li><li>Utsumi, S., Ando, Y., Ohgushi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+of+feeding+preference+in+a+leaf+beetle:+the+importance+of+phenotypic+plasticity+of+a+host+plant.">Evolution of feeding preference in a leaf beetle: the importance of phenotypic plasticity of a host plant.</a> Ecology Letters. 12 (9), 920-929 (2009).</li><li>Ishihara, M., Ohgushi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reproductive+inactivity+and+prolonged+developmental+time+induced+by+seasonal+decline+in+host+plant+quality+in+the+willow+leaf+beetle+Plagiodera+versicolora+(Coleoptera:+Chrysomelidae).">Reproductive inactivity and prolonged developmental time induced by seasonal decline in host plant quality in the willow leaf beetle Plagiodera versicolora (Coleoptera: Chrysomelidae).</a> Environmental Entomology. 35 (2), 524-530 (2006).</li><li>Bright, M., Bulgheresi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+complex+journey:+transmission+of+microbial+symbionts.">A complex journey: transmission of microbial symbionts.</a> Nature Reviews: Microbiology. 8 (3), 218-230 (2010).</li><li>Hassan, B., Siddiqui, J. A., Xu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vertically+transmitted+gut+bacteria+and+nutrition+influence+the+immunity+and+fitness+of+Bactrocera+dorsalis+larvae.">Vertically transmitted gut bacteria and nutrition influence the immunity and fitness of Bactrocera dorsalis larvae.</a> Frontiers in Microbiology. 11, 596352 (2020).</li><li>Hosokawa, T., 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=Obligate+bacterial+mutualists+evolving+from+environmental+bacteria+in+natural+insect+populations.">Obligate bacterial mutualists evolving from environmental bacteria in natural insect populations.</a> Nature Microbiology. 1, 15011 (2016).</li><li>Habineza, P., 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=The+promoting+effect+of+gut+microbiota+on+growth+and+development+of+red+palm+weevil,+Rhynchophorus+ferrugineus+(Olivier)+(Coleoptera:+Dryophthoridae)+by+modulating+its+nutritional+metabolism.">The promoting effect of gut microbiota on growth and development of red palm weevil, Rhynchophorus ferrugineus (Olivier) (Coleoptera: Dryophthoridae) by modulating its nutritional metabolism.</a> Frontiers in Microbiology. 10, 1212 (2019).</li><li>Meilan, R., Ma, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poplar+(Populus+spp.).">Poplar (Populus spp.).</a> Methods in Molecular Biology. 344, 143-151 (2006).</li><li>Wani, Z. A., Ashraf, N., Mohiuddin, T., Riyaz-Ul-Hassan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant-endophyte+symbiosis,+an+ecological+perspective.">Plant-endophyte symbiosis, an ecological perspective.</a> Applied Microbiology and Biotechnology. 99 (7), 2955-2965 (2015).</li><li>Grout, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Meristem-tip+culture.">Meristem-tip culture.</a> Methods in Molecular Biology. 6, 81-91 (1990).</li></ol>

La preparazione di larve prive di germi e l'ottenimento di larve gnotobiotiche reintroducendo specifici ceppi batterici sono metodi potenti per chiarire i meccanismi alla base delle interazioni ospite-microbo. Le larve appena nate ottengono il microbiota intestinale in due modi principali: trasmissione verticale dalla madre alla prole o acquisizione orizzontale dai fratelli e dall'ambiente34. Il primo può essere soddisfatto dal trasferimento dei genitori alla prole attraverso la contaminazione de...

