This video protocol demonstrates a method to study effects of seminal fluid in gastropods, using the hermaphroditic freshwater snail Lymnaea stagnalis.
В внутренне удобрения животных, семенной жидкости, как правило, добавляется к сперматозоидов, вместе образуя сперму или эякулята. Кроме питательный и активации спермы, компоненты в семенной жидкости также может влиять на женскую физиологию, чтобы увеличить оплодотворения успех донора спермы. Хотя многие исследования показали, такие эффекты в видов с отдельными полов, в немногих исследованиях затрагивается это в одновременно гермафродитных животных. Этот протокол видео представлен метод для изучения последствий семенной жидкости в брюхоногих, используя одновременно гермафродиты пресноводных улиток, великий пруд улитки Lymnaea stagnalis, а модельный организм. Хотя процедура показана с помощью полные железы экстракты, отдельные компоненты (например, белки, пептиды и другие соединения) из семенной жидкости могут быть проверены таким же образом. Последствия получения эякулята компонентов на откладки яиц может быть определена количественно с точки зрения частоты откладки яиц иболее тонкие оценки женской репродуктивной производительности, таких как номера яичных внутри каждого яйца масс. Результаты показывают, что семенной жидкости белки влияют женскую репродуктивную выход в этой одновременной гермафродита, подчеркнув их важность для полового отбора.
При передаче, сперматозоиды обычно сопровождаются семенной жидкости производимого мужчин придаточных желез. В то время как некоторые компоненты эякулята играют роль в питательный и активации спермы 1, другие влияют женской физиологии с целью повышения оплодотворения успех донора спермы 2-4. Такие эффекты особенно отобраны, через половой отбор, когда вид весьма разнородный и имеет эффективное хранение спермы и сперматозоидов пищеварение. В таких условиях, доноров спермы конкурировать тяжело для оплодотворения яиц 5. В то время как имеется много корреляционный доказательства важности семенной жидкости веществ для мужского успеха оплодотворения, прямых доказательств реже и лишь в немногих исследованиях вникал в детали физиологического изменения и / или веществ, участвующих 6.
У видов с отдельными полов (например, самцов и самок; gonochorists) Есть несколько хорошо исследованы модели SPECIэс когда дело доходит до состава семенной жидкости и их последствий. Примеры включают дрозофилу, Дрозофилы 6, малярийного комара Anopheles, gambiae 7 и красную муку жука, Tribolium castaneum 8. Такие семенных исследования жидкости встречаются значительно реже, когда речь идет видов, являющихся одновременно гермафродиты (т.е. люди функционально мужчины и женщины в то же время), хотя этот способ воспроизводства существует во всем животном царстве 9. Наиболее заметным гермафродиты пример передачи аксессуар вещества железы, вероятно, стрельба из так называемых любовных дартс в сухопутные улитки 2,10, где вещество, переданных донора спермы через подкожной инъекции 11,12, т. е. не вместе с сперматозоидов. Но есть много одновременных гермафродиты, которые передают мужчин продукты аксессуар железы вместе с их спермы,таких как вида модель, используемая здесь, великий пруд улитки Lymnaea stagnalis. Предыдущие исследования уже показали, что получение семенной жидкости влияет на женскую репродуктивную вывод этого вида 13-15, и некоторые из вовлеченных семенной жидкости белков были идентифицированы 16,17.
Общая цель этого протокола, который является расширением из методов, представленных в Koene др. 16, заключается в проверке последствий семенной жидкости белков по различным параметрам откладки яиц в брюхоногих моллюсков. Это достигается путем рассечения железы (т.е. мужского аксессуара железы по производству семенной жидкости) сексуально изолированных доноров улиток из стандартизированной лабораторной культуре. Во-вторых, сперма донора собирают из семенных пузырьков и различных решений для обработки сделаны. Впоследствии испытаний улитки анестезируют и интравагинально вводят с помощью испытуемого раствора (например,простаты экстракт железы один, простаты экстракт железы спермой, в одиночку спермы, несущей только среду). Эти тестовые улитки затем контролировали в течение следующих дней до нескольких недель, в стандартных условиях, чтобы записать откладки яиц. Яичные массы собраны, сканируются для подсчета и измерения различных параметров, а затем положить в отдельных флаконах для вылупления. Примерно через две недели, птенцы подсчитываются и сканируются. Все сканы, обеих кладок и птенцов, которые затем анализируются с помощью свободно-доступное программное обеспечение для анализа изображений пакет.
Для этого протокола лабораторный штамм великого пруд улитки, Lymnaea stagnalis, используется, который разводят в VU университета Амстердама. Этот вид служит в качестве модельной системы для исследования вопросов о половой отбор и воспроизводство в гермафродитов. Относительно большой размер животного делает его экспериментально очень доступно. Кроме того, так как он используется в качестве модельных видов во многих бiological дисциплины мы уже знаем много о фундаментальной биологии этих животных. Этот метод поможет изучить вопросы о процессах полового отбора, которые опосредованных через семенной жидкости белков в целом. Кроме того, поскольку эти одновременные гермафродиты, можно обратиться ли такие белки действуют в аналогичных и / или различными способами, как в видов, где полов разделенных 16,17.
