一、斑馬魚魚房的管理
1、人員管理
斑馬魚養殖人員及實驗操作人員崗前接受培訓。培訓內容包括:斑馬魚房設施的特點、斑馬魚房管理方法及操作規程等。
2、合理安排各項***的事項
斑馬魚房常用器具需定期******。捕撈斑馬魚的漁具和收集受精卵的濾網需浸泡在***液中,使用前后用清水充分沖洗。使用完畢后放回***液中浸泡。***液需每周更換。玻璃器皿需定期高壓***。其它不適于高壓***的器皿,應使用***液******。斑馬魚房墻面和地面需每周使用***液清洗***。
斑馬魚房隔離養殖區的任何器具在未經***處理前不得帶離該區域。在隔離養殖區收集的受精卵需經過***后方可轉移至斑馬魚房內部養殖區養殖。
3、斑馬魚養殖系統的維護及保養
金水海洋公司的斑馬魚養殖系統是一種較為復雜、價格昂貴的大型貴重儀器,而且需要連續運轉,因此對設備的維護保養至關重要。為了保證斑馬魚養殖系統的正常運行,斑馬魚房管理人員需堅持如下的檢查項目:
3.1、 每天檢查系統運行電壓等參數是否符合系統運行的要求。
3.2、 檢查紫外燈是否正常工作。
3.3、 檢查系統pH、溫度、電導率及溶氧度是否在規定范圍內。
3.4、 定期清洗各種檢測探頭。
3.5、 每周檢測養殖水中的氨氮含量。
3.6、 每天更換或清洗PP精密過袋
3.7、 每月檢查斑馬魚養殖系統的控制系統及報警系統的各種開關、換能器、電池、表頭和保險絲的接觸情況和運行情況,確保機組正常運行。
3.8、 空調機、排風機要經常保養。
3.9、 與金水海洋公司建立系統年檢制度,每年對系統做系統***的維護。
4、斑馬魚房巡視制度
每天早晚兩次由專人檢查斑馬魚養殖區養殖缸及斑馬魚狀態。如發現病死魚需及時處理,并做記錄。
5、物品及養殖耗材的管理
斑馬魚魚房的養殖耗材需統一存放,并建立領用登記制度。同時,為了保證環境的清潔度,應盡量減少人員進出的次數及保證物品的***、***。物品進入斑馬魚房之前,必需經******處理。
二、斑馬魚常規養殖條件
斑馬魚的健康養殖是開展一切斑馬魚有關的研究工作的基礎。斑馬魚的實驗室飼養過程中,以下的一些環境條件對于斑馬魚的存活、健康、和繁殖傳代至關重要。
1、溫度
斑馬魚是一種小型熱帶淡水魚類,可以耐受比較廣的溫度。***耐受的溫度范圍為6至38?C。一般認為28.5?C是斑馬魚養殖的***適溫度,通常情況下魚房溫度控制設置在28?C。較高的養殖溫度可能導致水體的溶氧度降低,且造成水體中***的滋生,影響斑馬魚的健康。而過低的養殖溫度會造成斑馬魚的生長發育放緩,產卵量降低。
2、pH值
水體的pH值對魚類的生長繁殖具有重要的影響。目前,仍然缺乏系統的實驗結果確定斑馬魚生長繁殖的***pH值。大部分斑馬魚養殖設備維持水質pH值在7.0-8.0左右,這也是大部分淡水魚類生活的pH范圍。斑馬魚相對可耐受一定的堿性環境,酸性環境,尤其pH低于6.0會造成斑馬魚死亡。
3、硬度
水的總硬度指水中Ca2+和Mg2+等離子的總濃度。斑馬魚適宜于較高硬度的水,水體硬度超過100mg/L CaCO3有利于斑馬魚的生長繁殖。但是,這種適應是有限的。目前,尚沒有系統***的研究不同范圍的硬度條件對斑馬魚生長發育方面的影響。
4、鹽度
斑馬魚屬淡水魚類,但是能夠耐受很大的鹽度范圍。斑馬魚養殖的適宜鹽度通常為0.25‰。養殖系統的鹽度控制范圍為0.25-0.75‰。養魚水:以約0.06g海鹽加入1L的蒸餾水中(終濃度約60μg/ml),充分溶解即可。
5、溶解氧
溶解氧是魚類養殖中的重要條件參數。低水平的溶解氧往往會造成養殖系統內魚類的大量死亡。斑馬魚具有較快的新陳代謝速率,因而消耗氧氣的水平也比較高。建議養殖水體的溶解氧水平基本維持或者不低于6.0mg/L (28.0?C),以維持斑馬魚的健康生長和活動。
