Induktion und Bewertung von Inzucht Kreuze mit Ant, Vollenhovia Emeryi
Summary
In diesem Protokoll werden Methoden für die Durchführung von Inzucht Kreuze und zur Beurteilung des Erfolgs eines dieser Kreuze, die Ameise Vollenhovia Emeryibeschrieben. Diese Protokolle sind wichtig für Experimente zur Verständnis der genetischen Grundlagen von Geschlecht Bestimmung Systeme in Hymenoptera.
Abstract
Die genetischen und molekularen Komponenten der Geschlechtsbestimmung Kaskade haben ausgiebig in die Honigbiene, Apis Mellifera, hymenopteran Modellorganismus untersucht. Jedoch ist wenig bekannt über die Bestimmung des Geschlechts Mechanismen in anderen nicht-Modell hymenopteran Taxa, wie Ameisen gefunden. Aufgrund der Komplexität der Lebenszyklen, die in hymenopteran Spezies entwickelt haben, ist es schwer zu warten und experimentelle Kreuzungen zwischen diesen Organismen im Labor durchzuführen. Hier beschreiben wir die Methoden für die Durchführung von Inzucht Kreuze und für die Beurteilung des Erfolgs eines diese Kreuze in Ant Vollenhovia Emeryi. Inzucht im Labor mit V. Emeryiinduzieren, ist relativ einfach, wegen der einzigartigen Biologie der Arten. Insbesondere dieser Art produziert androgenetischen männlichen und weiblichen geschlüpften ausstellen Flügel Polymorphismus, die Identifikation der Phänotypen im genetischen Kreuze vereinfacht. Darüber hinaus ist die Bewertung des Erfolgs der Inzucht einfach, Männchen kontinuierlich hergestellt werden können, durch Inzucht Kreuze, während normale Männchen nur während einer genau definierten Paarungszeit im Feld angezeigt. Unser Protokoll ermöglichen den Einsatz V. Emeryi als Modell der genetischen und Molekulare Grundlagen der Sex-Bestimmung-System in Ameisenarten zu untersuchen.
Introduction
Eusozialen Hautflügler Taxa, wie Ameisen und Bienen, haben eine diploide geschlechtermittlung System entwickelt, bei denen Personen, die an einem oder mehreren komplementären Geschlechtsbestimmung heterozygot sind (CSD) Loci Weibchen, während diejenigen geworden, die Homo- oder Hemizygous sind werden Sie Männchen (Abb. 1A)1.
Genetischen und molekulare Komponenten der Geschlecht-Bestimmung-Kaskade beteiligt sind gut in die Honigbiene, Apis Mellifera, ein hymenopteran Modell Organismus2,3,4untersucht worden. Vergleichende Genomik Untersuchungen deuten darauf hin, dass Ameisen und Bienen viele vermeintliche homologe in dem Geschlecht Bestimmung Weg, wie das erste Geschlecht Bestimmung gen, Csd5teilen. Beweise für die funktionelle Erhaltung dieser Homologen fehlt allerdings noch bei Ameisen.
Um dieses Problem zu beheben, Inzucht-Linien müssen entwickelt werden, da sie wichtig für genetische und molekulare Studien sind. Es ist jedoch schwer zu warten und Durchführung von experimentellen Kreuzungen zwischen diesen Organismen im Labor aufgrund der Komplexität der Lebenszyklen, die entwickelt haben.
Hier verwenden wir Vollenhovia Emeryi als Modell um zu untersuchen, die genetischen und Molekulare Grundlagen der Sex-Bestimmung-System in Ameisen6,7. Die Inzucht-Linien dieser Art wurden bisher für Verknüpfung Zuordnung der quantitative Trait Loci (QTL) für Züge, die im Zusammenhang mit Geschlechtsbestimmung zum ersten Mal in Ameisen6entwickelt. Darüber hinaus wurde die molekulare Geschlechtsbestimmung Kaskade untersuchten7. Diese Sorte hat eine ungewöhnliche Reproduktionssystems entwickelt, die Gynogenesis und Androgenese (Abbildung 1B)8,9beschäftigt. Die meisten neuen Königinnen und Männchen klonal aus der mütterlichen und väterlichen Genome, bzw. entstehen. Darüber hinaus sind Arbeitnehmer und einige Königinnen sexuell produziert8. Diese Reproduktion-System ist besonders gut geeignet für genetische Studien, weil die Inzucht Kreuze mit sexuell hergestellt Königinnen produziert und Männchen eine klassische Rückkreuzung genetisch entspricht sind. Da sich sexuell erzeugte Königinnen morphologisch von Königinnen produziert von mütterlichen Genome10 (Abbildung 1B), wird Durchführung und Auswertung von Inzucht Kreuze stark vereinfacht mit dieser Methode.