Представленный протокол показывает, как собрать семенную жидкость и как проверить это в биологически значимым образом. Хотя эта процедура здесь показано с помощью простаты экстракт железы, эффект одного очищенного белка семенной жидкости также могут быть проверены в соответствии с процедурой. Очевидно, что в таких испытаний это всегда важно включать соответствующие элементы управления (фиктивных лечения), чтобы гарантировать, что процедура и / или несущая среда не влияют на параметры в вопросах 14,16. Используя этот метод, он уже показал, что существует единая семенных белок жидкости, а именно Ovipostatin, что посредником снижение откладки яиц 14,16. Этот белок, произведенный в предстательной железе и переданы во время спаривания вместе с сперматозоидов, представляет собой первый полностью охарактеризованы семенной компонент жидкости в одновременном гермафродита и делает, до сих пор, не показывают никакого сходства с известными белками.
Тот факт, что Ovipostaолово снижает массовое производство яйцо в получателя подтверждает более раннюю работу о том, что вещества, содержащиеся в сперме может повлиять яйценоскость 13-15. Передавая биологически соответствующих сумм (см. 3.2 16), можно убедительно продемонстрировать, что она является семенной жидкости белок, а не наличие сперматозоидов сами, что посредником наблюдаемое снижение яйцекладки (рис. 1). Учитывая, что повторяется получение семенной жидкости через естественные вязки увеличивает инвестиции за яйца 15, теперь он становится весьма актуальным для количественного другие параметры откладки яиц. Представленный протокол в настоящее время обеспечивает необходимые методы, чтобы сделать так. Хотя никакого эффекта не было найдено Ovipostatin на вылупления успех яиц, отложенных получателю 16, могут быть и другие семенной жидкости белки, которые действуют совместно с этого белка. Таким образом, параметры, которые должны быть количественно в этом контексте – рядом с возложения частоты и яичные номера – включают размер яйцо, hatcВремя Хин, развитие детеныша и размер детеныша. Кроме того, можно посмотреть на воздействие на других женских процессов, чем откладки яиц, таких как хранение спермы и использования, а также распределения репродуктивных ресурсов на дело женского и мужского функции 14,17. Очевидно, что данный способ является инструментом в решении этих последующих вопросов, как в Lymnaea stagnalis и в других улиток пресной воды.
В целом, эксперименты, использующие этот протокол, показывают, что переданные семенной жидкости белки влияют на женскую репродуктивную производительность получателя в этих одновременных гермафродитов. Учитывая, что несколько исследований обратились это, вероятно, будет намного более распространены в внутренне удобрения гермафродитов, чем в настоящее время отражены в научной литературе. Особенно, когда понимаешь, что предварительно совокупительный выбор партнера и спермы конкуренции, как было показано, играют важную роль в этих гермафродитов 14, который ВажнейшееTS потенциал таких мужских белков аксессуар железы, которые будут выбраны сексуально в этой системе. Наконец, это исследование помогает поддерживать развивающийся о том, что семенная жидкость белки имеют равное значение для одновременных гермафродитов, так и для отдельных-сексуально видов.
The authors have nothing to disclose.
Мы благодарим MR Хельмус для голоса за кадром, CM Popelier, С. Ypenburg и С. Levesque для оказания технической помощи. Это исследование осуществляется при финансовой поддержке Нидерландской организации научных исследований (NWO), Нидерландской королевской академии искусств и наук (КНАВ) и Японским Студент Services Organization (Jasso). Эта публикация была поддержана Open предоставить доступ СВО к JMK.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
fish food flakes | TetraPhyll | ||
stereo microscope | |||
small surgical scissors | WPI | ||
coarse and fine forceps | WPI | ||
10 ml syringe | |||
injection needles (0.3mmx13mm) | |||
50 Mm MgCl2 | |||
5.83 mmol L-1 CaCl2•2H2O | |||
3.76 mmol L-1 MgCl2•6H2O | |||
42.69 mmol L-1 NaCl | |||
37.53 mmol L-1 KCl | |||
Two component Silicon | Sylgard | ||
1 mm syringes | |||
Silicon tubing (diameter 1 mm) | |||
blunted injection needles (0.3mmx13mm) | |||
Tubes | Eppendorff | ||
460-ml perforated containers | |||
metal leaf puncher (19.6 cm2) | |||
spatula/spoon | |||
(laptop) computer | |||
flatbed scanner | |||
millimeter scale | |||
transferring plates | |||
glass tiles | |||
20 ml glass vials |