黑腹果蝇的性别控制

性别的形成包括两个过程,即性别决定和性别分化。果蝇的性别控制研究包括性别决定、性别分化、性别鉴定、性别诱导和性别控制5个方面。性别决定是在两种不同发育途径之间的选择,它提供了一个研究基因调控的模式系统。果蝇的性别决定问题已经研究得相当详细［1］。性别分化是使胚胎向着雌性或雄性发育的过程,决定了性别表型。果蝇的性别分化也取得了不少研究成果。近年来,许多重要的性别调控基因已被克隆和鉴定。随着果蝇基因组全序列测定的完成,果蝇的性别控制研究将会更为深入而完善。本文对与黑腹果蝇性别决定和性别分化相关的一些问题进行综述。     

黑腹果蝇的分离变相因子

众所周知,一对基因在杂合状态中保持相对的独立性,而在配子形成时,又按原样以相同比例分离到不同的配子中去,这是生物中最基本的遗传规律———孟德尔分离定律。但实际上并不是所有基因的分离都严格遵循孟德尔分离定律,存在于黑腹果蝇中的分离变相因子（ＳｅｇｒｅｇａｔｉｏｎＤｉｓｔｏｒｔｅｒ,以下简称ＳＤ）就是一种具有减数分裂驱动（ｍｅｉｏｔｉｃｄｒｉｖｅ）性质的、违反孟德尔分离定律的特殊遗传因子,从六十年代发现至今引起了人们的广泛关注,本文从其遗传背景,结构特征及进化规律等方面分别介绍一些近期的研究结果。１…     

黑腹果蝇white基因在H_2O_2影响下卷翅形成中的作用及机理

卷翅是果蝇遗传学上最常用的标记之一,但卷翅形成的具体机制还不清楚.过去的研究发现,理化刺激影响果蝇卷翅的形成.我们最近研究发现,H_2O_2处理不仅会影响果蝇的羽化率,还会使其出现卷翅现象.本研究通过改变H_2O_2浓度、果蝇培养温度和H_2O_2处理时间,探讨影响黑腹果蝇卷翅形成的具体因素,并对其超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力进行检测,探讨H_2O_2对果蝇抗氧化能力的影响.结果表明:果蝇的羽化率与H_2O_2浓度成反比.温度、H_2O_2浓度和H_2O_2处理时间的改变均会影响果蝇翅的卷曲程度和卷翅果蝇所占的比例.其中white基因突变果蝇对这3种条件反应最明显,mini-white(white基因回复突变)果蝇却可以拯救该表型,它的反应与野生型OR相似.H_2O_2对含Cy基因的果蝇卷翅的形成也有一定的影响,可以加大果蝇翅的卷曲程度.对SOD、CAT和GSH-PX活力检测发现,H_2O_2处理会使果蝇的抗氧化能力降低.实时荧光定量PCR检测发现,H_2O_2处理会导致果蝇基因表达量发生改变.黑腹果蝇卷翅形成是一个十分复杂的过程,H_2O_2可能作为某种信号分子或是间接影响某种因子参与黑腹果蝇的卷翅形成过程.该卷翅形成过程可能与Cy基因导致的果蝇卷翅过程是同一个信号途径,两者也可能是通过不同的模式进行调控的.     

樱桃新害虫黑腹果蝇的生物学特性

果蝇是近几年发现危害樱桃果实的一类重要害虫,在国内外樱桃产区均有发生。天水地区危害甜樱桃的果蝇有3个种,分别是黑腹果蝇Drosophila melanogaster Meigen、铃木氏果蝇Drosophila suzukii(Matsumura)和海德氏果蝇Drosophila hydei(Sturtevant),黑腹果蝇为优势种。作者记述黑腹果蝇对甜樱桃果实的危害情况、寄主范围及其生活史、生活习性、发育历期与温度的关系等,调查发现蚂蚁是樱桃果蝇的天敌之一。     

