Induzione e la valutazione di Inbreeding croci utilizzando la formica, Vollenhovia Emeryi
Summary
In questo protocollo, vengono descritti metodi per lo svolgimento di consanguineità croci e per valutare il successo di quelle croci, per la formica Vollenhovia emeryi. Questi protocolli sono importanti per esperimenti volti a comprendere le basi genetiche dei sistemi di determinazione del sesso in imenotteri.
Abstract
Le componenti genetiche e molecolari della cascata della determinazione del sesso sono stati studiati estesamente nell’ape da miele, mellifera di Apis, un organismo di modello dell’ordine dei Hymenoptera. Tuttavia, piccolo è conosciuto circa i meccanismi di determinazione del sesso trovati altri taxa dell’ordine dei Hymenoptera non-modello, quali le formiche. A causa della natura complessa dei cicli di vita che si sono evoluti in specie dell’ordine dei Hymenoptera, è difficile da mantenere e condurre incroci sperimentali tra questi organismi in laboratorio. Qui, descriviamo i metodi per lo svolgimento di consanguineità croci e per valutare il successo di quelle croci in formica Vollenhovia emeryi. Indurre la consanguineità in laboratorio utilizzando V. emeryi, è relativamente semplice a causa della biologia unica della specie. In particolare, questa specie produce androgenetica maschi e femminile coevoluzione polimorfismo di ala, che semplifica l’identificazione dei fenotipi in incroci genetici per mostre. Inoltre, valutare il successo di consanguineità è semplice come i maschi possono essere prodotte continuamente di consanguineità croci, mentre maschi normali appaiono solo durante la stagione riproduttiva ben definita nel campo. Il nostro protocollo consentono utilizzando V. emeryi come un modello per studiare la base genetica e molecolare del sistema di determinazione del sesso nella specie di formiche.
Introduction
Taxa eusociali artropodi, come le formiche e le API, hanno evoluto un sistema di sesso-determinazione di haplodiploid in cui gli individui che sono eterozigoti alla determinazione del sesso complementare uno o più loci (CSD) diventano femmine, mentre quelli che sono omo – o hemizygous diventare maschi (Figura 1A)1.
Componenti genetiche e molecolari coinvolti nella cascata di determinazione del sesso sono state ben studiate nell’ape da miele, mellifera di Apis, un modello dell’ordine dei Hymenoptera organismo2,3,4. Genomica comparativa le indagini recenti suggeriscono che le formiche e le API da miele condividono molti presunti omologhi nella via di determinazione del sesso, come ad esempio il gene di determinazione del sesso iniziale, csd5. Tuttavia, la prova per la conservazione funzionale di questi omologhi di manca ancora in formiche.
Per risolvere questo problema, linee di consanguineità devono essere sviluppate come essi sono essenziali per la mappatura genetica e gli studi molecolari. Tuttavia, è difficile da mantenere e condurre incroci sperimentali tra questi organismi in laboratorio a causa della natura complessa dei cicli di vita che si sono evoluti.
Qui, usiamo Vollenhovia emeryi come modello per studiare le basi genetiche e molecolari del sistema di determinazione del sesso in formiche6,7. Le linee di consanguineità di questa specie sono state sviluppate in precedenza per il mapping del sollevatore di loci di carattere ereditario quantitativo (QTL) per tratti relazionati alla determinazione del sesso per la prima volta in formiche6. Inoltre, la cascata molecolare di determinazione del sesso è stato indagato7. Questa specie si è evoluto un sistema di riproduzione insolita che impiega sia gynogenesis e androgenesis (Figura 1B)8,9. La maggior parte delle nuove regine e i maschi sono clonally prodotte dai genomi materni e paterni, rispettivamente. Inoltre, i lavoratori e alcune regine sono prodotti sessualmente8. Questo sistema di riproduzione è particolarmente adatto per studi genetici, perché le croci di consanguineità prodotte utilizzando sessualmente produssero regine ed i maschi sono geneticamente equivalenti a un reincrocio classico. Dato che sessualmente prodotte regine differiscono morfologicamente da queens prodotta da genomi materno10 (Figura 1B), lo svolgimento e la valutazione di consanguineità croci è notevolmente semplificata utilizzando questo metodo.
In questo articolo, i metodi per la creazione di colonie di laboratorio per test di attraversamento, applicazione di consanguineità attraversa utilizzando coppie di pieno-sib e valutare il successo di quelle traverse mediante genotipizzazione dei membri della Colonia e la dissezione della prole maschio gli organi genitali sono descritti in V. emeryi.
Indipendentemente dal sistema di riproduzione impiegato, applicazione di consanguineità croci è spesso il primo passo essenziale in qualsiasi indagine di sistemi di determinazione del sesso negli imenotteri. Ad esempio in Cardiocondyla obscurior, la quasi completa assenza di maschi diploidi dopo 10 generazioni di pieno-sib accoppiamento in laboratorio dimostra assenza di CSD locus11. È possibile prevedere il numero di loci CSD dal rapporto tra maschi prodotta in consanguineità croci6,12,13.
Protocol
Representative Results
Discussion
Questo articolo viene illustrato protocolli che possono essere utilizzati per indurre la consanguineità croci e valutare l’avvenimento di inincroci avvenuti nella formica V. emeryi. Negli esperimenti, genotipizzazione degli individui utilizzati per gli incroci è necessaria garantire che la consanguineità Croci hanno avuto successo. Tuttavia, l’efficacia di questi test di incrocio è chiaramente evidente come maschi diploidi possono essere prodotta durante tutto l’anno, mentre i maschi aploidi possono essere p…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo il signor Taku Shimada, il delegato di AntRoom, Tokyo, Giappone, per averci fornito una sua fotografia di V. emeryi coevoluzione. Questo progetto è stato finanziato dalla società Giappone per la promozione della scienza (JSPS) Research Fellowship per giovani scienziati (16J00011) e concessione degli aiuti per giovani scienziati (B)(16K18626).
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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