提高果蝇唾液腺染色体制片成功率的关键操作

在遗传学实验中,果蝇是最为常用的实验材料之一。但果蝇三龄幼虫的染色体制片,按传统的方法,实验材料的选择培养及方法技术存在一些不足,学生难以把握,实验成功率较低。笔者就上述情况在以下几点做了一些改进,取得了良好的实验效果。     

实验果蝇的一些饲养技巧和注意事项

果蝇（Drosophila melanogaster）属双翅目小型昆虫,是经典的遗传学实验材料。摩尔根利用果蝇实验发现了连锁互换规律及白眼基因的性连锁遗传,提出基因在染色体上直线排列的论断,其学生穆勒则开创了X射线诱变的先河。目前果蝇还作为人类基因组计划和行为遗传学以及神经生物学的模式生物,可以说果蝇已成为遗传学各分支学科的最常用实验动物之一,实验室培养果蝇是一项基础技术。现介绍笔者在果蝇饲养方面一些技巧和注意事项。     

酒精用于辨别果蝇雌雄性状的尝试

果蝇性状观察实验是遗传学果蝇系列实验成功的关键。在正确观察果蝇雌雄性状的基础上,成功地挑选处女蝇,才能确保果蝇杂交实验的顺利进行。本实验尝试用75％酒精作药品来致死果蝇进行观察,相比较发现观察果蝇雌雄性状效果更好,而且相对更加环保、经济。     

果蝇实验中海绵塞及移蝇漏斗的制作

果蝇实验是最常见的生物学实验,实验中往往需要大量的瓶塞。介绍如何用电热丝切割器自制美观、易于清洗与保管的海绵塞,并介绍一种在海绵塞的基础上略加改造,用于转移果蝇的小装置——移蝇漏斗。使用这种小装置可以在瓶内果蝇不外飞的情况下,方便地往己收集了一些处女蝇的培养瓶中转移新收集的处女蝇。     

高脂饮食诱导果蝇心衰模型的建立

目的建立高脂饮食诱导的果蝇心衰模型。方法选择野生型果蝇w1118果蝇作为实验对象,采用含不同浓度椰油(0%,7.5%,15%,30%)食物喂食果蝇5 d,检测果蝇体内的三酰甘油含量。后续实验以非高脂喂食组(0%椰油)作为对照,30%椰油高脂喂食组作为实验组。负向趋地性实验检测果蝇运动能力。果蝇成体心脏功能分析平台,拍摄果蝇在半解剖条件下的心脏跳动情况(30 s),软件分析获得成体心脏功能指标,包括心跳周期,收缩和舒张直径,心脏收缩力指数等。实时定量PCR检测高脂喂食果蝇心脏的RNA表达变化。结果与非高脂喂食果蝇相比,不同比例高脂喂食果蝇的三酰甘油含量随椰油浓度呈剂量递增(P0.05);高脂饮食显著影响果蝇活动力(P0.001);高脂喂食果蝇的心跳周期缩短(P0.01),心脏收缩力减弱(P0.001);实时定量PCR发现高脂喂食果蝇中,参与脂代谢相关的一些基因fa2h,CG6277,CG3699,CG9914,lip2的表达明显下调(P0.05)。结论高脂饮食严重影响果蝇运动能力和成体心脏功能,成功建立了高脂饮食诱导的果蝇心衰模型。     

“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。     

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。     

同源异形盒基因是造血细胞分化的一种潜在性调节因子

同源异形盒(homeobox)基因是最先在果蝇中发现的一段长约180碱基对的DNA片段,这些基因影响果蝇的早期发育,并能编码出高度保守的DNA结合区域。近来,在一些脊椎动物中亦分离到同源异形盒基因,这些基因在脊椎动物中的胚胎期表达形式类似于果蝇。因此,一些脊椎动物同源异形盒基因可能控制早期发育,并且可能在成年分化过程中起重要作用。T、B淋巴细胞等血液细胞是从造血干细胞分化来的。实验结果表明,同源异形盒基因可能参与造血细胞分化的控制。     

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。     

果蝇纯系繁育的初步研究

为探究果蝇的纯系繁育,选用处女蝇,利用玉米培养基对6个纯系果蝇进行纯系繁育实验,判断果蝇纯系繁育过程中是否出现群体退化现象并有无突变发生,为纯系果蝇的长期保存提供参考。实验中使用玉米培养基进行培养并观察记录果蝇生活史以及产卵数量。观察到果蝇生活周期无明显变化,产卵数目稳定,没有发生群体退化和突变现象。     

果蝇的培养和管理

果蝇的发育要经过卵、幼虫、蛹和成虫等几个时期(图一)。观察果蝇唾液腺细胞的巨形染色体是在果蝇的三龄幼虫期。要完成这个实验须经过对果蝇的诱捕、培养和幼虫保存等准备过程。     

