Podcasts about tribolium

Recorded live on September 28th, 2023   Two people making music on the fly… Bugs In The Basement creates improvised musical journeys from an array of vintage and handmade instruments to modern technologies. Recorded live from our basement studio in the Pacific Northwest, each week we experiment in the process of making exploratory music and soundscapes. Unmixed, unedited and unapologetic. www.bugsinthebasement.com

My name is Harvey, and I am a rising junior at the University of Arizona. I am majoring in Molecular and Cellular Biology, and looking to add a minor in both Biochemistry and Fine Arts. I have been working in Dr. Lisa Nagy’s lab for almost a year and a half studying beetle segmentation regulation in Tribolium castaneum. Drosophila melanogaster has long been used as a model species, but segments differently from most other arthropods. By studying Tribolium castaneum, we will gain novel insight into how most arthropods are designed. In my spare time I enjoy hiking in the desert, creating art, and being on the UA Roller Derby team.

A scourge to many in agriculture, flour beetles in the genus Tribolium may be the best model system you’re not using. Join PhD student Michael Pointer, Prof. Matthew Gage and Dr Lewis Spurgin (University of East Anglia) as they discuss the importance of Tribolium beetles across a remarkable range of research fields… and their great untapped potential as a model system in evolution and ecology. In this episode we explore the recent Heredity review: “Tribolium beetles as a model system in evolution and ecology” https://www.nature.com/articles/s41437-021-00420-1 See acast.com/privacy for privacy and opt-out information.

Today, we wrap up the critical thinking checks by learning to detect logical fallacies. As long as it's not a creationist perpetrating the fallacy.Sources:The Human Brain in Numbers: A Linearly Scaled-up Primate Brain: https://bit.ly/3qEVLKPEvolutionary origin of insect wings from ancestral gills: https://bit.ly/2LR6fIiDual evolutionary origin of insect wings supported by an investigation of the abdominal wing serial homologs in Tribolium: https://bit.ly/3qypjKgA pessimistic estimate of the time required for an eye to evolve: https://bit.ly/3qCe6sgThe "Birds Are Not Dinosaurs" Movement: http://bit.ly/2NkYdVVOriginal Video: https://bit.ly/3p0oLfV

Link to bioRxiv paper: http://biorxiv.org/cgi/content/short/2020.08.28.272070v1?rss=1 Authors: Abe, M. S., Matsumura, K., Yoshii, T., Miyatake, T. Abstract: Many species show rhythmicity in activity, from the timing of flowering in plants to that of foraging behaviour in animals. The free-running periods and amplitude (sometimes called strength or power) of circadian rhythms are often used as indicators of biological clocks. Many reports have shown that these traits highly geographically variable, and interestingly, they often show latitudinal or altitudinal clines. In many cases, the higher the latitude is, the longer the free-running circadian period (i.e., period of rhythm) in insects and plants. However, reports of positive correlations between latitude or longitude and circadian rhythm traits, including free-running periods, the power of the rhythm and locomotor activity, are limited to certain taxonomic groups. Therefore, we collected a cosmopolitan stored-product pest species, the red flour beetle Tribolium castaneum, in various parts of Japan and examined its rhythm traits, including the power of the rhythm and period of the rhythm, which were calculated from locomotor activity. The analysis revealed that power was significantly lower for beetles collected in northern areas compared with southern areas in Japan. However, it is worth noting that the period of circadian rhythm did not show any clines; specifically, it did not vary among the sampling sites, despite the very large sample size (n = 1585). We discuss why these cline trends were observed in T. castaneum. Copy rights belong to original authors. Visit the link for more info