In diesem Artikel, die Methoden für die Einrichtung von Labor Kolonien für Kreuzung Test kreuzt Anwendung von Inzucht mit voll-Sib Paare und Bewertung des Erfolgs der diese Kreuze mit Genotypisierung der Kolonie Mitglieder und sezieren von männlichen Nachkommen Genitalien sind in V. Emeryibeschrieben.
Unabhängig von der Reproduktion System beschäftigt ist die Anwendung von Inzucht Kreuze oft wichtiger erster Schritt in jeder Untersuchung Sex Bestimmung Systeme in der Hautflügler. Zum Beispiel zeigt das fast völlige Fehlen von diploiden Männchen nach 10 Generationen von voll-Sib Paarung im Labor in Cardiocondyla Obscurior, Abwesenheit von CSD Locus11. Es ist möglich, die Anzahl der CSD Loci aus dem Verhältnis der Männer in Inzucht Kreuze6,12,13produziert Vorhersagen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dieser Artikel beschreibt die Protokolle, die verwendet werden können, zu induzieren Inzucht Kreuze und das Auftreten von Inzucht in die Ameise V. Emeryizu bewerten. In den Experimenten ist Genotypisierung der Individuen für Kreuze verwendet muss sichergestellt werden, dass Inzucht Kreuze erfolgreich waren. Allerdings ist die Wirksamkeit dieser Kreuzung Tests deutlich wie diploide Männchen das ganze Jahr produziert werden können, während haploide Männchen nur im Herbst im Feld und Labor-6…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir danken Herrn Taku Shimada, der Delegierte des AntRoom, Tokio, Japan, für die uns mit seinem Foto von V. Emeryi geschlüpften. Dieses Projekt wurde von der Japan Society for Promotion of Science (JSPS) Research Fellowship für junge Wissenschaftler (16J00011) und Grant in Aid for Young Scientists (B)(16K18626). finanziert.
Materials
| Plaster powder | N/A | N/A | Any brand can be used |
| Charcoal, Activated, Powder | Wako | 033-02117,037-02115 | |
| Slide glass | N/A | N/A | Any brand can be used |
| Dry Cricket diet | N/A | N/A | Any brand can be used |
| Brown shuger | N/A | N/A | Any brand can be used |
| Styrene Square-Shaped Case | AS ONE | Any size | Size varies by number of ants |
| Incbator | Any brand can be used | ||
| Aluminum block bath Dry thermo unit DTU-1B | TAITEC | 0014035-000 | |
| 1.5mL Hyper Microtube,Clear, Round bottom | WATSON | 131-715CS | |
| Ethanol (99.5) | Wako | 054-07225 | |
| Stereoscopic microscope | N/A | N/A | Any brand can be used |
| Forseps | DUMONT | 0108-5-PO | |
| Chelex 100 sodium form | SIGMA | 11139-85-8 | |
| Phosphate Buffer Saline (PBS) Tablets, pH7.4 | TaKaRa | T9181 | |
| Paraformaldehyde | Wako | 162-16065 | |
| -Cellstain- DAPI solution | Dojindo Molecular Technologies | D523 | |
| VECTASHIELD Hard・Set Mounting Medium with TRITC-Phalloidin | Vector Laboratories | H-1600 | |
| ABI 3100xl Genetic Analyzer | Applied Biosystems | Directly contact the constructor formore informations. | |
| Confocal laser scanning microscope Leica TCS SP8 | Leica | Directly contact the constructor formore informations. | |
| HC PL APO CS2 20x/0.75 IMM | Leica | Directly contact the constructor formore informations. | |
| HC PL APO CS2 63x/1.20 WATER | Leica | Directly contact the constructor formore informations. | |
| Leica HyDTM | Leica | Directly contact the constructor formore informations. | |
| Leica Application Suite X (LAS X) | Leica | Directly contact the constructor formore informations. |
References
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