果蝇整体装片

果蝇是遗传学最好的实验材料之一。为解决果蝇观察问题,我们使用了一种方便的果蝇整体装片方法,经二年多存放和观察证明方法简单、效果可靠,值得介绍给老师和同学一试。其方法是先取相应性状的活果蝇(如红眼灰身的雄果蝇和雌果蝇、白眼雄果蝇和雌果蝇、残翅雄果蝇和雌果蝇……)用乙醚麻醉。麻醉方法是将一乙醚棉球放入培养果蝇的培养瓶中,盖上棉塞,一、二分钟即可麻醉(如无乙醚可用少量二甲苯或酒精“麻醉”),在东北地区的冬季放在室外片刻亦可冻昏,置电冰箱冰盒中冷冻片刻亦可。如用乙醚麻醉,最好是待果蝇将醒能     

乙酸乙酯对果蝇(Drosophila melanogaster)的麻醉效应研究

麻醉是果蝇实验中最基本的操作,乙醚是最常用的麻醉剂。但因为乙醚是二类易制毒化学品而被国家控制使用。报道一种容易获得的试剂——乙酸乙酯对果蝇的麻醉效果。实验采用的麻醉室大小为125cm3,每处理20~30只果蝇,乙酸乙酯剂量为40、80、120μL,以同等剂量的乙醚为对照,每个实验重复4次,用所有果蝇完全麻醉后20min及120min时的未苏醒率为指标评估麻醉效果及安全性。结果表明:乙酸乙酯对果蝇具有麻醉作用;麻醉时乙酸乙酯开始起效应的时间略晚于同等剂量的乙醚,但使果蝇完全麻醉的时间却比同等剂量的乙醚略短或相接近;麻醉持续的时间则长于同等剂量的乙醚。乙酸乙酯麻醉的果蝇,90%以上的果蝇均在120min内苏醒,表明在这些剂量范围内是安全的。乙酸乙酯完全可以替代乙醚用于果蝇的麻醉。     

灰树花多糖对果蝇繁殖力及抗氧化作用的影响

实验采用超声辅助水提法提取灰树花多糖,以黑腹果蝇为实验对象,探究含0.2%,0.8%和1.6%浓度的灰树花多糖的培养基对果蝇繁殖力、体内脂褐素(LF)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响。与对照组相比,各浓度组的灰树花多糖均能明显增强果蝇繁殖力,且对果蝇后代的雌雄比例产生一定影响;同时使果蝇体内LF含量明显下降,CAT活性显著升高。各浓度组间差异显著,尤以1.6%效果最佳。结果表明,灰树花多糖具有促进果蝇繁殖力和抗氧化的良好功效。     

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。     

研究报告：果蝇习得性无助影响空间位置记忆

目的 习得性无助（learned helplessness）是指动物经历了不可逃避性刺激后而产生的无助状态。它对随后实验动物的运动能力、生理状态等多方面都会产生影响,也是人类抑郁症的有效动物模型之一。目前已在多种动物模型中建立了研究习得性无助神经机制的行为实验范式,包括黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）。之前的研究发现,经历过不可逃避高温惩罚的果蝇在活跃程度等方面有显著改变。然而,果蝇的习得性无助状态是否也影响学习认知能力,目前仍然未知。本文对果蝇空间位置学习能力是否受到习得性无助状态影响进行了研究。方法 此研究中,我们完善实验范式,分别检测果蝇在新范式中的空间位置学习行为和习得性无助行为,以及经过长时程随机刺激后果蝇空间位置学习能力的变化。结果 野生型果蝇可在此范式中展现空间位置学习能力与习得性无助状态,而经过长时程不可逃避刺激训练的果蝇,空间位置记忆有显著下降。结论 此研究完善了果蝇习得性无助行为实验范式,实验结果表明习得性无助对果蝇空间位置记忆存在影响。这将对进一步加深对动物习得性无助行为的理解,进而其发生机制研究起到推进作用。     

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。     

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。     

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。     

一种改进的果蝇唾液腺染色体装片制作方法

提出一种改进的果蝇唾液腺染色体装片制作方法,整个实验流程为:50℃水浴处理果蝇幼虫—剥离唾液腺—压片—冰冻—脱片—浸染—脱水—封片。与传统方法相比较,改进的地方主要有3点:1)热水处理果蝇幼虫;2)玻片冰冻;3)先压片后染色。该方法显著改善了实验效果,提高了实验成功率。改进后的果蝇唾液腺染色体装片制作技术简单实用、可操作性强,同样适用于蝗虫精巢减数分裂装片的制作。