Simile ai mammiferi, il tratto digestivo degli insetti è una cavità per la digestione e l'assorbimento del cibo. La maggior parte degli insetti ospita diversi batteri commensali che prosperano nelle loro viscere e vivono di nutrizione fornita dagli ospiti1. La comunità commensale intestinale ha un profondo impatto su molteplici processi fisiologici negli insetti, tra cui digestione e disintossicazione degli alimenti 2,3,4, nutrizione e sviluppo 5,6,7, difesa contro agenti patogeni e parassiti 8,9,10,11, comunicazione chimica12,13 e comportamenti 14 ,15. Curiosamente, alcuni microbiota intestinali possono essere facoltativamente patogeni o essere manipolati da agenti patogeni invasori per aggravare l'infezione, indicando che i batteri intestinali possono essere dannosi in alcuni casi 16,17,18. I batteri intestinali possono anche servire come risorsa microbica per applicazioni biotecniche e gestione dei parassiti. Ad esempio, i batteri che digeriscono la lignocellulosa da insetti fitofagi e xilofagi sono stati utilizzati per digerire le cellule vegetali per lo sviluppo di biocarburanti19. La dispersione di simbionti intestinali ingegnerizzati che esprimono molecole bioattive è una tattica nuova e promettente per gestire l'agricoltura e i parassiti forestali e le zanzare che trasmettono malattie infettive 19,20,21, che può anche essere utilizzata per migliorare la forma fisica degli insetti benefici 22. Illustrare come si comporta un batterio intestinale in vivo è quindi considerato una priorità per sfruttarne appieno la funzione e sfruttarlo ulteriormente per varie applicazioni.
Gli animali possono ospitare da 1 a >1000 specie microbiche simbiotiche nell'intestino1. Di conseguenza, è difficile verificare con precisione come i singoli taxa batterici o il loro assemblaggio si comportano all'interno di un animale e se l'ospite o i suoi partner microbici guidano una funzione specifica. Pertanto, preparare le larve astrone per ottenere insetti gnotobiotici mediante colonizzazione mono- o multi-specie è necessario per studiare la funzione batterica e l'interazione con gli insetti23. Allo stato attuale, la somministrazione di cocktail antibiotici e la sterilizzazione della superficie delle uova di insetti sono metodi comuni per rimuovere i batteri intestinali 14,24,25,26. Tuttavia, le diete antibiotiche non possono eliminare completamente i batteri intestinali e hanno un effetto negativo sulla fisiologia degli insetti ospiti27,28. Di conseguenza, l'uso di insetti trattati con antibiotici può oscurare le vere capacità di alcuni batteri intestinali. Fortunatamente, la sterilizzazione superficiale delle uova può negare questo problema 23,29, che non ha effetti o trascurabili sugli insetti sperimentali. Inoltre, le diete artificiali non possono assomigliare completamente al cibo naturale degli insetti e lo sviluppo di una dieta artificiale è un processo costoso e laborioso30,31.
Il coleottero delle foglie di salice, Plagiodera versicolora (Laicharting) (Coleoptera: Chrysomelidae), è un diffuso parassita che si nutre principalmente di alberi salicacei, come salici (Salix) e pioppo (Populus L.) 32,33. Qui, lo scarabeo delle foglie di salice è stato usato come insetto rappresentativo mangiatore di foglie per sviluppare un protocollo per preparare e allevare un insetto privo di germi. Abbiamo sfruttato la coltura di tessuti vegetali per ottenere foglie di pioppo prive di germi per allevare larve axeniche di P. versicolora da uova sterilizzate. Lo stato astronico delle larve di P. versicolora è stato verificato tramite saggi dipendenti dalla cultura e indipendenti dalla cultura. Questo protocollo può mantenere gli insetti ascinici che imitano meglio la condizione selvaggia rispetto all'allevamento di insetti con una dieta artificiale. Ancora più importante, questo metodo è conveniente a un costo molto basso, il che aumenta la fattibilità di ottenere insetti axenici per futuri studi di interazione microbiota insetto-intestino, specialmente per insetti non modello senza diete artificiali ben sviluppate.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.22 &#181;m syringe filters</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>SLGP033RB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 mg/mL NAA stock solution</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>a. Prepare 0.1 M NaOH solution (dissolve 0.8 g NaOH in 200 mL of distilled water). 
			b. Add 0.2 g NAA in a 250 mL beaker, add little 0.1 M NaOH solution until NAA dissolved, and adjust the final volume to 200 mL with distilled water. 
			c. Filter the solution to remove bacteria with a 0.22 &#181;m syringe filter and a 50 mL sterile syringe, subpackage the solution in 1.5 mL centrifuge tubes and restore at -20 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5 mL microcentrifuge tubes</td>
			<td>Sangon Biotech</td>
			<td>F600620</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10x PBS stock solution</td>
			<td>Biosharp Life Sciences</td>
			<td>BL302A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2 M KOH solution</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Dissolve 22.44 g KOH (molecular weight: 56.1) in 200 mL of distilled water and autoclave it for 20 min at 121 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>250 mL and 2,000 mL beakers</td>
			<td>Shubo</td>
			<td>sb16455</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL sterile syringes</td>
			<td>Jinta</td>
			<td>JT0125789</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>500 mL measuring cylinder</td>
			<td>Shubo</td>
			<td>sb1601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50x TAE stock solution</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>a.&#160;Dissolve 242 g Tris and 18.612 g EDTA in 700 mL of distilled water. 
			b. Adjust pH to 7.8 with about 57.1 mL of acetic acid. 
			c. Adjust the final volume to 1,000 mL. 
			d. The stock solution was diluted to 1x TAE buffer when used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>75% ethanol</td>
			<td>Xingheda trade</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#945;-naphthalene acetic acid (NAA)</td>
