植物乳杆菌、苹果醋酸杆菌和酿酒酵母三种微生物对黑腹果蝇行为和发育的影响

【目的】肠道微生物在宿主的多种生命活动中发挥重要作用。本研究旨在通过研究植物乳杆菌Lactobacillus plantarum, 苹果醋酸杆菌Acetobacter malorum和酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae 3种微生物对黑腹果蝇Drosophila melanogaster觅食、产卵和发育的影响,进一步阐明肠道微生物与宿主的互作调控机制。【方法】采用引诱实验检测体外培养的植物乳杆菌、苹果醋酸杆菌和酿酒酵母对交配前后黑腹果蝇成虫的引诱力以及这3种微生物的单一微生物和其中2种或3种微生物的混合物对非处女蝇的引诱力。采用产卵选择实验检测黑腹果蝇非处女蝇对单一微生物和其中2种或3种微生物的混合物的产卵偏好。将黑腹果蝇卵在接种分别含有植物乳杆菌、苹果醋酸杆菌和酿酒酵母的培养基和正常培养基(对照)上培养,测量幼虫体重;同时将卵在分别含有活菌或灭活的这3种单一微生物的培养基上和正常培养基上培养,统计化蛹数,以检测不同微生物对黑腹果蝇幼虫发育的影响。将黑腹果蝇幼虫在分别含有植物乳杆菌、苹果醋酸杆菌和酿酒酵母的培养基及正常培养基中培养72 h,qRT-PCR检测胰岛素信号通路的关键基因InR在黑腹果蝇幼虫中的相对表达量变化。【结果】苹果醋酸杆菌主要影响黑腹果蝇的产卵,酿酒酵母和植物乳杆菌则可同时影响黑腹果蝇觅食和产卵,且与单一微生物相比,非处女黑腹果蝇更趋向于含有2种或3种微生物的混合物。产卵选择实验表明,3种单一供试微生物及其中2种或3种微生物的混合物对黑腹果蝇的产卵选择具有显著的吸引力,其中混合物的影响最大,然后依次是苹果醋酸杆菌、酿酒酵母、植物乳杆菌。3种微生物均可促进黑腹果蝇幼虫的发育,活菌在接种早期加快幼虫到蛹的发育,灭活菌的促进作用则相对滞后。与对照比较,InR在接种苹果醋酸杆菌的培养基上培养的黑腹果蝇幼虫中的表达量显著降低,而在分别接种植物乳杆菌和酿酒酵母的培养基上培养的幼虫中则被显著促进表达。【结论】苹果醋酸杆菌可引诱黑腹果蝇的产卵,酿酒酵母和植物乳杆菌对黑腹果蝇的觅食和产卵都有具有引诱力;同时微生物的多样性可增加黑腹果蝇的觅食和产卵偏好。植物乳杆菌、苹果醋酸杆菌和酿酒酵母可能通过不同的调控机制影响黑腹果蝇幼虫的生长发育。     

