Vivienda de laboratorio de turquesa killis pueden ampliarse a la casa y eficientemente recaudar miles de peces individuales en un sistema de filtración de agua centralizado, utilizando la misma infraestructura que se utiliza para las instalaciones estándar de pez cebra. Aquí detallamos una lista de procedimientos estandarizados que permiten killis eficiente mantenimiento.
El desarrollo de las prácticas de cría en laboratorio no modelo pescado utilizado para los propósitos experimentales ha beneficiado en gran medida de la creación de peces de la referencia sistemas modelo, como el pez cebra y medaka. En los últimos años, un pez emergente – los killis turquesa (Nothobranchius furzeri) – ha sido adoptado por un número creciente de grupos de investigación en los campos de la biología del envejecimiento y la ecología. Con un palmo de vida cautivado de 4 a 8 meses, esta especie es el vertebrado shortest-lived criado en cautiverio y permite a la comunidad científica a prueba – en poco tiempo, las intervenciones experimentales que puede llevar a alteraciones de la tasa de envejecimiento y esperanza de vida. Dada la singular biología de esta especie, caracterizada por la diapausa embrionaria, maduración sexual explosivo, marcado dimorfismo sexual morfológica y de comportamiento – y su relativamente corta vida adulta – especial cría de prácticas están en urgente demanda. Este protocolo informa un conjunto de medidas clave de cría que permitan killis turquesa óptima atención del laboratorio, permitiendo a la comunidad científica adopte esta especie como un modelo animal de laboratorio de gran alcance.
Dada su vida corta y rápido ciclo de vida, killis turquesa están creciendo rápidamente como un prometedor nuevo organismo modelo en biología1,2,3. Esta especie se caracteriza por un único ciclo de vida para un teleósteos, consistiendo en diapausa embrionaria, rápida maduración sexual y una extendida vida post-reproductivos etapa4,5. Trabajo reciente ha contribuido a dilucidar la biología de esta especie en cautiverio y en el salvaje6,7. Killis turquesa viven en cuerpos de agua dulce estacionales que se forman durante la temporada de lluvias en la sabana africana en Zimbabwe y Mozambique. Durante la estación seca, los embriones sobreviven en el barro seco en la ausencia de agua en virtud de una etapa de vida resistente al estrés llamada diapausa.
Mapas genéticos de esta especie han generado8,9, y recientemente su genoma ha sido secuenciado y ensamblado10,11. Se han desarrollado varias variedades de peces de laboratorio endogámicas y transgénesis y edición vía CRISPR/Cas9 genómica se han convertido en disponibles en esta especie, de hecho promover killis turquesa como organismo modelo vertebrados laboratorio competitivo 1213,de,14.
Aunque ya ha sido publicado un protocolo de laboratorio para esta especie15, en el presente Protocolo desarrollamos una amplia lista de guías de laboratorio experimental que específicamente están dirigidas a estudios de investigación de envejecimiento y la supervivencia. El presente Protocolo permite a los investigadores ya están familiarizados con la cría de pez cebra y medaka ser versado en la cría de killis turquesa adoptando un mínimo de ajustes claves. Al mismo tiempo, este protocolo ofrece a los investigadores sin experiencia en la cría de peces con las herramientas esenciales para crear una floreciente Colonia de killis turquesa.
Se describe un protocolo para el cultivo de laboratorio de killis turquesa, colección embrionaria, incubación, así como vivienda de peces adultos, de cría y alimentación. Nuestro protocolo está dirigido específicamente a los laboratorios que realizan investigación en peces adultos, en particular para estudios experimentales sobre el envejecimiento y la vida. Killis turquesa pueden ser levantado en una instalación de peces cebra estándar; sin embargo, aspectos importantes de la cría de killis difieren de pez cebra estándar atención16. Estos ajustes incluyen la primera transición de una dieta única de camarón de salmuera a una dieta suplementada con gusano de sangre rica en proteínas, así como medidas específicas de incubación del embrión, que consiste en una etapa de incubación líquidos y secos.