			<td>Solarbio Life Sciences</td>
			<td>86-87-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Absorbing paper</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>22.3 cm x 15.3 cm x 9 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic acid</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agar</td>
			<td>Coolaber</td>
			<td>9002-18-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Biowest</td>
			<td>111860</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autoclave</td>
			<td>Panasonic</td>
			<td>MLS-3781L-PC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bead-beating homogenizer</td>
			<td>Jing Xin</td>
			<td>XM-GTL64</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNA extraction kit</td>
			<td>MP Biomedicals</td>
			<td>116560200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>Saiguo Biotech</td>
			<td>1340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter paper</td>
			<td>Jiaojie</td>
			<td></td>
			<td>70 mm diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel electrophoresis unit</td>
			<td>Bio-rad</td>
			<td>164-5052</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel Signal Green nucleic acid dye</td>
			<td>TsingKe</td>
			<td>TSJ003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Germ-free poplar seedlings</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Shan Xin poplar from Ludong University in Shandong Province</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Golden Star Super PCR Master Mix (1.1&#215;)</td>
			<td>TsingKe</td>
			<td>TSE101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Growth chamber</td>
			<td>Ruihua</td>
			<td>HP400GS-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LB agar medium</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>a. Dissolve 5 g tryptone, 5 g NaCl, 2.5 g yeast extract in 300 mL of distilled water. 
			b. Adjust the final volume to 500 mL, transfer the solution to a 1,000 mL conical flask, and add 7.5 g agar. 
			c. Autoclave the medium for 20 min at 121 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mini centrifuge</td>
			<td>DRAGONLAB</td>
			<td>D1008</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MS basic medium</td>
			<td>Coolaber</td>
			<td>PM1121-50L</td>
			<td>M0245</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MS solid medium for germ-free poplar seedling culture</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>a. Dissolve 4.43 g MS basic medium powder and 30 g sucrose in 800 mL of distilled water. 
			b. Adjust the pH to about 5.8 with 2 M KOH by a pH meter. 
			c. Adjust the final volume to 1,000 mL, separate into two parts, transfer into two 1,000 mL conical flasks, and add 2.6 g agar per 500 mL. 
			d. Autoclave for 20 min at 121 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanoDrop 1000 spectrophotometer</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paintbrush</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>1 cm width, used to collect the eggs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm</td>
			<td>Bemis</td>
			<td>PM-996</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCR Thermal Cyclers</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>6331000076</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dishes</td>
			<td>Supin</td>
			<td></td>
			<td>90 mm diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH meter</td>
			<td>METTLER TOLEDO</td>
			<td>FE20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipettes 0.2-2 &#181;L</td>
			<td>Gilson</td>
			<td>ECS000699</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipettes 100-1,000 &#181;L</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>3120000267</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipettes 20-200 &#181;L</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>3120000259</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipettes 2-20 &#181;L</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>3120000232</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plant tissue culture container</td>
			<td>Chembase</td>
			<td>ZP21</td>
			<td>240 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic box</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>2.35 L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium hydroxide (KOH)</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Primers for amplifying the bacterial 16S rRNA gene</td>
			<td>Sangon Biotech</td>
			<td></td>
			<td>27-F: 5&#8217;-ACGGATACCTTGTTACGAC-3&#8217;, 1492R: 5&#8217;-ACGGATACCTTGTTACGAC-3&#8217;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride (NaCl)</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide (NaOH)</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel balls</td>
			<td></td>
			<td>0.25 mm</td>
			<td>used to grind tissues</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>OLYMPUS</td>
			<td>SZ61</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trans2K plus II DNA marker</td>
			<td>Transgene Biotech</td>
			<td>BM121-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris base</td>
			<td>Biosharp Life Sciences</td>
			<td>1115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tryptone</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>&#160;LP0037</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV transilluminator</td>
			<td>Monad Biotech</td>
			<td>QuickGel 6100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortexer</td>
			<td>Scilogex</td>
			<td>MX-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Willow branches</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Sha Lake Park, Wuhan, China</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Willow leaf beetle</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Huazhong Agricultural University, Wuhan, China</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yeast extract</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>LP0021</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparing and rearing axenic insects with tissue cultured seedlings for host-gut microbiota interaction studies of the leaf beetle