Link to bioRxiv paper: http://biorxiv.org/cgi/content/short/2020.08.10.245431v1?rss=1 Authors: Matsumura, K., Miyatake, T. Abstract: Genetic correlations among behavioural traits are often controlled by pleiotropic genes. Many studies suggest the existence of genetic correlations among behavioural traits based on artificial selection experiments in the laboratory. However, few studies have examined whether behavioural correlations in the laboratory are maintained in the field, where natural selection works. Artificial selection experiments showed a behavioural correlation among death feigning, walking movement, and locomotor activity in the red flour beetle (Tribolium castaneum). This study investigated whether this behavioural correlation is observed in wild T. castaneum populations. We also collected beetles from various regions in Japan and investigated the geographic variation in these traits. There was geographic variation in the three behavioural traits. However, these behavioural traits were not correlated. The results suggest that the genetic correlations among behavioural traits are not maintained in the field. Therefore, the results derived from laboratory experiments may be overestimated. The same correlation between traits was not believed to arise in the field, as the indoor results may have been caused by unrealistic selection pressures. Further laboratory and field investigations are both needed. Copy rights belong to original authors. Visit the link for more info

Matt Benton shows us nuclei moving inside a beetle egg as a beetle embryo forms. Matt Benton: “For my PhD I am studying the embryonic development of the beetle, Tribolium castaneum. During development in this beetle, a large number cells must move together at a certain location of the egg to form the embryo proper. At the same time, other cells move to overlap the forming embryo, to protect it and help it grow. Currently, we only have a basic understanding of how these different groups of cells move. In my work I am trying to extend this understanding, and to learn how the movements of different groups of cells are controlled and coordinated. Together with the group of Michalis Averof, I am developing methods to allow the movements of these cells to be seen in live embryos. The beetle shown in this video has been genetically modified so that the nucleus of each cell is labelled with a fluorescent protein. By using a certain microscope, I am able to record the movements of these cells in 3D, as the embryo develops. Many thanks to Michalis Averof for creating the nuclear-green fluorescent protein transgenic line shown in the movie, and to my PhD supervisor, Michael Akam, for supporting my work.” The width of this egg is 300 micrometres, and the length is 600 micrometres (1 metre is 1,000,000 micrometres). So the width of this egg is roughly 3 times the width of a human hair. The time span of the movie is about 5.5 hours. Matt Benton’s profile: http://www.zoo.cam.ac.uk/zoostaff/akam/benton.html Music by Sophie Smith: http://www.sophieasmith.co.uk

I will focus on two issues of spatial population dynamics. The first will be on the dynamics and spread of populations in space, which is joint work with Brett Melbourne that begins with experimental work with the flour beetle Tribolium which is then coupled with analyses of stochastic population models incorporating different sources of variability to understand highly variable spread rates. The second part of the talk will cover questions related to control of spread of invasive species.

Die BMP Dpp und Screw haben bei Drosophila melanogaster Schlüsselfunktionen bei der dorsoventralen Musterbildung, bei Tribolium castaneum hingegen übernehmen Dpp und das BMP Gbb (Glass bottom boat) vergleichbare Funktionen. Dpp ist in Tribolium für die dorsoventrale Musterbildung im Blastoderm und in der Wachstumszone des Embryos notwendig. In dpp-knock down-Embryonen werden alle dorsalen Schicksale deletiert, sodaß die Keimstreifen ausschließlich aus ventralen Anlagen bestehen und eine ungestörte Mesodermentwicklung zeigen. Dpp spezifiziert also dorsale Anlagen, während die Musterbildung in ventralen Anlagen offenbar dpp-unabhängig verläuft. Vor und zu Beginn der Blastodermdifferenzierung wird die dpp-Expression stark durch anteroposteriore Faktoren bestimmt. Erst im Laufe der Blastodermdifferenzierung gewinnt das dorsoventrale System an Einfluß. Während in Drosophila ventrale Faktoren die dpp-Expression negativ regulieren, aktivieren diese offenbar in Tribolium die dpp-Expression im anterioren Blastoderm. Die anteroventrale dpp-Expression des Blastoderms hat eine Funktion bei der Determination der anterioren Amnionanlage, die sich zwischen Serosa und Embryo differenziert. Die posterioren Amnionanlagen entstehen aus pnr- und dpp-exprimierenden dorsalen Schicksalen. Anteriore und posteriore Amnionanlage werden durch die Anatrepsis-Bewegung zum geschlossenen, dpp- und gbb-exprimierenden Amnionepithel. Gbb-RNAi-Embryonen zeigen, daß gbb für die Amniogenese in der Wachstumszone notwendig ist. Die dpp-Expression wird in Drosophila, und offenbar auch in Tribolium, durch positive Rückkopplung aktiviert. Gbb kontrolliert diese Rückkopplungsschleife negativ und begrenzt damit die Ausdehnung der dpp-Expression. Die dpp-Expression im Amnion ist vermutlich an der dorsoventralen Musterbildung im Keimstreif beteiligt und führt offenbar durch Autoaktivierung zur Etablierung einer dorsalen, epidermalen dpp-Domäne. Gbb ist für die Bildung dorsaler Anlagen durch die Wachstumszone notwendig und unterdrückt gleichzeitig die dpp-Expression in ventralen Anlagen. Gbb könnte in einer long range-Funktion über ein Ligandentransportsystem an der Aktivierung des BMP-Signalweges mitwirken, jedoch gleichzeitig in einer short range-Funktion lokal als BMP-Antagonist wirken. In Drosophila werden diese Funktionen durch den BMP-Liganden Screw und den Transkriptionsfaktor Brinker erfüllt. Achsenduplikation der Extremitäten in gbb-RNAi-Embryonen sind vermutlich auf eine Störung der dorsoventralen Musterbildung im Keimstreif zurückzuführen. Distale Defekte der Tribolium-Extremität bei gbb-knock-down deuten darauf hin, daß Ligandentransportsysteme und gbb möglicherweise auch eine Rolle bei der Erzeugung von Morphogengradienten in der Extremitätenentwicklung spielen.

