Forberedelse og opdræt af axeniske insekter med vævskulturerede frøplanter til værts-tarm-mikrobiotainteraktionsundersøgelser af bladbaglen

For at opnå et axenisk insekt steriliseres dets ægoverflade, og den klækkede larve opdrættes efterfølgende ved hjælp af axeniske blade. Denne metode giver en effektiv måde til axenisk insektforberedelse uden at administrere antibiotika eller udvikle en kunstig kost, som også kan anvendes på andre bladspisende insekter.

Insektindvolde koloniseres af forskellige bakterier, der kan påvirke værtens fysiologiske træk dybt. Introduktion af en bestemt bakteriestamme i et axenisk insekt er en kraftfuld metode til at verificere tarmens mikrobielle funktion og belyse de mekanismer, der ligger til grund for tarmmikrobe-værtsinteraktioner. Administration af antibiotika eller sterilisering af ægoverflader er to almindeligt anvendte metoder til at fjerne tarmbakterier fra insekter. Ud over de potentielle bivirkninger af antibiotika på insekter viste tidligere undersøgelser imidlertid, at fodring af antibiotika ikke kunne eliminere tarmbakterier. Således anvendes kimfri kunstige kostvaner generelt til at opretholde axeniske insekter, hvilket er en kedelig og arbejdskrævende proces, der ikke fuldt ud kan ligne ernæringsmæssige komponenter i naturlig mad. Beskrevet her er en effektiv og enkel protokol til forberedelse og vedligeholdelse af axeniske larver af en bladbille (Plagiodera versicolora). Specifikt blev overflader af billeæggene steriliseret, hvorefter kimfrie poppelblade blev brugt til at bagakseniske larver. Insekternes axoniske status blev yderligere bekræftet via kulturafhængige og kulturuafhængige analyser. Samlet set blev der ved at kombinere ægdesinfektion og kimfri dyrkning udviklet en effektiv og bekvem metode til at opnå axenisk P. versicolora, hvilket giver et let overførbart værktøj til andre bladspisende insekter.

I lighed med pattedyr er insektets fordøjelseskanalen et hulrum til fordøjelse og absorption af fødevarer. De fleste insekter har forskellige kommensale bakterier, der trives i deres tarme og lever af ernæring leveret af værter¹. Tarmkommensalsamfundet har en dybtgående indvirkning på flere fysiologiske processer i insekter, herunder fordøjelse og afgiftning af fødevarer ^2,3,4, ernæring og udvikling ^5,6,7, forsvar mod patogener og parasitter^....

1. Insektopdræt

1. Oprethold P. versicolora-populationen i et vækstkammer ved tilstanden 27 ° C og 70 ± 5% relativ luftfugtighed med en fotoperiode på 16 timer lys / 8 timer mørk. Læg dem i perforerede plastkasser med flisebelagt vådt absorberende papir og fodre dem friske poppelgrene. Sprøjt rent vand på absorberende papir for at opretholde fugt og skifte grene hver anden dag.
2. Isoler voksne til oviposition efter hvalp. Foder dem ømme blade for at få flere æg.
.......

Livsstadierne i P. versicolora er vist i figur 1. Den voksne han er mindre end den voksne hun (figur 1A). I marken klynger billen sine æg på et blad; her blev fire æg løsrevet fra et blad (figur 1B). Poppelstammesegmenterne og kimplanterne, der anvendes til axenisk insektopdræt, er vist i figur 2. Tarmen hos en 3^{. instar} larve er vist i figur 3, og .......

Fremstilling af kimfrie larver og opnåelse af gnobiotiske larver ved at genindføre specifikke bakteriestammer er kraftfulde metoder til at belyse de mekanismer, der ligger til grund for værtsmikrobeinteraktioner. Nyklækkede larver opnår tarmmikrobiota på to hovedmåder: vertikal transmission fra moderen til afkom eller vandret erhvervelse fra søskende og miljøet³⁴. Førstnævnte kan opfyldes ved forældreoverførsel til afkom gennem forurening af ægoverfladen³⁵. De.......

Dette arbejde blev finansieret af National Natural Science Foundation of China (31971663) og Young Elite Scientists Sponsorship Program af CAST (2020QNRC001).