Le viscere degli insetti sono colonizzate da diversi batteri che possono avere un impatto profondo sui tratti fisiologici dell'ospite. L'introduzione di un particolare ceppo batterico in un insetto astronico è un metodo potente per verificare la funzione microbica intestinale e chiarire i meccanismi alla base delle interazioni tra microbi intestinali e ospiti. La somministrazione di antibiotici o la sterilizzazione delle superfici delle uova sono due metodi comunemente usati per rimuovere i batteri intestinali dagli insetti. Tuttavia, oltre ai potenziali effetti avversi degli antibiotici sugli insetti, studi precedenti hanno indicato che l'alimentazione di antibiotici non poteva eliminare i batteri intestinali. Pertanto, le diete artificiali prive di germi sono generalmente impiegate per mantenere gli insetti ascinici, che è un processo noioso e laborioso che non può assomigliare completamente ai componenti nutrizionali nel cibo naturale. Qui è descritto un protocollo efficiente e semplice per preparare e mantenere le larve axeniche di uno scarabeo fogliare (Plagiodera versicolora). In particolare, le superfici delle uova di coleottero sono state sterilizzate, in seguito alle quali sono state utilizzate foglie di pioppo prive di germi per allevare larve astronche. Lo stato astronico degli insetti è stato ulteriormente confermato attraverso saggi dipendenti dalla cultura e indipendenti dalla coltura. Collettivamente, combinando la disinfezione delle uova e la coltivazione priva di germi, è stato sviluppato un metodo efficiente e conveniente per ottenere L. versicolora axenico, fornendo uno strumento facilmente trasferibile per altri insetti mangiatori di foglie.

