昆虫转基因难操作?恒流微注射技术助力提高转染效率

学术   科学   2025-01-02 07:31   北京  

本文通过ChatGLM/GPT进行辅助对近期Bio-protocol 期刊发表的方案进行解读和概括,若感兴趣请点击“阅读原文”查看详细的实验流程及试材。如果解读中有任何错误或遗漏,敬请指正

近年来,昆虫转基因技术因其对病虫害防治和基础生物学研究的重要意义而备受关注,但在卵注射这一关键环节常面临操作难度大、成功率低等问题。恒流微注射技术的出现,有望显著提升昆虫卵微注射的效率和稳定性。在这方面,2024年12月20日,Bio-protocol 期刊在线发表了日本冈崎基础生物学研究所(National Institute for Basic Biology, Okazaki)Teruyuki Niimi团队题为“Egg Microinjection for the Ladybird Beetle Harmonia axyridis”的方法文章。

图1. 文章标题页 https://doi.org/10.21769/BioProtoc.5136
关键词卵微注射 瓢虫 异色瓢虫 基因修饰

卵微注射(Egg microinjection)指通过微细注射装置将DNA、RNA、蛋白质或其他试剂直接注射到昆虫、两栖动物或其他生物的受精卵中。这项技术在遗传学和分子生物学研究中被广泛应用,特别是在转基因和基因编辑实验中

瓢虫属于鞘翅目昆虫,全球已描述约6000种,其中日本约有190种。瓢虫的鞘翅颜色和图案多样,主要以黑色和红色为主,不仅具有物种特异性,还在种内呈现高度多态性。异色瓢虫(Harmonia axyridis)近年来成为研究颜色图案形成、种内多态性群体遗传学、生物杀虫剂和表型可塑性的模式生物。其理想的实验特性包括使用人工饲料、成虫可长期低温储存、高繁殖力、便捷的雌雄区分及易获得的受精卵。此外,其生命周期短,胚胎发育约3天,幼虫发育约11天,蛹期约4.5天,成虫寿命2-3个月。近年来,高质量基因组数据、冷冻保存技术以及多种转基因和突变株的开发,为现代功能基因组学研究(如RNAi、转基因和基因编辑)提供了支持,使其成为研究昆虫功能遗传学的重要模型


  • 引入了一种恒定流速的微量注射方法,提高了注射效率和实验通量。

  • 详细描述了在体视显微镜下使用注射设备对瓢虫受精卵进行精确注射的步骤。

  • 本文介绍包括瓢虫卵的孵化和实验室条件下瓢虫的饲养方法,确保实验成功率。

—————文中代表性图—————

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图2. 实验流程图形概述(来自Bio-protocol期刊

图3. 异色瓢虫的生命周期阶段(来自Bio-protocol期刊

图4. 注射后的养护(来自Bio-protocol期刊
  • 转基因研究
    利用该方法制备多色亚洲瓢虫的转基因品系,研究基因功能和调控机制。
  • 基因组编辑
    ‍通过CRISPR/Cas9等技术,对瓢虫基因组进行精准编辑,用于解析遗传多态性和基因功能。
  • 颜色图案形成机制研究
    结合微注射技术和功能基因组学,探索瓢虫鞘翅颜色图案形成的分子机制。


个方法的可重复性已经被本文作者日本冈崎基础生物学研究所(National Institute for Basic Biology, Okazaki)Teruyuki Niimi团队验证过,相关实验数据与结果发表在PLoS One,DOI:10.1371/journal.pone.0100804

温馨提示:积极引用本文不仅是对作者创新技术和科研共享的最佳肯定,也是确保实验可复现性的重要方式。

Nakamura, T., Matsuoka, Y. and Niimi, T. (2024). Egg Microinjection for the Ladybird Beetle Harmonia axyridis. Bio-protocol 14(24): e5136. DOI: 10.21769/BioProtoc.5136.

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