催生诺贝尔奖的昆虫——果蝇

果蝇是双翅目果蝇科果蝇属昆虫,用作模式生物的一般是常见的黑腹果蝇。果蝇在遗传与进化、胚胎发育、细胞生理等方面研究中是极为优良的模式动物。阐述了果蝇的特点和作为生物学研究材料的优势,以及由果蝇研究而产生的成果及实际意义。果蝇遗传物质结构相对简单,有大量的性状变异;摩尔根获得了诺贝尔奖,与那只"例外"的白眼果蝇和染色体不分离的"例外"现象息息相关。如今,在遗传学模式生物中,果蝇几乎成为研究遗传规律和遗传现象的头号选手。果蝇作为材料的研究几乎始终引领着生命科学,特别是遗传学和发育生物学的发展。     

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。     

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     

综合信息

第二届"中国果蝇大会"第一轮通知为了更好地促进国内果蝇研究从业者的学术交流和科研合作,共同做强做大中国果蝇研究事业,"第二届中国果蝇大会"将于2013年4月26-28日在湖南长沙举行。会议主题是"当代果蝇研究新进展与新技术"。一、主办单位:中国遗传学会、湖南省遗传学会、湖南师范大学。     

边闻边看记得牢——科学家首次发现视嗅觉协同功效

看到汽车闻到汽油味,可以加深你对汽车的印象;而看到汽车闻到奶酪味,则不会有同样的效果。中国科学家对果蝇的最新实验证实,当果蝇同时使用嗅觉和视觉时,学习记忆的效果明显强于单一使用嗅觉或视觉。这一发现不仅朝果蝇的"认知世界"又迈近了一步,同时也可能为指导人类的学习和记忆提供新的科学依据。该成果发表在7月8日出版的《科学》杂志上。     

“观察果蝇的生殖与发育”的实验教学

黑腹果蝇作为遗传学研究中重要的模式生物,其科研价值一直备受瞩目。目前中学生物学实验教学中少有利用果蝇作为实验材料的案例,其主要原因是:果蝇培养、果蝇相关实验的具体操作在中学教材中未提供成熟的、适宜在中学实验室中操作的方法。针对上述问题,探索出了在中学实验室中进行果蝇饲养的条件,以及适合中学生的果蝇成虫麻醉方法,使果蝇成为"观察昆虫的生殖和发育"实验中较为理想的昆虫材料之一。     

用“增强子陷阱”技术构造并筛选果蝇UAS/GAL4系统中GAL4新品系及脑基因表达图谱数据库的开发

"增强子陷阱"技术是建立果蝇脑全基因组表达图谱及其数据库的重要方法.筛选获得新特异表达的GAL4品系,可为进一步研究果蝇脑神经在学习记忆功能提供强有力的基因工具.通过"增强子陷阱"技术来获得果蝇突变体,并与报告转基因果蝇(UAS-EGFP)杂交,用荧光显微镜观察成年果蝇脑内荧光分布,从而获得该突变体的脑基因表达图谱,在此基础上利用JavaScript来建立果蝇脑全基因组表达数据库.目前获得基因突变体果蝇2 677种,大部分在果蝇脑中有表达,其中在果蝇嗅觉学习记忆相关脑区蘑菇体表达的基因有368个,且有部分基因特异地表达在某些传导通路上.这些果蝇基因突变体库及其表达图谱为进一步研究各基因的功能及作为遗传工具来研究各脑区结构和功能提供极大方便.     

转飞蝗羧酸酯酶基因果蝇品系的构建及其在有机磷农药代谢解毒中的作用

【目的】在活体水平验证飞蝗Locusta migratoria羧酸酯酶基因LmCesA1和LmCesA2是否参与有机磷杀虫剂的代谢解毒。【方法】采用Gal4/UAS系统,借助转基因技术,构建两个转基因黑腹果蝇Drosophila melanogaster品系,选取3品系Gal4(act-Gal4, tub-Gal4和c601-Gal4)果蝇作为母本分别与两种转基因果蝇(UAS-LmCesA1和UAS-LmCesA2)以及一种亲本对照果蝇(RB0006{y v; attP40, y+})进行杂交。对子一代转基因果蝇从DNA和RNA水平进行验证,筛选出成功构建的品系。采用生物测定方法检测转基因果蝇与Gal4果蝇杂交后代对马拉硫磷的抗性。【结果】转基因果蝇DNA水平鉴定结果显示,转基因果蝇tub>LmCesA1和tub>LmCesA2中分别扩增到目的基因LmCesA1和LmCesA2,而对照组果蝇tub>attP40中未扩增到目的基因。转基因果蝇RNA水平的检测结果显示,这两个基因在相应的杂交后代中均有表达,表明转基因果蝇构建成功。目的基因在转基因果蝇成虫不同组织中的表达结果表明,两个目的基因LmCesA1和LmCesA2分别在转基因果蝇c601>LmCesA1和c601>LmCesA2的肠道中高表达; LmCesA1在c601>LmCesA1果蝇肠道中的表达量分别是脑和表皮中的7.6和16.7倍, LmCesA2在c601>LmCesA2果蝇肠道中的表达量分别是脑和表皮中的5.4和10.9倍。杀虫剂生物测定结果显示,与对照组果蝇(c601>attP40)相比,超表达LmCesA2的果蝇(c601>LmCesA2)对马拉硫磷的抗性显著提高,抗性倍数为1.67。【结论】本研究的结论与我们前期采用RNAi结合杀虫剂生测的研究结论一致,即羧酸酯酶基因LmCesA2可能参与飞蝗对马拉硫磷的代谢解毒过程。     

