果蝇脑内多巴胺水平过高诱发雄性果蝇之间的“同性之恋”

求偶行为对于动物物种的繁衍和其对环境的适应都是非常重要的。果蝇的求偶行为是一个复杂的过程,它包括六个步骤：雄蝇转向雌蝇,拍打,唱求偶歌,舔雌蝇尾端,试图交尾和交尾成功。虽然求偶行为通常发生在异性之间,但某些基因的突变和异位表达可以诱发雄性果蝇间的求偶行为。     

果蝇求偶行为的影响因素及其分子基础

果蝇Drosophila melanogaster Meigen是进行行为遗传学研究的极好材料。果蝇的雄性求偶行为已经被作为行为遗传学研究的模式。文章简要介绍近年来在遗传和分子水平上对果蝇性信息素和求偶行为的研究进展,尤其是突变体在果蝇行为遗传学研究中的应用。通过对果蝇求偶行为的分析,分别介绍果蝇的性信息素及视觉、听觉、嗅觉和味觉相关基因在果蝇求偶和交配行为过程中的作用。     

黑腹果蝇黑条体突变体的求偶行为

黑腹果蝇Drosophila melanogaster黑条体果蝇(e^bsr)与黑檀体果蝇(e)为同一个基因(ebony)的不同突变体, 两者具有相似的形态表型, 但行为特征表现出明显的差异。本研究以黑条体、 黑檀体和野生型果蝇为研究对象, 首先检测果蝇的视力和活跃度, 再采用不同交配组合进行求偶成功率、交配时间和求偶模式的分析。结果表明: 黑条体果蝇视力与活跃度与野生型果蝇比较无显著差异; 黑条体果蝇的交配成功率和交配潜伏期与野生型果蝇不存在显著的差异; 黑檀体果蝇的交配成功率和交配潜伏期与野生型果蝇存在极显著的差异（P<0.000）。黑条体果蝇表现出异于黑檀体果蝇的活跃度和交配活力, 可能是由于黑条体果蝇ebony基因的新突变导致了果蝇体内多巴胺水平异常, 从而形成了黑条体果蝇独特的求偶模式。     

同种雄性竞争对手的存在对星豹蛛雄蛛求偶和交配行为的影响

越来越多的研究发现,雄性产生精子(精液)也需付出代价。雄性除了依据配偶质量和竞争对手的竞争强度适应性调整生殖投入外,雄性在求偶和交配行为上也相应产生适应性反应,求偶和交配行为具有可塑性。目前雄性求偶和交配行为可塑性研究主要集中于雌性多次交配的类群中,在雌性单次交配的类群中研究甚少。以雌蛛一生只交配一次而雄蛛可多次交配的星豹蛛为研究对象,比较:(1)前一雄性拖丝上信息物质对后续雄蛛求偶和交配行为的影响,(2)雌雄不同性比对雄蛛求偶和交配行为的影响。研究结果表明,星豹蛛前一雄蛛拖丝上的信息物质对后续雄蛛求偶潜伏期、求偶持续时间和交配持续时间都没有显著影响,但前一雄蛛拖丝上的信息物质对后续雄蛛求偶强度有显著抑制作用。同时,性比对星豹蛛雄蛛求偶和交配行为都没有显著影响。可见,星豹蛛雄蛛对同种雄性拖丝上的化学信息可产生求偶行为的适应性调整,而对性比不产生适应性反应。     