然而水體溶氧度也不是越高越好。水體內通空氣過度,會造成氣體達到和超過飽和濃度,產生大量氣泡,對魚造成致命危害,產生氣泡病。
6、氨氮廢物
養殖水體中的氨主要來源于魚的腮上皮組織釋放和糞便排放。含氮廢物的主要來源是水體中的有機物(如死魚,糞便,漂浮食物)的降解。較高的氨氮濃度對魚類有毒害作用,同時也會造成水體內的電導率升高。水體中的硝化***可以將氨氮廢物轉化為亞硝酸鹽,進而轉化為硝酸鹽,因此對于大型的循環水養殖系統,培養和維持水體內的硝化***水平對水體健康非常重要。較低濃度的硝酸鹽對魚類基本無害,但是濃度超過200ppm,就可能對斑馬魚的健康造成影響。因此,監控水體內的氨氮水平,和硝酸鹽濃度對維持一個健康的養殖水系是很重要的。
7、光周期/光照強度
適宜的光周期有利于斑馬魚生長繁殖。斑馬魚在經歷暗周期后,光照誘導斑馬魚開始交配產卵,并且交配產卵可以持續一小時左右。24小時連續光照可能導致斑馬魚不產卵。
斑馬魚養殖系統的適宜光周期是14小時的光照周期和10個小時的暗周期。同時,照明系統的漸亮和漸暗可以避免刺激斑馬魚,防止斑馬魚從養殖缸內跳出。
斑馬魚養殖的合適光強范圍為水體表面的光強在54-324 lux范圍內。光照強度過高會導致水體內的藻類大量滋生,影響斑馬魚的健康。魚房內燈光太暗,光照不足,會造成斑馬魚的條紋灰暗,活力不足。
8、水質調控
水質調控的基本項目有:鹽度、pH值。保證這些水質指標都控制在養殖對象的適應范圍內。一般要求斑馬魚養殖水體的pH值在7-8之間,電導率在500-800μS/cm。金水海洋公司有專門的調控系統對于以上指標應能夠實時自動監測,發現某個指標異常,即時自動調整。
三、斑馬魚的飼養和傳代
1、斑馬魚的飼養
斑馬魚的***適生長溫度為28.5?C。受精卵被收集之后,5天之內的胚胎可在培養皿內靜水培養。可以使用普通養魚水或者胚胎培養基,置于28.5?C恒溫溫箱內,每天換水,培養密度不宜超過每個培養皿(90mm)50個胚胎。斑馬魚胚胎在5天之內不需喂食。
5到15天的幼苗,可以轉移到大的培養器皿中繼續靜水培養。1L體積內不宜放置超過100尾幼苗。每天需要更換至少50%體積的水。可在培養用水或溶液中加入1/10000體積的亞甲基藍,抑制霉菌生長。斑馬魚的幼苗在出生后第5天開口進食,在此階段及時提供食物可以促進斑馬魚幼苗的成活率。斑馬魚幼苗常見的食物是新鮮孵化的草履蟲(paramecia)或者輪蟲(rotifer)。每天喂食2-3次。
15天以上的幼苗,可以開始使用滴水法的近似靜水培養,不需繼續換水。如果條件不具備,需要繼續靜水喂養,則需要使用更大體積的養殖水,1L體積內不宜放置超過30尾幼苗。15天以上的斑馬魚可以開始喂食豐年蝦(artemia,又稱豐年蟲,鹵蟲)的幼蟲,***喂食2-3次。其中12天至15天的幼苗,可以采用草履蟲和豐年蝦混合喂養的方式,讓幼苗適應新食物。
30天以上的幼魚,可以開始正常上架,進入水循環系統。養殖密度以5尾/L為佳。***應喂食2-3次豐年蝦的幼蟲,也可搭配喂食固體顆粒飼料。正常喂養的情況下,3個月大的斑馬魚即可性成熟,交配產生下一代。
2、斑馬魚的配魚和魚卵收集
斑馬魚的交配行為需要光周期的生物鐘控制,在每次光周期開始時應激進入交配產卵的狀態。這時候雌雄魚相遇則有可能交配產卵。健康的斑馬魚性成熟后即可開始交配產卵,6個月到18個月大的斑馬魚是生產的高峰期,一對健康的斑馬魚一次交配可產受精卵200枚以上。
配魚時間應在需要收集魚卵的前***傍晚。使用配魚專用缸,把內缸(底部有漏網)套入外缸之內,加入約2/3缸水,用隔板把雌雄魚分開(圖2.3)。每缸按照雌雄魚1:1或者2:1的比例放置魚。密度不宜過高。