Im Rahmen der vorliegenden Doktorarbeit wurde zum ersten Mal die Keimbahn eines Käfers erfolgreich genetisch transformiert. Der von uns zu diesem Zweck in Zusammenarbeit mit Ernst Wimmer entwickelte Transformationsmarker 3xP3-EGFP hat inzwischen sein Potential als spezies-unabhängiges Markergen auch in weiteren Invertebraten-Spezies unter Beweis gestellt und damit das Spektrum transformierbarer Taxa beträchtlich erweitert. In Tribolium konnten Transformationsereignisse mit 3xP3-EGFP für drei verschiedene Transposons - Hermes, Minos und piggyBac - erzielt werden. Die Effizienz betrug dabei 1,4% (Hermes), 11,4% (Minos) bzw. 56% (piggyBac) der fertilen G0 und gehört damit zu den höchsten Werten, die in der Literatur für Insekten berichtet wurden. Bei Minos konnte die Effizienz durch die Verwendung von Transposase mRNA statt einem DNA Helper-Plasmid weiter auf 32,4% gesteigert werden. Für piggyBac und Minos wurde ferner in Zusammenarbeit mit anderen Labors gezeigt, daß es sich bei den meisten Transposoninsertionen um unabhängige Einzelintegrationen handelt, die auf verschiedene Chromosomen verteilt sind und stabil weitervererbt werden. Die Größe zusätzlich transferierter Fremd-DNA kann dabei bei piggyBac mindestens bis zu 9,5 kb betragen. Schließlich konnte noch ein piggyBac Element durch Helperinjektion mit einer Rate von 28,1% remobilisiert werden. Zusammen mit der Anfälligkeit für enhancer trap Effekte können daher mit diesem System alle relevanten Transposon-basierenden Techniken zur funktionellen Genomanalyse angewandt werden. Als erste praktische Anwendung wurden D. melanogaster Sequenzen für anteriore und posteriore mRNA-Lokalisierung (bicoid-3’UTR und oskar-3’UTR), sowie ein bicoid-abhängiger Minimalpromotor in Tribolium eingeführt. Allerdings konnten durch diese Ansätze keine Komponenten oder Mechanismen eines ggf. konservierten maternalen Systems nachgewiesen werden. Ein Konstrukt mit 5,2 kb der upstream Sequenzen von Tc’hunchback mit lacZ als Reportergen war hingegen in der Lage, das endogene hunchback-Muster größtenteils nachzubilden. Das frühere Ergebnis von Christian Wolff mit Tc’hunchback in Drosophila, wonach dieses Fragment alle wesentlichen regulatorischen Elemente enthält, konnte daher in transgenen Käfern bestätigt werden. Zusätzlich zu dem als sehr riskant eingestuften Transformations-Projekt wurde parallel ein weiteres Projekt durchgeführt, die Analyse der homöotischen Mutanten wurm und überlänge. In beiden Mutanten ist vor allem die Identität der posterioren Segmente ab A9 verändert. In wurm sind die Segmente A9-A11 nach A8 transformiert und die telsonalen Anhänge Urogomphi und Pygopodien fehlen. In überlänge ist nur A9 wie A8 ausgebildet und demzufolge nicht mit dem Telson fusioniert. Es fehlen nur die Urogomphi. überlänge bildet zusätzlich ein ektopisches Stigma im ersten thorakalen Segment. Es wurde gezeigt, daß es sich bei den betroffenen Genen um zwei verschiedene Loci handelt, die beide nicht im homöotischen Komplex liegen. Obwohl der Phänotyp von wurm