重金属镉胁迫对果蝇dDnmt2、dMBD2/3表达量的影响

【目的】探明重金属镉(Cadmium,Cd)对黑腹果蝇Drosophila melanogaster DNA甲基化修饰相关基因表达的影响,初步分析镉胁迫可能导致果蝇的表观遗传变异及其可遗传性。【方法】收集8 h内羽化未交配的雌、雄果蝇,在添加不同质量浓度(0、0.9375、1.875、3.75、7.5、15.0、30.0、60.0 mg/kg)Cd的培养基中培养,以Real-time PCR定量检测亲代(F0)果蝇生殖系统、去生殖系统体细胞、整体表达量变化趋势及解除胁迫的子代(F1)果蝇DNA甲基化修饰系统相关基因(dDnmt2、dMBD2/3)在mRNA水平的表达变化。【结果】重金属镉胁迫诱导了果蝇卵巢、精巢、去卵巢雌果蝇、去精巢雄果蝇、完整雌果蝇、完整雄果蝇的dDnmt2、dMBD2/3在mRNA水平的表达上调,呈现一定剂量依赖性及雌、雄组织差异性,且这种表达变化持续至子一代。【结论】研究结果揭示了重金属镉胁迫可诱导果蝇dDnmt2、dMBD2/3表达量上调,其可能与果蝇的DNA甲基化修饰过程相关联,导致表观遗传变异并可能向子代传递。     

烟草水提物对果蝇寿命及有关基因转录的影响

探究烟草的水浸泡液对果蝇寿命与衰老情况的影响以及其中的分子机制。取羽化12 h内的新生W^1118系雄果蝇,分别培养于添加不同浓度烟草浸出液的培养基中处理,每日统计果蝇死亡情况;每7日提取对照组与最高浓度处理组果蝇全RNA,通过Real-time PCR检测过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、去泛素化酶(Rpn11)和去乙酰化酶(Sirt6)等与寿命有关基因的表达水平变化。结果显示,烟草影响使雄果蝇寿命显著缩短,且影响随烟草提取液浓度增加影响逐渐增大;烟草影响下果蝇的抗氧化基因出现显著上调,泛素化调节基因与去乙酰化基因等表达水平的变化均出现显著改变。表明烟草对果蝇的寿命情况有不利影响,可能通过引起氧化胁迫导致果蝇早衰。     

名刊封面

《自然》2005.11.10雄性果蝇的同性恋行为人们第一次发现果蝇的"无果实"基因时,就对它产生了浓厚的兴趣,因为没有一个基因像它这样,突变后能把雄果蝇变成同性恋。但是,"无果实"基因是如何影响大脑发育,使雄果蝇产生性取向的改变呢?这一期的封面故事给了我们有关的答案。研究人员发现了一组神经元,它     

模拟微重力效应对果蝇运动及睡眠的影响

本研究旨在探讨利用模拟微重力效应研究微重力对果蝇运动及睡眠影响的可行性.通过研制能够在模拟微重力环境下实时监测果蝇行为的随机定位仪,监测短时间(3 d)模拟微重力处理过程中,及长时间(10 d、20 d、30 d)处理后雄蝇运动和睡眠的变化;选取受影响较显著的短时间处理组,研究模拟微重力效应对生物钟核心基因(period (per)、timeless(tim)、clock (clk)、cycle (cyc)、cryptochrome (cry))、神经递质多巴胺(dopamine,DA)和5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)关键合成酶(多巴脱羧酶、酪氨酸羟化酶、色氨酸羟化酶)的编码基因ddc、pale和trh表达水平及DA和5-HT含量的影响.结果显示:短时间暴露下,雄蝇夜晚的运动量增加、单位时间运动次数增加、睡眠时间和次数减少、生物钟基因tim、clk、cyc、cry及神经递质合成相关编码基因ddc、pale和trh的表达水平均显著上升;长时间处理后对雄蝇运动和睡眠的影响较小.本研究认为利用模拟微重力效应研究微重力对果蝇运动及睡眠的影响是可行的,相关研究结果对航天医学研究具有借鉴意义.     