中国阿果蝇属五新种和二新记录种（双翅目：果蝇科）

记述采自中国大陆的阿果蝇属5新种和2新记录种:尖叶阿果蝇Amiota acutifoliolata sp.nov.,缺茎阿果蝇A.apenis sp.nov.,小叶阿果蝇A.minufoliolata sp.nov.,曲叶阿果蝇A.undulata sp.nov.,爪叶阿果蝇A.ungulfoliolata sp.nov.,须刺阿果蝇A.balaenodentata Takada,Beppu&Toda,1979和钩茎阿果蝇A.orchidea Okada,1968;这7种阿果蝇不能指派于本属已建立的7个种团中的任何一个。     

转飞蝗羧酸酯酶基因果蝇品系的构建及其在有机磷农药代谢解毒中的作用

【目的】在活体水平验证飞蝗Locusta migratoria羧酸酯酶基因LmCesA1和LmCesA2是否参与有机磷杀虫剂的代谢解毒。【方法】采用Gal4/UAS系统,借助转基因技术,构建两个转基因黑腹果蝇Drosophila melanogaster品系,选取3品系Gal4(act-Gal4, tub-Gal4和c601-Gal4)果蝇作为母本分别与两种转基因果蝇(UAS-LmCesA1和UAS-LmCesA2)以及一种亲本对照果蝇(RB0006{y v; attP40, y+})进行杂交。对子一代转基因果蝇从DNA和RNA水平进行验证,筛选出成功构建的品系。采用生物测定方法检测转基因果蝇与Gal4果蝇杂交后代对马拉硫磷的抗性。【结果】转基因果蝇DNA水平鉴定结果显示,转基因果蝇tub>LmCesA1和tub>LmCesA2中分别扩增到目的基因LmCesA1和LmCesA2,而对照组果蝇tub>attP40中未扩增到目的基因。转基因果蝇RNA水平的检测结果显示,这两个基因在相应的杂交后代中均有表达,表明转基因果蝇构建成功。目的基因在转基因果蝇成虫不同组织中的表达结...     

果蝇实验中的2个实用小制作

果蝇实验是最常见的生物学实验。而培养与麻醉果蝇是果蝇实验中的2个基本操作。介绍2种果蝇实验中实用的小制作：培养瓶用的海绵塞,以及在海绵塞的基础上改进的用于转移果蝇进行麻醉的＂移蝇塞＂,使用移蝇塞可以使麻醉果蝇的操作变得容易控制,同时还可以有效地控制进入麻醉瓶中果蝇的数量。这2种小制作材料易得,制作简单,非常实用。     

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     

不同成熟度杨梅果实上果蝇的动态变化

【目的】果蝇类害虫是杨梅果实的主要害虫,本文旨在探讨果蝇对不同成熟度果实的选择倾向以及杨梅园果蝇动态变化规律。【方法】通过饲养获得黑腹果蝇Drosophila melanogaster种群,探讨果蝇在不同成熟度杨梅果实上的繁殖量,通过果园调查统计杨梅成熟过程中落果数量、落果和树上挂果中果蝇数量。【结果】杨梅成熟过程中,果色经历绿色、粉红色、红色和紫红色变化过程;果蝇分别在各种成熟度果实上繁殖时,绿色果实上果蝇后代数量最少,但接近成熟的粉红色、红色和紫红色果实上果蝇后代数量无显著差异;同时提供各种成熟度的果实时,随着果实成熟度增加,黑腹果蝇的后代繁殖数量增多。在果实成熟前后对果园果蝇数量的调查表明,在果实成熟前,落果中果蝇数量显著高于树上挂果,落果是果园果蝇的主要繁殖地;但当果园果实大量成熟时,挂果中果蝇数量显著多于落果,挂果成为果蝇主要繁殖场所。【结论】在杨梅园,果蝇存在从地面落果转移至树上挂果的动态变化,果蝇对不同成熟度果实的选择性差异可能是这种动态变化的主要原因。     