缺失Df(3R)Espl3/TM6C基因片段影响黑腹果蝇的睡眠时间

【目的】果蝇的睡眠活动具有生物节律性, 可受到基因的调控。为了寻找影响果蝇睡眠时间的基因, 本研究对与果蝇睡眠时间相关的基因型进行了筛选。【方法】选择黑腹果蝇Drosophila melanogaster基因缺失系5601, 8904, 7061, 7146, 27327, 669, 8103, 691, 9697, 24416, 26525, 5411, 3096, 5877和7682的7日龄成虫和野生CS品系7日龄成虫为研究对象, 利用果蝇活动监测器系统（Drosophila Activity Monitoring System, DAMS）, 记录果蝇的睡眠时间, 累计计算24 h内果蝇睡眠时间, 将测得的各品系果蝇睡眠时间进行对比分析。【结果】与野生型CS品系7日龄成虫相比, 缺失Df(3R)Espl3/TM6C基因片段的 5601品系7日龄成虫睡眠时间明显缩短（P<0.001）。【结论】缺失Df(3R)Espl3/TM6C基因片段与果蝇睡眠有关。本研究结果为揭示影响果蝇睡眠时间的基因提供数据支持, 进而为研究人类睡眠提供线索。     

中国东北地区黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)P因子分布和来源

真核生物的转座因子(transposable elements)特别是果蝇P因子在研究生物进化上有重要的意义。以我国东北地区13个地方及毗邻的北京、烟台和呼和浩特三个地方共130个黑腹果蝇(D.melanogaster)单雌系为材料,对P因子序列的ORF2-ORF3区段进行PCR扩增,统计不同地方黑腹果蝇群体的P因子在此区段的缺失频率,再从整个地区来分析P因子缺失的分布规律,以推导东北地区黑腹果蝇中P因子的传递和扩散途径。结果显示P因子缺失频率由边境地区向内地逐渐递减,群体相对隔离的地方也较低,推断我国东北地区黑腹果蝇中P因子由朝鲜和俄罗斯向中国边境入侵后,逐步向中国内地扩散。     

黑腹果蝇细胞谱系分析方法进展

对动物体内单个细胞的谱系进行分析有助于追踪其在发育过程中的作用,但是体内各种组织都是由很多形态、结构、功能各不相同的细胞构成的复杂系统,这种复杂性严重阻碍了对单个细胞的研究。嵌合克隆技术(Mosaic technique)和标记技术(Labeling technique)的出现为这一研究提供了强有力的手段。文章介绍了近几年来黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)研究中常用的7种嵌合克隆标记方法,包括FRT介导的有丝分裂重组(FRT-mediated mitotic recombination)、MARCM(Mosaic analysis with a repressible cell marker)、TSG(Twin spotgenerator)、Twin-spot MARCM、Q-MARCM(Q system-based MARCM)、Coupled MARCM和G-TRACE(Gal4technique for real-time and clonal expression)技术,详述了这些技术的原理及应用,并对不同技术进行了对比。运用这些技术研究者可以从单细胞水平进行遗传学标记和操作,特别是在神经系统等复杂系统中追踪单个细胞的发育过程。果蝇中的这些技术也将为其他模式生物追踪细胞谱系提供参考。     

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。     

黑腹果蝇先天免疫研究进展

先天免疫是昆虫适应复杂环境的关键,也是新型害虫防治的重要研究方向。昆虫通过模式识别受体识别环境中不同的病原物,激活先天免疫系统以清除病原物。昆虫的先天免疫系统主要包括体液免疫与细胞免疫,体液免疫包括免疫信号通路诱导产生抗菌肽、活性氧以及黑化作用等,细胞免疫包括血细胞的吞噬、包囊和凝结。本文将重点总结黑腹果蝇Drosophila melanogaster在模式识别受体、免疫信号通路和细胞免疫相关方面的研究进展,为进一步研究其他经济昆虫与农业害虫的免疫机制,提高生产经济效益提供参考。     

我国大陆部分地区黑腹果蝇群体线粒体DNA多态性研究

用１０种限制性内切酶对我国大陆５个地方（武汉,长沙,桂林,南宁和北海）６个黑腹果蝇（Ｄｒｏｓｏｐｈｉｌａｍｅｌａｎｏｇａｓｔｅｒ）群体的线粒体ＤＮＡ进行了限制片段长度多态性分析,在５６个单雌系中,发同了２５种不同的限制类型,应用Ｎｅｉ等（１９７９）的数学模型和ＵＰＧ法,构建了限制类型间和群体间的系统进化树,结果发现：所研究的群体分为３个类群,对应于南,中和北３个亚热带地区,除长沙玉合醋厂外,所有采     