Drosophila auraria复合种Period基因Thr-Gly区段的初步研究

测定了金色果蝇复合种（Drosophila auraria species complex）5个姐妹种（sibling species）和D.rufa的period(per)基因的Thr-Gly区段序列。该区段序列分析表明：DNA序列的碱其组成拥有果蝇其他基因的共同特点;颠换数多于转换数,两两种种间的颠换率与转换率的总比值为2～5,密码子第3位的颠换与转换的比值为2.5～5;同义替换/异义替换（Ks/Ka）值远大于10,且有的物种间根本不存在非同义突变,低的Ka值说明该复合种的per基因Thr-Gly区段在进化过程中可能承受着较强的选择压力。运用所得的核苷酸序列构建Drosophila auraria复合种的系统发育树,为澄清该类群的系统演化关系提供了新的线索。     

鱼藤酮对果蝇运动行为及果蝇头部多巴胺合成相关酶基因表达的影响

为了探讨鱼藤酮对黑腹果蝇Drosophila melanogaster运动行为的影响与其头部多巴胺水平之间的关系,我们测定了鱼藤酮对黒腹果蝇成虫运动行为、头部多巴胺水平及酪氨酸羟化酶和多巴脱羧酶基因表达的影响。结果表明：与取食未加入药剂饲料的果蝇相比雌成虫用0.2～0.8 mmol/L、雄成虫用0.1～0.8 mmol/L浓度药液配制的饲料连续饲养6 d后运动能力显著下降,在0.8 mmol/L浓度下雌、雄成虫的运动能力分别仅为对照的55.6%和49.1%。取食用0.8 mmol/L浓度药液配制饲料6,12和21 d的果蝇雌、雄成虫头部多巴胺水平均显著下降,雌成虫头部多巴胺水平分别为对照雌成虫的83.2%,72.3%和59.8%;雄成虫头部多巴胺水平分别为对照雄成虫的79.3%,66.8%和53.2%。用0.8 mmol/L浓度鱼藤酮处理6,12和21d,雌成虫头部酪氨酸羟化酶基因（pale）的表达水平分别为对照的76.3%,51.4%和37.3%,多巴脱羧酶基因（Ddc）的表达水平分别为对照的87.1%,78.2%和63.5%, 均显著下降。结果提示,鱼藤酮可干扰果蝇成虫头部酪氨酸羟化酶和多巴脱羧酶基因的表达,导致果蝇头部多巴胺水平下降,进而影响了果蝇的运动行为。     

我国部分水果产区铃木氏果蝇与其他果蝇形态特征比较研究

【背景】水果害虫铃木氏果蝇近年来传入许多国家,成为重要的入侵害虫,在我国的危害也呈现上升趋势。在水果生产中,铃木氏果蝇常与其他果蝇混合发生。【方法】在对我国水果产区果蝇进行系统调查的基础上,对分别采自山东威海、云南昆明、山东淄博、山东临沂地区的铃木氏果蝇、黑腹果蝇、海德氏果蝇、伊米果蝇的形态特征进行了比较,并利用线粒体COⅠ基因对所鉴别的果蝇物种进行了进一步验证。【结果】通过观察比较种间雄虫前翅和前足以及雌虫腹部和产卵器形态结构可以快速确定果蝇种类。【结论与意义】本研究认为,在宁德地区,互花米草在7月前侧重分蘖生长,7月后根茎开始快速生长,此结论为优化互花米草防治适期提供了参考。     

果蝇睾丸基因敲除突变体的构建及表型分析

生殖系统功能的正常维持是物种繁衍的基础,需要多基因协同作用,但其中许多基因的具体功能和作用机制并不清楚。本研究选取了果蝇(Drosophila melanogaster)中8个在睾丸中表达、功能未知且与人(Homo sapiens)和小鼠(Mus musculus)高度同源的基因(CG4161、CG11475、CG2921、CG10541、CG7276、CG3800、CG8117和CG16779),分析了它们在不同组织中的表达水平,并分别检测了它们在雄性生殖系统中的功能。在这8个基因中,前5个为睾丸优势表达基因,其余3个为全身性表达。首先,利用CRISPR/Cas9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9)技术结合同源定向修复(homology-directed repair, HDR)在果蝇中对8个候选基因逐一进行敲除,建立了纯合的基因敲除突变品系;然后对这些品系的雄蝇进行了生育力测试及睾丸细胞学观察。结果显示,CG7276和CG3800基因敲除果蝇出现部分雄蝇不育且可育雄蝇后代数量较野生型显著下降。睾丸解剖观察显示CG7276和CG3800的功能缺失可导致雄蝇分别出现不同程度的精囊缩小及精原干细胞减少和细胞分布混乱;染色结果也提示CG7276和CG3800在精子的成熟过程中发挥一定作用。其他6个基因突变并未导致雄蝇育性变化或睾丸形态异常。这些突变体的获得及表型的初步分析为进一步研究基因功能及机制提供了良好的动物模型及基础。     