圖2.3 建立自然交配和魚卵收集。左側,配魚樣式,在外缸內放置內缸,一雌一雄以隔板分開。缸內加水2/3或3/4,蓋上缸蓋。右側,以培養皿收集到的斑馬魚魚卵。
第二天早晨,光周期開始后,可按需要的時間把隔板抽開,讓雌雄魚交配產卵。一般相互接觸后雄魚會追逐雌魚,15分鐘之后雌雄魚開始交配產卵。所產受精卵會從內缸底部漏下,進入外缸,避免成魚接觸和吃掉受精卵。每次收集受精卵都可直接將內缸拿出,換入另外一個外缸,把原缸內的受精卵隨手倒入收集網內,用水沖洗到培養皿內(圖2.3)。
如果收集受精卵是為進行顯微注射實驗,則可通過設定抽開隔板時間,控制雌雄魚接觸的方法控制受精卵的年齡,保證收集到同一時期的受精卵。但是光周期開始2小時后,雌魚如果未能接觸到雄魚,則開始消化體內未排出的卵,魚卵質量開始下降。所以受精卵收集工作應盡量在光周期開始后2小時內進行。
本節附錄:
草履蟲培養:將小麥粒干熱***后,加水煮15分鐘,分裝在無菌容器內,4?C保存備用。在每1L凈水中加入1g酵母粉,1ml全脂牛奶,1gNaCl,混入約15粒煮熟的麥粒,接入2ml草履蟲種源,靜置培養5-7天左右可用。
豐年蟲培養:在12L水中,加入約300g海鹽,1勺NaHCO3(6-10g),50g豐年蟲卵,通氣培養24小時可用。
斑馬魚的體外受精技術
斑馬魚作為實驗工具的一大優勢是體外受精,精子可凍存,保持較長時間的活力。在常規的實驗操作中,體外受精也提供自然交配產卵無法完成的幫助。例如在實驗中一次性需要大量的同基因型胚胎,或需要嚴格同一時間受精的同齡魚卵,或魚本身有缺陷無法完成自然交配的過程的情況下,體外受精都可滿足實驗所需胚胎收集要求。
做體外受精之前***,應和自然配魚一樣,把雌雄魚在同一缸內分隔放置。做體外受精的當天早晨,需配制新鮮的Hank’s buffer。
做體外受精,首先收獲精子樣品。以濃度為0.016% 的tricaine麻醉雄魚,用柔軟吸水的紙吸凈魚身上的水分。吸干水分對于取得可長時間保存的精子樣品非常重要,精子遇水則被***,如不能與卵接觸則很快失去活性,所以要盡量吸干魚身上的水分,尤其是泄殖孔(cloaca)周圍的水分,避免水分混入精子樣品。將麻醉好的雄魚固定在海綿墊上,以圓頭或扁頭,表面和邊緣都很光滑的鑷子,輕輕擠壓雄魚的腹部,同時用毛細針吸入乳白色的精子樣品(圖2.4)。將收獲的精子樣品(1-2μl)溶于50μl Hank’s buffer,置于冰上保存。質量好的精子樣品在4?C保存的條件下,可保持活性2-3天。
精子樣品準備好后,可以開始收獲未受精魚卵。同樣將雌魚麻醉,并吸干魚身上的水分,置于小號培養皿內,用潤濕的手指輕輕按壓雌魚的腹部,得到未受精的魚卵。質量好的魚卵為粘稠狀、淡金黃色。收獲的魚卵如果顏色蒼白、或水狀、或內部含有絮狀物,則為質量差的魚卵或者死卵,無法被正常受精,應該棄之不用。收獲到質量好的魚卵之后,迅速將混有精子樣品的50μl Hank’s buffer與之混合,然后加入750μl養魚水***精子。室溫放置3-5分鐘后,可加入養魚水至培養皿的2/3體積,將培養皿放入28?C培養箱。體外受精完成。
圖2.4 體外受精實驗,分別收獲精子和卵子。左圖為以毛細針收獲精子的操作,高質量的精子樣品為乳白色。右圖為高質量的未受精魚卵,為粘稠狀、淡金黃色。(引自:J vis 2009, PMID:19581874)
受精完成后3-5小時,應把受精卵與未能受精的卵和死卵分開,單獨放入90mm培養皿進行培養。如果體外受精的胚胎用于顯微注射,則在卵子和精子混合10分鐘后可開始進行顯微注射實驗。