黑腹果蝇对高盐的产卵避性反应及其生物学意义

【目的】研究黑腹果蝇Drosophila melanogaster对高盐的产卵避性,并通过高盐下后代生存率和发育历期的变化来揭示这一现象的生物学意义。【方法】应用产卵双选择装置,检测黑腹果蝇和雅库巴果蝇D. yakuba雌成虫分别对含有0. 25和1 mol/L NaCl的培养基的产卵选择性;利用产卵装置,检测黑腹果蝇对1 mol/L NaCl的位置效应;通过强迫产卵实验检测钠盐胁迫下黑腹果蝇的产卵能力;通过毛细管摄食法和观察口器延伸,检测钠盐胁迫下黑腹果蝇的摄食行为。利用黑暗条件和突变体Orco2分别探究视觉和嗅觉对高盐的产卵选择性。通过外科手术法摘除黑腹果蝇前足部分味觉感受器,并使用咸味突变体Ionotropic Receptor 76b (IR76b),研究介导该行为的感觉系统。在含有不同浓度NaCl (0,0. 25,0. 50,0. 75和1 mol/L)的培养基上培养黑腹果蝇,探究NaCl对黑腹果蝇后代的发育历期和存活率的影响。【结果】雌性黑腹果蝇产卵对高盐产生避性反应,对0. 25和1 mol/L NaCl的产卵偏嗜指数分别为-0. 45和-0. 59;雅库巴果蝇对高盐的反应与黑腹果蝇相同,对0. 25和1 mol/L NaCl的产卵偏嗜指数分别为-0. 78和-0. 99;并且两种果蝇均对0. 25和1 mol/L KCl和CaCl2产生产卵避性反应。黑腹果蝇避开含0. 25和1 mol/L NaCl培养基,位置指数分别为-0. 74和-0. 88。高盐不影响黑腹果蝇的生育能力,其对0,0. 25和1 mol/L NaCl的产卵指数分别为5. 59,6. 63和5. 41。黑腹果蝇对0. 25和1 mol/L NaCl摄食产生明显排斥反应,摄食指数分别为-0. 37和-0. 41,且随浓度增大食欲越低。同时在黑暗条件下,黑腹果蝇对0. 25和1 mol/L NaCl仍产生了显著的避性反应,产卵偏嗜指数分别为-0. 49和-0. 59,摘除前足的黑腹果蝇对0. 25 mol/L NaCl的产卵偏嗜指数为-0. 05,IR76b突变体对高盐的产卵避性反应消失,对0. 25和1 mol/L NaCl的产卵偏嗜指数分别为0. 46和0. 39。0. 25 mol/L NaCl明显延长了后代成蛹时间0. 40 d,后代幼虫存活率降低了16. 5%,而在1 mol/L NaCl上后代卵完全不能形成蛹和成虫。【结论】黑腹果蝇雌成虫通过咸味感觉器官感知高盐而产生产卵避性反应,以促进后代的生长发育和提高后代的幼虫存活率。     

野生果蝇的采集和幼虫培养及保存的简易方法

“观察果蝇唾液腺细胞的巨大染色体”实验,常常因实验材料不易得到,欲做而不能。笔者经过多年的实践,现介绍一种城乡均易做到的野生果蝇的采集和幼虫的培养、保存的简易方法。(一)诱饵与培养基果蝇以酵母菌为食。在众多的诱饵和培养基中,酒糟最容易获得(可自制也可到市场或酒厂购买),且含酵母菌多,基质松软、又不易被杂菌污染,为最好的野生果蝇的诱饵和幼虫的培养基,而且培养的果蝇幼虫量多、个大、体壮。     

短小乳杆菌的代谢产物对黑腹果蝇产卵选择性的影响

【目的】研究黑腹果蝇Drosophila melanogaster对短小乳杆菌Lactobacillus brevis有氧与无氧代谢产物的产卵选择,并解析这些代谢产物影响果蝇产卵行为的机制和生物学意义。【方法】应用产卵双选择装置,检测成年雌果蝇产卵的选择行为;利用黑暗条件(暗盒)、嗅觉突变体和摘除前足味觉感受器的方式探究介导该行为的感觉系统;通过在不同浓度乳酸(0, 70, 280 mmol/L)的培养基上培养黑腹果蝇,探究乳酸对其后代的发育历期和存活率的影响;利用免疫荧光染色法检测乳酸对果蝇肠道上皮细胞增殖情况的影响。【结果】短小乳杆菌无氧代谢产物引起成年雌性黑腹果蝇产卵避性,产卵指数为-0.47;短小乳杆菌有氧代谢产物乳酸含量为0.4 mmol/L,无氧代谢产物乳酸含量为126.8 mmol/L;雌性果蝇对乳酸同样产生产卵避性反应,且产卵避性随乳酸浓度的增高而增强。切除前足的果蝇对乳酸的产卵避性显著降低。与对照相比, 70 mmol/L的乳酸使幼虫的成蛹时间和成虫羽化时间分别延长了1.42 d和1.17 d,存活率降低了36.0%。乳酸明显破坏肠道上皮的完整性,促进肠道上皮细胞的增殖。【结论】短小乳杆菌无氧代谢产物引起成年果蝇产卵避性。果蝇主要通过味觉感知短小乳杆菌无氧代谢产物乳酸,这引起果蝇产卵避性,从而提高后代的生长发育和幼虫的存活率。     