视觉能触发沟渠豹蛛雄蛛对雌蛛的求偶行为

以沟渠豹蛛Pardosa laura成熟雄蛛的求偶延迟时间和触肢伸展次数作为参数,观察研究了雄蛛通过视觉与处女雌蛛拖丝单独和共同诱导情况下的求偶反应,发现视觉是触发雄蛛求偶行为的主要信号,而雌蛛的拖丝则不能单独激发雄蛛的求偶行为,表明雄蛛能够通过视觉接受雌蛛的信号。在此基础上,又测定了雄蛛通过视觉接受亚成体雌蛛、处女雌蛛和交配未产卵雌蛛信号时的求偶反应,发现雄蛛对处女雌蛛和交配未产卵雌蛛的求偶动作次数显著多于亚成体雌蛛,表明雄蛛能够通过视觉区分雌蛛是否成熟,但是仅依靠视觉无法判断雌蛛是否已经交配。本实验表明视觉在沟渠豹蛛雄蛛对雌蛛识别过程中起着非常重要的作用,再次证实狼蛛的视觉比较发达。     

果蝇Drosophila biarmipes翅斑二型性的生态学意义(英文)

雌性对雄性表饰的偏好性有利于性别选择。目前尚不清楚这一偏好性是否只限于雄性表饰或这一偏好性实际上是源于影响后代适合度的基因。对于雄性可直接有利于雌性或其后代适合度的交配系统而言,答案是肯定的--雌性偏好于与对气候胁迫具有更强生理抗性的雄性交配。对果蝇Drosophila biarmipes 的室内研究已经证明了求偶过程中翅斑的作用,但是其生态学意义仍然不清楚。我们检验了有翅斑与无翅斑雄性果蝇D. biarmipes 及雌性偏好的雄性所产生的后代对环境胁迫的抗性是否不同。结果表明：在干燥或冷胁迫条件下,有翅斑的雄性果蝇比无翅斑的雄性果蝇的交配成功率明显要高。相反,在高湿条件下,无翅斑雄性果蝇的交配频率更高。我们也发现在较为干旱的条件下,与有翅斑雄性交配的雌性果蝇的生殖力以及所得后代从卵至成虫的存活率更高。我们的结果与优良基因性选择假说一致,说明交配选择能给雌性带来间接好处。这是对热带物种D. biarmipes翅色二型性生态学意义的首次报道。     

1999年全国普通高等学校招生统一考试上海生物学试卷(二)

（上接１９９９年第１２期第３９页）　　４４　果蝇的红眼（Ｗ）对白眼（ｗ）为显性，这对等位基因位于Ｘ染色体上，下图表示一红眼雄果蝇与一红眼雌果蝇分别通过减数分裂产生配子，再交配生出一白眼雄果蝇的过程，请据图回答：　　（１）写出图Ａ、Ｂ、Ｅ细胞的名称：ＡＢＥ（２）画出图中Ｃ、Ｄ、Ｇ细胞的染色体示意图。凡Ｘ染色体上有白眼基因的用φｗ记号表示。　　（３）若精子Ｃ与卵细胞Ｆ结合，产生后代的基因型为，表现型为。（４）若亲代红眼雌果蝇与一白眼雄果蝇交配，则子代总数中出现雄性红眼果蝇的概率为，出现雌性白眼果蝇的…     