研究选萃

<正>胰岛素能提升饥饿果蝇嗅觉神经灵敏度来自加州大学洛杉矶分校的研究人员发现胰岛素能提升饥饿果蝇的嗅觉神经灵敏度,这将有助于科学家们了解人类饥饿的代谢变化和神经传递。这一研究成果公布在近期出版的Cell杂志封面上。     

细菌不会加速生物体死亡

美国科学家近日通过对果蝇的研究表明．无菌果蝇并不会比体内充满细菌的果蝇活得更长。这无疑将对人类的老化研究产生重要影响。相关论文发表在8月8日的《细胞一代谢》杂志上。该项研究由美国南加州大学的分子与计算生物学副教授John Tower领导完成。他和同事比较了无菌果蝇（该种果蝇产自用抗生素清洗过的果蝇卵,并一直在无菌环境中用消过毒的食物喂养）和普通果蝇后发现,这2种果蝇具有大致相同的寿命。这表明细菌并不会加速果蝇的死亡。[第一段]     

果蝇幼虫的视觉系统

视觉对于动物的生存和行为来说是非常重要的。虽然果蝇幼虫的视觉神经系统在组织结构上比成虫简单,但是也具有一定的复杂性和多样性。在最近几年中,随着对果蝇幼虫视觉系统功能的研究取得重要进展,我们对于果蝇幼虫视觉系统的认识更加丰富了。果蝇幼虫视觉系统的结构中,最初级的光感受神经元包括三类,一类是BO/BN(Bolwig's organ/Bolwig's nerve),一类是表达感光分子CRY(cryptochrome)的神经元,另外一类是Ⅳ型DA(classⅣdendriticarborization)神经元;果蝇幼虫视觉系统的次级神经元主要是光节律相关的侧神经元(lateralneurons,LN),它表达Per(period)、Tim(timeless)及Pdf(pigment dispersion factor)等节律相关的蛋白分子;而第三级神经元包括更为下游的、表达果蝇促胸腺激素且直接调控幼虫光偏好的NP394神经元。这三级神经元构成了我们现在所了解的果蝇幼虫视觉神经系统的基本框架。     

霍氏肠杆菌对黑腹果蝇生长和发育的影响

【背景】共生菌群可以影响宿主的生理、代谢以及神经行为,黑腹果蝇是研究宿主与共生菌作用机制的优秀遗传模型。【目的】分离和鉴定黑腹果蝇体内的共生菌,并研究其对果蝇生长和发育的影响。【方法】利用YG固体培养基分离果蝇肠道菌;革兰氏染色、生化鉴定和16S rRNA基因比对鉴定菌种;体内定殖和世代传递实验验证细菌与果蝇的共生关系;建立无菌和悉菌模型,通过发育历期和生长速率来验证其促生长作用;RT-PCR检测促生长分子基因表达;免疫荧光染色检测果蝇肠道细胞的增殖;葡萄糖氧化酶法检测葡萄糖浓度。【结果】分离到一株能够明显促进果蝇生长发育的细菌,经鉴定为霍氏肠杆菌(Enterobacter hormaechei),该菌可以稳定定殖于黑腹果蝇肠道以及培养基内,而且可以世代垂直传递。该菌可明显地促进果蝇的生长,并通过加速促胸腺激素的分泌来发挥促生长作用,同时可以促进果蝇肠道细胞的增殖。霍氏肠杆菌相较于无菌果蝇可以降低体内葡萄糖水平。【结论】霍氏肠杆菌是黑腹果蝇的有益共生菌,实验证实其可以促进果蝇的生长和发育。     

肠道哈夫尼菌促进黑腹果蝇的发育

目的 分离和鉴定黑腹果蝇肠道共生微生物,并研究其促进果蝇身体发育的功能。方法 利用Hungate滚管技术,分离厌氧细菌;运用定植实验证明其为果蝇肠道共生菌;用悉菌实验来检测细菌对果蝇发育的影响。结果 本研究从野外捕获的果蝇体内分离到蜂房哈夫尼菌（Hafnia alvei）,而且证实它能够在果蝇肠道内有效地定植并且能在培养基中稳定持续地存在,说明蜂房哈夫尼菌是果蝇肠道共生菌。此外,蜂房哈夫尼菌能显著地缩短无菌果蝇的发育周期及提高生长速率。结论 证明了蜂房哈夫尼菌是果蝇肠道的共生菌,并且其可以有效地促进果蝇的生长发育。     

同源异型盒(homeo box)和哺乳动物发育

哺乳动物发育中更为发人深思的问题就是一个胚胎细胞怎样遵循一条特定的分化途径。了解这一个过程的一个主要障碍在于无法识别有关基因和控制分化的基因产物。这和果蝇[黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)]的情况相反,果蝇的系统遗传分析已经可以鉴别控制发育的许多关键遗传座位(例Lewis,Nature 276,565—570,1978)。     

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