微生物诱变的统计学研究

生物突变的研究,始于1909年T.H.Morgan在一群红色复眼的果蝇中发现了一只白色复眼的果蝇。不过,在一般生物群体中,自发突变频率较低,高等生物约为10~(-5)—10~(-8),微生物约为10~(-4)—10~(-10)。 1927年,H.J.Muller用X射线照射果蝇;同年,L.J.Stadler用X射线照射玉米和大麦。他们都报道,通过辐射处理,突变频率获得显著增加,这样就开创了人工诱发突变——简称诱变。     

果蝇培养基的选择研究

用小麦加工料设计了8个果蝇培养基,以随机完全区组设计进行比较试验,统计分析结果显示:其对果蝇F_1代数量及总重与玉米粉培养基差异极显著(P<0.01),F。发育期也明显提前,可从中选出优良配方H和C推广应用。 果蝇(Drosophlia melanogaster)作为一种很好的遗传学材料,在本世纪初就得到应用。众所周知,果蝇后代群体的数量等性状直接影响着有关遗传学研究及实验的正确性。如何提高果蝇的饲养效果来充分发挥它在科研、教学中的作用,这是国内外普遍重视的问题;有关资料也介绍了很多果蝇培养基,而对使用     

大肠杆菌改变果蝇产卵偏嗜性

【目的】用大肠杆菌Escherichia coli和黑腹果蝇Drosophila melanogaster分别作为微生物和宿主模型,研究微生物对宿主产卵行为的影响,并探讨大肠杆菌对果蝇存活率的影响。【方法】本研究首先利用野生型果蝇在双选择食物装置分别检测果蝇对大肠杆菌发酵食物的产卵偏嗜性和位置效应;利用大肠杆菌细胞和上清液解析诱导这种行为的原因;利用视觉、味觉和嗅觉突变体果蝇检测作用的感觉系统;通过蛹和成虫存活率检验果蝇对大肠杆菌发酵食物的产卵选择后果。【结果】黑腹果蝇产卵对大肠杆菌发酵的食物具有极显著趋避行为,产卵指数为-0.89。黑腹果蝇产卵对大肠杆菌代谢产物的产卵指数为-0.52,对大肠杆菌菌体的产卵指数为0.02。Orco2突变体果蝇产卵对大肠杆菌发酵的食物趋避行为严重受损,对应的产卵指数为-0.25。大肠杆菌在食物上生长,黑腹果蝇后代的存活率不足5%,而划破食物表面可以显著地降低大肠杆菌引起的黑腹果蝇死亡,将其存活率恢复到正常水平。【结论】大肠杆菌会改变黑腹果蝇产卵行为,使黑腹果蝇避开在其发酵食物上产卵;大肠杆菌代谢产物引起黑腹果蝇产卵的趋避性,果蝇主要通过嗅觉并联合其他感觉系统感知大肠杆菌代谢产物;黑腹果蝇对大肠杆菌产卵趋避行为可提高后代存活率,因为大肠杆菌形成一层菌膜,会引起果蝇缺氧死亡。     

L-精氨酸在实验室果蝇扩繁中的应用

目的实验旨在研究在玉米琼脂培养基中添加L-精氨酸,探究L-精氨酸对果蝇化蛹时间、羽化时间、羽化率及雌雄比例的影响。方法实验分为2组,分别为对照组和实验组,对照组为基础培养基,实验组在基础培养基加1%的L-精氨酸,每管中雌、雄1∶1放入7对果蝇,每组12个重复,接种72 h后移除亲本,统计各组果蝇化蛹时间、羽化时间、羽化数及各组雌雄个数。结果培养基中添加1%的L-精氨酸,白眼(w~(1118))、残翅(CyO)和野生型黑腹果蝇的化蛹数、羽化数分别比对照组提高313.64%、303.53%(P0.01),157.09%、182.76%(P0.01)和233.33%、239.03%(P0.01),添加1%的L-精氨酸后白眼和野生型果蝇的化蛹时间比对照组提前2 d。结论在本实验条件下,1%的L-精氨酸可提高实验室果蝇繁殖力,可应用于实验室果蝇的扩繁。     