Le fasi di vita di P. versicolora sono mostrate nella Figura 1. Il maschio adulto è più piccolo della femmina adulta (Figura 1A). Nel campo, lo scarafaggio raggruppa le sue uova su una foglia; qui, quattro uova sono state staccate da una foglia (Figura 1B). I segmenti e le piantine di stelo di pioppo utilizzati per l'allevamento di insetti axenici sono mostrati nella Figura 2. L'intestino di ...

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Preparing and Rearing Axenic Insects with Tissue Cultured Seedlings for Host-Gut Microbiota Interaction Studies of the Leaf Beetle

Per ottenere un insetto ascianico, la sua superficie dell'uovo viene sterilizzata e la larva tratteggiata viene successivamente allevata usando foglie astronche. Questo metodo fornisce un modo efficiente per la preparazione degli insetti axenici senza somministrare antibiotici o sviluppare una dieta artificiale, che può essere applicata anche ad altri insetti mangiatori di foglie.

Preparazione e allevamento di insetti axenici con piantine coltivate su tessuto per studi di interazione microbiota ospite-intestino dello scarabeo fogliare

Insect guts are colonized by diverse bacteria that can profoundly impact the host&#39;s physiological traits. Introducing a particular bacterial strain ...

I batteri intestinali possono influenzare molteplici processi fisiologici degli ospiti degli insetti. Preparare e mantenere le larve axeniche è un potente strumento per studiare le funzioni dei batteri intestinali. I principali vantaggi di questo protocollo sono che la coltura del tessuto vegetale viene utilizzata per ottenere foglie prive di germi per allevare gli insetti carnici derivati da foglie axeniche derivate da uova sterilizzate in superficie e che questo metodo non è limitato da diete artificiali.Questo metodo è conveniente e aumenta la visibilità del mantenimento degli insetti astonici per futuri studi sui batteri intestinali, in particolare per gli insetti non modello senza diete artificiali ben sviluppate. Mantenere la popolazione di P.versicolora in una camera di crescita a 27 gradi Celsius e 70% di umidità relativa, con una luce di 16 ore e un fotoperiodo scuro di otto ore. Metti gli insetti in scatole di plastica perforate con carta assorbente bagnata inclinata e dai loro da mangiare rami di pioppo freschi.Spruzzare acqua pulita sulla carta assorbente per mantenere l'umidità e cambiare i rami ogni due giorni. Isolare gli adulti per l'ovodeposizione dopo la pupa e dar loro da mangiare foglie tenere per ottenere più uova. Entro 24 ore, raccogliere le uova appena deposte e metterle su carta assorbente umida per 60 ore per preparare le larve asferiche.Preparare MS medium in un milligrammo per millilitro di acido alfa-naftalene acetico o soluzioni stock NAA. In una cappa di biosicurezza, aggiungere 50 microlitri della soluzione madre NAA a 500 millilitri di mezzo MS e agitare per mescolare bene. Quindi versare circa 50 millilitri per contenitore di coltura tissutale e attendere la solidificazione.Sterilizzare bisturi e pinze in una fiamma di lampada ad alcool nella cappa di biosicurezza. Tagliare segmenti di gambo da tre a quattro centimetri con gemme apicali o gemme laterali da piantine di pioppo a circa un mese di crescita e inserirli nel terreno di coltura, uno o due segmenti di gambo per contenitore. Incubare questi segmenti di stelo in una camera di crescita per circa 30 giorni.E usa queste foglie prive di germi per nutrire le larve asferiche. Piastre di Petri in autoclave, pennelli, carta da filtro, acqua distillata in una capsula di Petri contenente LB agar medium. Metti le foglie con uova aderenti in una capsula di Petri.Quindi rimuovere con cura le uova dalle foglie usando una pinza e trasferirle in un'altra capsula di Petri. Lavare queste uova con etanolo al 75% per otto minuti. Quindi ripetere il lavaggio quattro volte con acqua sterile.Trasferire le uova sul mezzo LB agar per preservare l'umidità per la schiusa. Posizionare la capsula di Petri in una camera di crescita e attendere che le uova si schiudano entro 24 ore. In una cappa di biosicurezza, piastrella tre pezzi di carta da filtro bagnata in una capsula di Petri e posiziona foglie di pioppo prive di germi sulla carta.Raccogli le larve e mettile sulle foglie. Sigillare la capsula di Petri con Parafilm e incubarla in una camera di crescita. Cambia le foglie ogni due giorni.Per i gruppi allevati convenzionalmente, trasferire le uova dalle foglie a una capsula di Petri contenente carta da filtro umida e nutrire queste larve con foglie di pioppo prive di germi. Seleziona casualmente tre larve di prima, seconda e terza stella dai gruppi privi di germi e allevati convenzionalmente. Seziona le terze larve di instar con forbici e pinze sterili al microscopio stereo e raccogli le loro viscere in tubi di microcentrifuga.Raccogli le larve intatte della prima e della seconda stella in tubi. Aggiungere 100 microlitri di PBS e tre sfere di acciaio ai tubi da 1,5 millilitri e macinare i tessuti in omogeneizzati utilizzando un omogeneizzatore che batte le perline. Aggiungere 100 microlitri dell'omogeneizzato al mezzo lb agar e alla piastra utilizzando un'asta di diffusione del vetro sterile.Incubare le piastre a 37 gradi Celsius per 24 ore. Quindi osservare le colonie batteriche. Estrarre il DNA totale dei tessuti precedentemente ottenuti utilizzando un kit di estrazione del DNA e misurare la concentrazione di DNA con uno spettrofotometro.Amplificare il gene rRNA batterico 16S utilizzando primer universali di rRNA 16S con PCR, impostando la reazione come descritto nel manoscritto di testo. Conservare i prodotti PCR a quattro gradi Celsius fino a ulteriori analisi. Mescolare i prodotti PCR con colorante acido nucleico e analizzarli utilizzando l'elettroforesi su un gel di agarosio all'1% in tampone 1X TAE.Utilizzare 10 microlitri di un marcatore del DNA come riferimento. Osserva il gel con un transilluminatore UV e cerca il frammento target intorno a 1.500 paia di basi. Sebbene non siano state osservate colonie batteriche in nessun gruppo privo di germi, sono state osservate in tutti i gruppi allevati convenzionalmente, indicando che le larve di uova sterilizzate che sono state alimentate con foglie di pioppo coltivate con tessuti non contenevano batteri.Le bande PCR a 1.500 coppie di basi sono apparse in tutti i gruppi allevati convenzionalmente. Al contrario, nessuna banda è stata osservata nei gruppi privi di germi o nel controllo negativo, il che implica che non esistevano batteri intestinali nelle larve astoniche. Per le specie di insetti con uova minuscole, i tipi di disinfettanti e la durata della sterilizzazione dovevano essere ottimizzati.Inoltre, le endofite nelle piante coltivate con tessuti dovrebbero essere notevoli. Questo protocollo fornisce un nuovo metodo per mantenere gli insetti privi di germi, che è uno strumento utile per facilitare gli studi di interazione insetto-batteri intestinali, in particolare per gli insetti non modello senza diete artificiali ben sviluppate.

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Ottimizzazione della procedura di allevamento delle vespe prive di germi

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