U83 Box C/D snoRNA构建果蝇科系统发生树

利用已报道的黑腹果蝇U83基因搜索果蝇基因数据库,鉴定了10种新的果蝇科U83同源基因,它们均位于相应物种核蛋白基因rpl3的内含子中。以冈比亚按蚊为外类群,对11种果蝇的U83核苷酸序列作进化关系分析,用邻接法重建了系统发生树,结果与传统方法构建的系统发生树相比,能反映果蝇科的大致进化关系,但还存在部分差别。为增加序列信息,把序列长度拓展至整个U83所在的内含子,同法构建系统发生树,结果与传统系统发生树几乎完全一致。该研究是用boxC/D snoRNA基因序列构建系统发生树的首次尝试,实验结果证明U83可以很好地用于构建果蝇科内各物种的种系发生树。     

普氏原羚的求偶交配行为

作者采用所有事件取样法、扫描取样法和目标取样法研究分析了元者分布区内普氏原羚(Procapraprzewalskii) 的求偶交配行为, 分析了放牧活动对普氏原羚求偶、交配行为的影响。我们共记录到28 种发情、求偶及交配行为。雄性普氏原羚的求偶、交配过程分为4 个阶段。第一阶段为雄羚对雌羚的试探接近阶段。雌羚对雄羚的试探行为有两种反应: 雌羚走开拒绝雄羚的求偶; 或者雌羚叉开后腿静立并不停摆尾以示接受雄羚,有时雌羚还会主动靠近雄羚。如果雌羚接受雄羚的求偶, 雄羚便会进入求偶表演的第二阶段: 雄羚开始以直立、直立行走或碎步移动的方式靠近雌羚。第三个阶段是爬胯、交配阶段。雄羚的插入、射精过程在很短时间(约1-2 s) 内完成。最后一个阶段是交配后雄羚对配偶的看守阶段。普氏原羚交配制度为求偶场交配制度, 交配模式为无锁结、多次插入、无抽动、多次射精, 分别属于Dewsbury和Dixson交配行为模式分类系统的第13 种类型和第14种类型。人类放牧对普氏原羚繁殖行为具有明显的影响。在本研究中共记录了1 009 次爬胯行为, 这些爬胯行为多发生在家畜到达求偶场以前与家畜离开求偶场后30min 。     

两种模式生物核小体定位比较研究

在对两种模式生物酵母与果蝇胚胎期核小体定位进行研究时,发现不同物种间以及同一物种中不同表达模式基因上的核小体分布呈现出差显著异性。在总体上,转录起始位点附近的酵母核小体NFR区域比果蝇的NFR短。经基因中心对齐后,酵母与果蝇胚胎期沉默型基因的核小体缺失区域的两个边界中间处共同呈现了一个明确有着均匀间隔的核小体数n,且随着基因长度L的变长其周期性特性逐渐变模糊,但果蝇的图谱表现的更为复杂。结果表明,从单细胞酵母生物到多细胞果蝇生物间基因组的进化过程中,核小体组织的演化既有变异性,也具有保守性。     

果实蝇求偶行为与求偶歌

果实蝇Bactrocera是危害经济作物的一类重要农业害虫,研发有效的果实蝇防控技术是现代农业产业发展的迫切需求。雄性不育技术是防控果实蝇高效绿色的防控方法。深入研究果实蝇求偶行为是雄性不育技术顺利开展的前提,也能为开发新防控技术提供有效的生物学靶标。本文将以果蝇研究作为对照,对果实蝇求偶行为与求偶歌的研究相关进展进行总结。果实蝇求偶行为基本属于预交配求偶行为,但其求偶歌中是否具有物种特异性的特征参数还有待验证。这为下一步开展果实蝇求偶行为与求偶歌的研究工作提供了基本依据与方向性引导。     

亚洲象的求偶交配行为观察

本文试用多样性指数公式对亚洲象的求偶交配进行分析,结果雄象的Ｈ值较高,表明雄象的求偶交配行为多样且容易发生。