Pasos críticos en el protocolo incluyen envío embriones dentro de 8-30 ° C de temperatura. En caso de reproducción, fecundidad depende de alimentación frecuencia y calidad de los alimentos; por lo tanto, se recomiendan por lo menos dos alimentaciones al día por cría tanque para elevar la producción de embriones (ver apartado 5.6.). Durante el blanqueamiento del embrión, no se extienden incubación del embrión en la solución de blanqueaba. Esto puede causar daño en el corion del huevo y mortalidad embrionaria creciente. Cuando incubar embriones con azul de metileno, no prolongar la incubación de embriones de la listo-a-hatch por más de 2 semanas como se reducirá dramáticamente su viabilidad. Para tramar killis turquesa, baja temperatura de la solución de ácido húmico mejora eclosión y una inmersión completa de los embriones en la solución permite la eclosión sincronizada. No suficiente aireación durante los resultados de incubación en las altas tasas de alevines no ha podido llenar la vejiga natatoria (fenotipo “vientre-slider”, ver notas en la sección 5.1).
Limitación del protocolo para la cría incluye el uso del sustrato arena que plantea desafíos a centralizan sistemas de filtración y deben sustituirse por métodos alternativos en el futuro. Alternativas posibles podrían ser el uso del pez cebra tanques de cría. Embrión de blanqueo podría causar cambios físico-químicos en el corion del huevo que puede resultar en la fisiología alterada del corion y éxito de eclosión. Constante exposición de embriones a azul de metileno puede inducir cambios a largo plazo en fisiología de peces adultos. Criar peces adultos en tanques individuales para estudios de cohortes de supervivencia puede afectar negativamente salud y comportamiento de peces. Sin embargo, el alojamiento en grupo para los estudios de cohorte de supervivencia agrega importantes factores de confusión debido al establecimiento de la dominación social y territorios masculinos, llevando a la estricta jerarquía social. Por lo tanto, juzgamos que el aislamiento de peces machos para estudios de supervivencia es un compromiso razonable. Colonias de killis laboratorio alimentación con alimento vivo de fuentes no controladas añadir un riesgo de contaminación externa de los parásitos y comunidades microbianas potencialmente patógenas. En el futuro, se debe desarrollar una alimentación especial peces estériles.
Futuras mejoras en el presente Protocolo se centrarán en una dieta controlada, no vivo, que aún lidera a la finalización de la maduración sexual en 3-4 semanas. En Resumen, nuestro protocolo ofrece accesibilidad a killis turquesa laboratorio cultivo a una comunidad científica amplia.
The authors have nothing to disclose.
Agradecemos Alessandro Cellerino, Tyrone Genade, Anne Brunet, Sabrina Sharp, Mickie Powell, Simone Keil, Yumi Kim, Patrick Smith, Kai Mathar y todos los miembros del laboratorio de Valenzano en el Instituto Max Planck para la biología del envejecimiento que contribuyen a diferentes aspectos del actual protocolo de cría de killis en los años.