weitgehend der RNAi-Phänokopie von Abdominal-B entspricht, konnte also keiner dieser beiden Loci einem bekannten Hox-Gen zugeordnet werden. Als mögliches Kandidatengen für diese Loci wurde daher das Tribolium-Homolog des regionsspezifischen homöotischen Gens spalt kloniert. Die Expression von spalt entspricht weitgehend der von Dm’spalt, mit einer anterioren und einer posterioren Domäne, einer dorsalen Expression an den seitlichen Rändern des Keimstreifs, sowie einem komplexen Muster im Nervensystem. Mit Hilfe der kürzlich entwickelten Technik der parentalen RNAi wurde die Funktion dieses Gens untersucht. In sal–– Phänokopien finden sich, wie in Drosophila, anteriore und posteriore Veränderungen von Segmentidentitäten. So wird das abdominale Segment A9 in Richtung anteriore abdominale Segmente transformiert. Dadurch tritt ein zusätzliches Stigma auf und die Pygopodien gehen verloren, das Segment fusioniert aber weiterhin mit dem Telson. Im Gegensatz zu Drosophila wird aber anterior nicht das Labium verändert, sondern die Identität der Maxille wird partiell in Richtung Mandibel transformiert: statt dem Enditen der Maxille wird ein mandibel-ähnlicher Zahn gebildet. Damit kommt offenbar auch spalt nicht als Locus in Frage, der in wurm oder überlänge seine Funktion verloren hat. Möglicherweise spielen diese beiden Loci eine Rolle als den HOX-Genen übergeordnete regulatorische Gene, oder als Co-Faktor von Abd-B. Damit sind wurm und überlänge als interessante (und aus Drosophila nicht bekannte) Spieler im homöotischen System der Insekten identifiziert, was weitere Untersuchungen als sehr lohnend erscheinen läßt. Vor allem aber hat dieses Teilprojekt die Evolution des spalt-Gens erhellt, das in weniger abgeleiteten Insekten offenbar eine essentielle Rolle bei der Spezifizierung von Mandibel versus Maxille spielt. Diese Funktion ist in Drosophila vermutlich im Zuge der Reduktion der Mandibel verloren gegangen.

Die Segmentierung in der Fliege Drosophila melanogaster ist weitgehend verstanden. Als sogenannter "Langkeimer" entwickelt sich die Fliege jedoch anders als die meisten anderen Insekten: Bei der Fliege entstehen alle Segmente auf einmal im Blastoderm. Im Mehlkäfer Tribolium castaneum und den meisten anderen Insekten entstehen in diesem Stadium aber nur die vorderen Segmente, während die abdominales Segmente nacheinander von einer posterioren Wachstumszone gebildet werden. Um die Unterschiede in der abdominalen Segmentierung zu untersuchen, wurde das Homolog des abdominalen Gapgens "giant" aus dem Mehlkäfer "Tribolium castaneum" isoliert und seine Funktion beschrieben. Mehrere fundamentale Unterschiede zu "Drosophila giant" wurden deutlich: 1) die Expression von Tribolium giant ist 5 Segmente weiter anterior 2) die Funktion des Gens kann nicht auf dem Aufbau eines kurzreichweitigen Gradienten beruhen (dem aus Drosophila beschriebenen "klassischen" Gapgen-Mechanismus). Zusammen zeigen die Ergebnisse, dass dass die Segmentierung im Abdomen des Käfers anders funktioniert als in der Fliege.