研究人員開(kāi)發(fā)了瓢蟲(chóng)卵巢的冷凍保存方法

一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)了一種有效的方法來(lái)冷凍保存并隨后移植多色亞洲瓢蟲(chóng)甲蟲(chóng)(Harmonia axyridis)的卵巢。在哺乳動(dòng)物(包括人類)中，受精卵，精子和卵巢的長(zhǎng)期低溫保存是可能的。然而，在昆蟲(chóng)中，受精卵的冷凍保存尚未成功，精子和卵巢的冷凍保存僅在家蠶中得到實(shí)際應(yīng)用。

這項(xiàng)研究于2018年7月發(fā)表在“昆蟲(chóng)生物技術(shù)和血清學(xué)雜志”上，是第一個(gè)報(bào)道在一種小型非模型昆蟲(chóng)或一種以前沒(méi)有以這種方式進(jìn)行過(guò)廣泛研究的昆蟲(chóng)中成功進(jìn)行卵巢冷凍保存的方法。它表明接受先前冷凍卵巢移植的雌性瓢蟲(chóng)甲蟲(chóng)給予了可行的后代。研究人員強(qiáng)調(diào)，冷凍保存卵巢的移植是與實(shí)驗(yàn)室中維持昆蟲(chóng)集落相關(guān)的所有并發(fā)癥的可行替代方案。

由日本國(guó)家基礎(chǔ)生物學(xué)研究所(NIBB)教授Teruyuki Niimi教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)，原始冷凍保存卵巢移植的平均存活率為26%，峰值率為40%，其中研究人員認(rèn)為該技術(shù)足以用于維持遺傳多樣性的H. axyridis品系。

該研究的通訊作者Niimi指出，亞洲瓢蟲(chóng)甲蟲(chóng)的前翅有200多種顏色。這一引人注目的特征使得小昆蟲(chóng)成為科學(xué)家研究遺傳和基因組變化如何導(dǎo)致植物或動(dòng)物不同生理特征的重要模型。

Niimi補(bǔ)充說(shuō)，他的實(shí)驗(yàn)室目前維持著1000多只瓢蟲(chóng)，但這“非常費(fèi)力。此外，長(zhǎng)期飼養(yǎng)動(dòng)物會(huì)增加風(fēng)險(xiǎn)因素，如疾病污染和人為錯(cuò)誤，可以消滅寶貴的遺傳系，基因突變干擾特定的理想基因型和近交衰退。“他強(qiáng)調(diào)冷凍保存是避免這些的最佳選擇，這就是為什么他們專注于開(kāi)發(fā)有效的H. axyridis卵巢保存程序。

該方法改編自先前報(bào)道的家蠶Bombyx mori中卵巢冷凍保存的方法。該團(tuán)隊(duì)成功保存了瓢蟲(chóng)卵巢卵巢，首先在冷凍容器中以每分鐘1攝氏度的速度將它們緩慢冷卻至-80攝氏度。然后將冷凍的卵巢置于液氮中，在那里將它們儲(chǔ)存直至進(jìn)一步使用。在移植時(shí)立即在37℃下解凍，然后將解凍的供體卵巢置于受體幼蟲(chóng)的體內(nèi)。

盡管存在一些困難，包括H. axyridis的體型小，昆蟲(chóng)可視化，快速凝固和器官微小的挑戰(zhàn)，研究人員開(kāi)發(fā)了精細(xì)的操作工具以及解剖技術(shù)，他們成功地獲得了肥沃的雌性原來(lái)冷凍保存的卵巢。

雖然研究人員指出，來(lái)自冷凍卵巢的可育雌性的比率足以維持H. axyridis遺傳系，但他們相信這一數(shù)字將通過(guò)進(jìn)一步增強(qiáng)手術(shù)技術(shù)以及將卵巢移植到更年幼的昆蟲(chóng)中而得到改善。

研究人員還認(rèn)為，他們?cè)诒狙芯恐虚_(kāi)發(fā)的工具和技術(shù)將有益于其他昆蟲(chóng)物種的研究，包括小昆蟲(chóng)。該論文的作者之一Haruka Kawaguchi說(shuō)：“我們相信這一成就不僅對(duì)實(shí)驗(yàn)昆蟲(chóng)有用，而且對(duì)實(shí)驗(yàn)室難以維持的瀕危昆蟲(chóng)物種也有用。”

他們指出，他們的下一步工作是為了開(kāi)發(fā)保護(hù)男性遺傳資源的方法，并將重點(diǎn)放在睪丸和精子的低溫保存方面。

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