Probe calibration buffer solution pH=7.0 | Roth | A518.1 | 1L buffer solution pH=7.0 to calibrate water system pH-electrode |
Probe calibration buffer solution pH=4.0 | Roth | P712.1 | 1L buffer solution pH=4.0 to calibrate water system pH-electrode |
Conductivity standard | VWR | 83607.260 | 500 mL Conductivity standard 1,413 uS/cm to calibrate water system conductivity-electrode |
Easy Strips Test 6in1 | JBL | 2533900 | Test strips for determination chlorine values of system water |
Ammonia Test | JBL | 2536500 | Test to determine ammonia content of system water |
Red Sea Salt | Red Sea | 22 kg bucket | |
Sodium hydrogen carbonate | VWR | 27780.360 | |
Humic acid | Sigma- Aldrich | 53680-50G | |
New HUFA Artemia enrichment | ZM Systems UK | 75g bottle | |
Methylene blue | Roth | AE64.1 | |
Hydrogen peroxide solution | Sigma- Aldrich | 31642-1L | 30% (w/w) |
Cononut fiber | Dragon | ZCS010 | |
Whatman paper | GE healthcare | 3030-690 | |
Ethanol pure | VWR | 20821.467 | 100% |
Silica sand | local pet shop | ||
Artemia Eggs Premium Grade | Sanders | ||
Bloodworm | local distributor | Poseidon Aquakultur Germany | |
dNTPs solution mix | Biolabs | N04472 | 10mM |
Taq DNA polymerase | Invitrogen | 18038-042 | 5U/uL |
PCR 10x Buffer | Invitrogen | 18038-042 | |
MgCl2 | Invitrogen | 18038-042 | 50mM |
NaOH | Sigma- Aldrich | S8045-500g | 50mM |
Tris-HCl, pH=8.0 solution | Sigma- Aldrich | T2694-1L | 1M |
HCl 37% | Sigma- Aldrich | H1758-500mL | |
Aquatic housing system | Aquaneering | Central filtration equipped aquatic system | |
Fish tanks | Aquaneering | volume: 0.8L, 2.8L, 9.5L; equipped with baffles, fry mesh and lids | |
Orbital shaker | VWR | 89032-100 | model 5000 |
Microbiological incubator | Thermo Scientific, Heratherm | 50125882 | model IMC18; for storage embryos in the liquid phase, set to t=27-28°C |
Cooling Incubator | Binder | 9020-0209 | model KT115; for storage embryos in the solid phase, set to t=27-28°C |
Hatching incubator | Thermo Scientific, Heratherm | 51028114 | model OGS180; for embryos hatching, set to t=27-28°C |
Stereomicroscope | Leica | model M80 | |
Breeding sand/hatching boxes | Roth | 1598.1 | 1000mL |
Petri dish | Sarstedt | 82.1473 | 92x16mm |
50mL Conical tube | Sarstedt | 62.547.254 | |
15mL Conical tube | Sarstedt | 62.554.002 | |
Disposable Plastic Pasteur pipette | Roth | EA71.1 | 2mL; For fish feeding with bloodworms, or embryos selection cut off the tip to open 3-4mm diameter |
Serological pipette | Sarstedt | 86.1689.001 | 50mL |
Syringe | Henke Sass Wolf | 4100-000V0 | 10mL |
Metal strainer | fineness <1mm; for embryos collection | ||
Tweezers | Dumont | 0508-5/45-PO | type5/45; for embryos transfer |
25L Brine shrimps hatcher | Aquaneering | ZHBS25 | main hatcher |
500mL Brine shrimps hatcher | JBL | 6106100 | model Artemio 1; backuo hatcher |
Narrow-mesh fish nets | JBL | ||
Sand beaker | VWR | BURK7102-5000 | 5000mL |
Brine shrimps separation beaker | VWR | BURK7102-2000 | 2000mL |
Plastic zipper bag | Roth | P279.2 | for dead fish storage |
Pipetboy | Integra | 155000 | model Pipetboy acu2 |
Parafilm | P-Lab | P701605 | |
Air tubing | www.zajac.de | AQ380 | 4-6 mm diameter |
1L Glass bottle | VWR | 215-1595 | |
2L Glass bottle | VWR | 215-1596 | |
500mL Squeeze bottle | Roth | K665.1 | for fish feeding with brine shrimps |
120 micron brine shrimps strainer | Florida Aqua Farms | BB-PC2 | for brine shrimps/bloodworm collection |
Finish filter socks | Aquaneering | MFVB025C | 25 micron |
Central filtration fish housing system | Aquaneering, Techniplast, Aquatic Habitats, Aqua Schwarz |