黑腹果蝇white基因在H2O2影响下卷翅形成中的作用及机理

卷翅是果蝇遗传学上最常用的标记之一,但卷翅形成的具体机制还不清楚.过去的研究发现,理化刺激影响果蝇卷翅的形成.我们最近研究发现,H₂O₂处理不仅会影响果蝇的羽化率,还会使其出现卷翅现象.本研究通过改变H₂O₂浓度、果蝇培养温度和H₂O₂处理时间,探讨影响黑腹果蝇卷翅形成的具体因素,并对其超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力进行检测,探讨H₂O₂对果蝇抗氧化能力的影响.结果表明: 果蝇的羽化率与H₂O₂浓度成反比.温度、H₂O₂浓度和H₂O₂处理时间的改变均会影响果蝇翅的卷曲程度和卷翅果蝇所占的比例.其中white基因突变果蝇对这3种条件反应最明显,mini-white(white基因回复突变)果蝇却可以拯救该表型,它的反应与野生型OR相似.H₂O₂对含Cy基因的果蝇卷翅的形成也有一定的影响,可以加大果蝇翅的卷曲程度.对SOD、CAT和GSH-PX活力检测发现,H₂O₂处理会使果蝇的抗氧化能力降低.实时荧光定量PCR检测发现,H₂O₂处理会导致果蝇基因表达量发生改变.黑腹果蝇卷翅形成是一个十分复杂的过程,H₂O₂可能作为某种信号分子或是间接影响某种因子参与黑腹果蝇的卷翅形成过程.该卷翅形成过程可能与Cy基因导致的果蝇卷翅过程是同一个信号途径,两者也可能是通过不同的模式进行调控的.     

Intron length evolution in Drosophila

I present data on the evolution of intron lengths among 3 closely related Drosophila species, D. melanogaster, Drosophila simulans, and Drosophila yakuba. Using D. yakuba as an outgroup, I mapped insertion and deletion mutations in 148 introns (spanning approximately 30 kb) to the D. melanogaster and D. simulans lineages. Intron length evolution in the 2 sister species has been different: in D. melanogaster, X-linked introns have increased slightly in size, whereas autosomal ones have decreased slightly in size; in D. simulans, both X-linked and autosomal introns have decreased in size. To understand the possible evolutionary causes of these lineage- and chromosome-specific patterns of intron evolution, I studied insertion-deletion (indel) polymorphism and divergence in D. melanogaster. Small insertion mutations segregate at elevated frequencies and enjoy elevated probabilities of fixation, particularly on the X chromosome. In contrast, there is no detectable X chromosome effect on fixations in D. simulans. These findings suggest X chromosome-specific selection or biased gene conversion-gap repair favoring insertions in D. melanogaster but not in D. simulans. These chromosome- and lineage-specific patterns of indel substitution are not easily explained by existing general population genetic models of intron length evolution. Genomic data from D. melanogaster further suggest that the forces described here affect introns and intergenic regions similarly.     

Can competition be superior to parasitism for biological control? The case of spotted wing Drosophila (Drosophila suzukii), Drosophila melanogaster and Pachycrepoideus vindemmiae

Drosophila suzukii and Drosophila melanogaster coexist with different but overlapping resource use in the field. When forced to completely or partially share resources in the laboratory, D. melanogaster outcompetes D. suzukii. Adult D. suzukii and D. melanogaster females were allowed to compete for access to a common oviposition resource in pairwise and population scale experiments. We tracked the offspring emergence to explore the factors across life stages that might affect the success of D. suzukii in the laboratory compared to a closed field simulation cage experiment with a generalist Drosophila parasitoid, Pachycrepoideous vindemmiae. When in competition as adults, D. melanogaster produced more offspring that survived to pupation than D. suzukii. In addition, D. melanogaster produced more offspring when in competition with a conspecific than when in competition with D. suzukii. Competitor identity did not affect the number of D. melanogaster offspring in pairwise and cage experiments. However, in the presence of D. melanogaster, the number of D. suzukii offspring in both pairwise and cage experiments was dramatically reduced than in cages without this competitor. In the presence of both D. melanogaster and P. vindemmiae, there were marginally more D. suzukii than when only D. melanogaster was present. These results suggest that competition was an important factor limiting D. suzukii numbers. Limiting D. suzukii numbers through interspecies competition may eventually be an exploitable method of biocontrol in the field.     

A genetic system to assess in vivo the functions of histones and histone modifications in higher eukaryotes

Despite the fundamental role of canonical histones in nucleosome structure, there is no experimental system for higher eukaryotes in which basic questions about histone function can be directly addressed. We developed a new genetic tool for Drosophila melanogaster in which the canonical histone complement can be replaced with multiple copies of experimentally modified histone transgenes. This new histone‐replacement system provides a well‐defined and direct cellular assay system for histone function with which to critically test models in chromatin biology dealing with chromatin assembly, variant histone functions and the biological significance of distinct histone modifications in a multicellular organism.