果蝇产卵行为的偏好和可塑性实验模型

我们用经典的Sherrington模型构建了一个以食物环境为输入,果蝇产卵行为为输出的神经行为学模型,并且对这个模型的敏感性以及可塑性进行了探索性研究．通过给果蝇提供不同的食物成分和浓度,我们发现,果蝇在不同浓度的食物上产卵量有明显偏好差异,并表现出很好的敏感性和稳定性．而当阻断了果蝇的嗅觉感受神经元后,产卵的浓度偏好受到了影响．另一方面,我们用经典条件化的学习方式对果蝇的产卵行为进行训练后,发现果蝇也可以学会将光照条件和产卵行为偶联起来．这也证明了这个模型具有很好的可塑性．这个模型将为今后进一步研究果蝇食物偏好、产卵行为、条件化学习等的神经和分子机制奠定良好的基础．     

黑腹果蝇单胚培养技术的建立

过硬单胚培养十一项特殊的技术,运用此技术可以从果蝇单个原肠胚（同一基因型）中提取细胞进行体外培养,科观察到各种细胞的分化过程,从而能研究导致发生异常或致死突变的机制。通过反复摸索实验,我们在本实验室的条件下,建立了黑腹果蝇（D. melanogaster）单胚培养技术,并对野生型（Canton special, CS.）果蝇的单胚细胞进行体外培养,观察到了各种细胞,如肌肉细胞、神经细胞、脂肪细胞、以及成虫盘等的分化及其发生规律性,为今后研究突变奠定了基础。实验过程中,我们采用了载玻片法和培养皿法。两种方法各有特点及利弊,本文一并进行讨论。Abstract:We can culture the cells of single gastrula (the gene type of cells is same) in vitro,we now have cstablished the technique of single embryo culture in Drosophila.We have seen the differentiated state of myocytes, neurocytes,hemocyte cells,epithelical cells and imagical disk by this technique.     

长期实验室培养条件下果蝇复壮的初步研究

果蝇作为遗传学实验的重要材料,许多实验室已将其作为实验资源进行了长期保存。在实验教学中许多遗传学实验都是以果蝇为主要实验材料,但在长期保存过程中许多性状出现退化甚至变异,影响实验教学效果,我们对本实验室长期保存的4个果蝇品系的性状复壮进行了研究,我们采用人工选择的方法进行复壮效果明显。     

共生菌通过氧气浓度调控果蝇产卵偏嗜性

【目的】研究东方醋杆菌(Acetobacter orientalis)和短小乳杆菌(Lactobacillus brevis)通过氧气浓度调控黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)产卵的偏嗜性,并研究其对后代存活率和发育历期的生物学意义。【方法】利用双相选择装置解析果蝇产卵行为。利用分光光度仪和pH计测量细菌的OD值与pH值。通过改变果蝇的视觉、味觉和嗅觉感官以检测介导果蝇产卵行为的感觉系统。用后代的发育历期与存活率评价其生物学意义。【结果】果蝇产卵对东方醋杆菌具有趋避性,产卵指数为–0.76,对短小乳杆菌具有趋向性,产卵指数为0.5,并且二者接种比例决定了果蝇的产卵选择。氧气作为一个调节因子,可改变果蝇对东方醋杆菌和短小乳杆菌的产卵偏嗜性。氧气是东方醋杆菌生长必需的条件,有氧培养的OD值为1.3,而无氧培养的OD值为0.4。氧气是短小乳杆菌生长非必需的条件,有氧和无氧培养的OD值均为2.2。破坏嗅觉可严重地影响果蝇对细菌的产卵偏嗜性。东方醋杆菌和短小乳杆菌均促进了果蝇的生长,分别提高存活率1倍和1.5倍,分别缩短果蝇发育历期1 d和2 d。【结论】东方醋杆菌和短小乳杆菌可影响果蝇产卵偏嗜性,并且二者比例决定了果蝇的最终产卵选择。东方醋杆菌和短小乳杆菌通过感知氧气浓度的改变而进行不同的代谢方式,从而进一步调节果蝇产卵选择。嗅觉系统介导果蝇对东方醋杆菌和短小乳杆菌的产卵选择行为,从而提高后代存活率和缩短发育时间。     

研究适应突变的一个新的实验系统

以鼠伤寒沙门菌嘌呤生物合成途径中一个反式调节基因purR的超阻遏突变体(purRS)为材料,利用该突变体在补加限量腺嘌呤和以乳糖为惟一碳源的NCE培养基上生长非常缓慢(不能形成菌落)的特性,观察到了编码阻遏蛋白的调节基因purR可在上述非致死选择条件下产生迟后突变现象.迟后突变体重建实验证明,此类突变体为非缓慢生长突变体;统计分析显示,迟后突变体呈Poisson分布,表明突变发生在选择平板上;共转导分析初步证明,迟后突变发生在被选择基因purR或purD 结构基因的cis元件16 bp PUR box.以上结果暗示,利用此实验系统观察到的迟后突变现象是与随机突变不同的适应突变的结果.将适应突变基因从碳代谢和氨基酸合成的结构基因扩大到编码阻遏蛋白的调节基因,既为适应突变的普遍性提供了新的证据,也为适应突变研究提供了一个新的实验系统.     

生活中潜在诱变剂对果蝇存活率及遗传变异的影响

用紫外线、抗氧化剂、化妆品等多种生活中潜在的诱变剂处理野生型黑腹果蝇,观察果蝇的存活率及性状遗传变异情况,进而分析这些诱变剂对于果蝇的影响。实验结果表明,随紫外线照射时间的增加,果蝇生活力降低,子代果蝇突变率增加;随培养基中抗氧化剂浓度的增加,果蝇突变率与死亡率均呈上升趋势;不同化妆品也对果蝇造成了明显伤害,造成亲代个体死亡,后代出现突变型果蝇。     

向日葵幼胚培养中体细胞胚胎发生的观察

1.向日葵不同品种体细胞胚胎发生的情况不同。2.较高浓度的蔗糖有利于向日葵幼胚的体细胞胚胎发生。3.在同样条件下,2mm长的幼胚较其它时期的幼胚体细胞胚胎发生的频率高。4.在蔗糖浓度为17.5％并分别加入0.5—10.0ppm玉米素的Nitsch培养基中,向日葵幼胚产生体细胞胚胎发生的频率随着玉米素浓度的增高而增加。5. 2,4-D能使体细胞胚胎发生,但不能分化器官。6.切片观察表明:在含玉米素的培养基上,幼胚产生了胚性细胞团和胚状体。并多数发生于子叶与下胚轴的深层。胚性细胞团周围细胞退化,使其与周围组织之间形成间隙。     

爬沙虫提取液对果蝇繁殖力及寿命的影响

本实验通过研究爬沙虫提取液对果蝇繁殖力及寿命的影响,证实爬沙虫提取液具有增强果蝇的繁殖力和提高雌性果蝇寿命的作用。采用乙醚麻醉法,收集8 h内羽化的成虫,选择个体大小相近的雌雄果蝇,在不同爬沙虫浓度的培养基中培养,统计各组第一子代(first filial generation,F1)果蝇成体的数目及果蝇体重。收集各培养基中果蝇,区分雌雄,在原浓度爬沙虫培养基中培养,每日观察果蝇死亡数,直至全部死亡。结果表明:与对照组比较,各爬沙虫处理组子代果蝇雄体数目均显著增加(P<0.05),2.500%组的子代果蝇雌体数目差异显著(P<0.05)。各爬沙虫处理组刚羽化的果蝇体重极显著高于对照组(P<0.01)。2.500%剂量组果蝇雌体平均寿命极显著增加(P<0.01)。本研究为更好地利用爬沙虫的药用价值提供了参考依据。     

四翅果蝇

<正> 果蝇后面两翅已退化,变成了平衡棒(揖翅)。最近,美国和瑞士研究人员成功地从果蝇(这是最常用的试验对象)体中分离出来两组负责机体附属器发育的基因,经X光照射后已引起了突变。生物学家利用这些突变了的基因培育出从未见过的四翅果蝇(见图)。通常果蝇的翅后竖着一对弯曲的平衡棒,用来掌握飞行方     

果蝇饲养管理的几个问题

1 防止培养基长霉 当外界温度不适应果蝇生长时(温度低于18℃)．培养基接种后的7d内,特别容易长霉。要避免长霉,应注意：①培养果蝇用的器皿要严格消毒。培养瓶洗干净后,自然凉干,再与棉塞一道进行高温干燥灭菌(120℃,30min)。②培养基要营养全面。果蝇培养基的种类很多,本实验室用的是玉米培养基,配方及配料如下：水750mL煮开,加琼脂6．2g,待琼脂溶解后加白糖62．5g,搅拌溶解后再加调成糊状的玉米糊(玉米82．5g．用冷水调成糊状,     

香木莲有性生殖特性与其濒危机制的研究

针对香木莲(Manglietia aromatica Dandy)结籽率低以及野外实生苗稀少的现象,本文研究了香木莲雌配子体发育过程、花粉萌发力、开花生物学特性与种子结构的观察.结果表明,在雌配子体发育阶段存在以下退化现象:1) 从大孢子母细胞开始减数分裂到功能大孢子形成阶段,在此过程中珠心内的功能结构发生退化,功能大孢子未能正常形成,仅残留有退化痕迹,退化率为27.9%;2) 胚囊成熟时,受精前卵器细胞发生退化,退化率为80%.花粉萌发实验结果表明,在人工培养条件下具有正常萌发能力的花粉不足0.01%.这些都是香木莲结籽率低的重要原因.同时,香木莲的开花生物学特性限制了传粉的顺利进行.调查和研究的结果显示,人为的砍伐是造成香木莲种群急剧减少的直接原因;有性生殖障碍和生境破坏是制约香木莲种群更新的最主要因素.由此提出了对香木莲的拯救和保护对策:就地保护;研究并推广繁育技术,进行种群重建;进行迁地保护,保存尽可能多的种质资源.     

食物营养对黑腹果蝇中肠干细胞的影响

【目的】研究市场上常见的几种儿童、青少年较为喜爱的小食品的主要营养成分,及其对黑腹果蝇Drosophila melanogaster的体重、发育等的影响,进而探讨膳食中营养均衡的重要性。【方法】采用双缩脲法、苏丹Ⅲ染色法及碘酒染色法分别对食物中的蛋白质、脂肪及淀粉含量进行测定。分别用基础培养基或实验用食品配制的培养基培养黑腹果蝇,待果蝇卵孵化后,取一定数量果蝇个体进行称重,并对果蝇中肠进行解剖和免疫荧光染色,观察果蝇肠道发育情况。【结果】基础食物(培养基)中的蛋白质、脂肪及淀粉含量配比较为均衡,而实验用零食有些脂肪含量较高,有些蛋白质含量较高,有些淀粉含量较高,配比严重失衡。淀粉及脂肪含量均较高的食物能引起果蝇体重超重;同时果蝇肠道细胞Arm/Pros的染色显著增加,显示肠道干细胞数目显著增加,另外果蝇肠壁明显加厚;而食物中淀粉或蛋白质严重缺失的食物则引起果蝇发育障碍。其中,在高碳水化合物但几乎没有蛋白质存在的食物中,果蝇干细胞数目同样增加很多,肠壁加厚,但其体重显著降低,同时发育迟缓。在高蛋白高脂肪低碳水化合物的食物中,中肠干细胞数目明显减少,果蝇肠壁变薄,发育受到影响。将几种实验组食物按照基础食物的蛋白质、脂肪及淀粉含量进行配比混合,模拟营养的均衡配比,喂养果蝇后发现,营养成分配比均衡极大地缓解配比失衡后所造成的中肠损伤,并使果蝇的个体发育恢复均衡。【结论】食物中的营养失衡会显著影响果蝇的体重以及肠壁和肠道干细胞的数目,导致果蝇体重下降或上升,肠道细胞增殖功能紊乱,对果蝇发育产生严重影响。这些结果提示了儿童偏好零食引起的营养不良和过度肥胖及肠道功能障碍,因此建议青少年儿童不能偏好零食,要做到合理膳食,营养均衡。