Fouragering Sti-længde Protokol for<em> Drosophila melanogaster</em> Larver
Summary
We provide a detailed protocol for a Drosophila melanogaster foraging path-length assay. We discuss the preparation and handling of test animals, how to perform the assay and analyze the data.
Abstract
Drosophila melanogaster larvestadiet vejlængde fænotype er en etableret foranstaltning anvendt til at undersøge de genetiske og miljømæssige bidrag til adfærdsmæssig variation. Larvestadiet vejlængde assay blev udviklet til at måle individuelle forskelle i fourageringsadfærd der senere blev bundet til fouragering genet. Larve sti-længde er en let scoret træk, der letter samling af store stikprøvestørrelser, med minimale omkostninger, for genetiske skærme. Her giver vi en detaljeret beskrivelse af den nuværende protokol for larvestadiet vejlængde assay først brugt af Sokolowski. Protokollen beskriver, hvordan man reproducerbart håndterer forsøgsdyr, udføre den adfærdsmæssige assay og analysere data. Et eksempel på hvordan assayet kan anvendes til at måle adfærdsmæssige plasticitet som reaktion på miljøændringer, ved at manipulere fodring miljø før udførelse af assayet, er også tilvejebragt. Endelig passende test design samt miljømæssige faktorer, der kan ændrelarvestadiet vejlængde såsom mad kvalitet, udviklingsmæssige alder og påvirkes diskuteres.
Introduction
Siden opdagelsen af den hvide gen i Thomas Hunt Morgan laboratorium i 1910, har bananfluen, Drosophila melanogaster (D. melanogaster), blevet anvendt som model for studiet af de molekylære og fysiologiske fundament for forskellige biologiske processer. Populariteten af D. melanogaster stort set stammer fra den betydelige mængde og række genetiske værktøjer. Drosophila lille størrelse i forhold nem håndtering og korte generationstid gør det en ideel model for genetik studier. Lige så vigtigt er Drosophila evne til at demonstrere mange af de fænotyper udtrykt af mere komplekse organismer, herunder pattedyr. Dette omfatter komplekse fænotyper såsom adfærd, der står på grænsefladen mellem organismen og dens omgivelser. Som sådan, adfærdsmæssige undersøgelser bananfluen har bidraget væsentligt til vores forståelse af, hvordan gener og miljø mægle adfærd1.
En af de første undersøgelser af D. melanogaster larver adfærd undersøgt individuelle forskelle i larver Fourageringsstrategier ved at måle sti-længder af larver 2, mens fodring. Sti-længde blev defineret som den samlede distance, som en enkelt larve på gær, inden for en fem minutters periode. Både laboratoriestammer og fluer fra en naturlig population i Toronto varieret i deres fouragering adfærd, og der var en genetisk komponent til individuelle forskelle i sti-længde. To larver fouragering morfer blev beskrevet af de kvantitative sti-længde distributioner og de blev kaldt rover og sitter. Rovers udviser længere sti-længder, mens gennemkører et større område, mens på en fødevare substrat end posering. Ved hjælp af denne sti-længde assay, de Belle et al. 3 kortlagt fouragere (for) gen bag disse individuelle adfærdsmæssige forskelle i forhold til en diskret placering på chromosome- 2 (24A3-24C5). D. melanogaster for genet blev senere klonet 4 og afslørede at være en cGMP afhængig protein kinase 5, en modulator af fysiologi og adfærd i Drosophila og andre organismer 6.
Her skitserer vi den nuværende protokol for larvestadiet vejlængde assay oprindeligt udviklet i Sokolowski 2. Selv om nogle aspekter af analysen har ændret sig gennem årene, konceptet bag designet har ikke. Vi leverer også data til illustrering assayet potentiale til at vurdere genetiske og miljømæssige bidrag til individuelle forskelle i fourageringsadfærd af Drosophila-larver. Larvestadiet vejlængde assay er enkel, effektiv og alligevel robust. En enkelt person kan teste op til 500 larver med lethed i fire timer, og resultater kan opnås med en høj grad af reproducerbarhed. Oprindeligt udviklet til at lokalisere til, det kan anvendes i genetiske skærme, kvantitativ egenskab locus mapping, og i undersøgelseraf gen-for-miljø (GxE) interaktioner. Desuden sin enkelhed og reproducerbarhed gør det en stor ressource for prægraduat undervisning.
Protocol
Representative Results
Discussion
Stien længde assay skitseret her tilbyder en robust og simpelt mål for fouragering adfærd Drosophila larver. Protokollen følger den generelle metode, der er beskrevet i Sokolowski 2, men er siden blevet forbedret i forhold til effektivitet og eksperimentelle kontrol. Så vidt vi ved denne metode er den eneste tilgængelige metode til måling af larvestadiet vejlængde. Den originale version af stien længde protokol 2, 3, 15, 16 testede larver på petriskåle med et tyndt lag af gær p…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors acknowledge continued funding the Natural Sciences and Engineering Council of Canada (NSERC) to MBS.
Materials
| 6 oz fly culture bottles | Fisher Scientific | AS355 | |
| Fly vial plugs | Droso-Plugs | 59-201 | |
| 35X10mm Petri dishes | Falcon | 351008 | |
| 100X15 mm Petri dishes | Fisher | 875712 | |
| 60x15mm Petri dishes | VWR | 25384-168 | |
| Dissecting probes | Almedic | 2325-58-5300 | |
| Yeast | Lab Scientific | FLY-8040-20F |
References
- Dubnau, J. . Behavioral Genetics of the Fly (Drosophila melanogaster). , 173 (2014).
- Sokolowski, M. B. Foraging strategies of Drosophila melanogaster: a chromosomal analysis. Behav Genet. 10, 291-302 (1980).
- de Belle, J. S., Hilliker, A. J., Sokolowski, M. B. Genetic localization of foraging (for): A major gene for larval behavior in Drosophila melanogaster. Génétique. 123, 157-164 (1989).
- Osborne, K. A., Robichon, A., Burgess, E., Butland, S., Shaw, R. A., Coulthard, A., Pereira, H. S., Greenspan, R. J., Sokolowski, M. B. Natural behavior polymorphism due to a cGMP-dependent protein kinase of Drosophila. Science. 277, 834-836 (1997).
- Kalderon, D., Rubin, G. cGMP-dependent protein kinase genes in Drosophila. J Biol Chem. 264 (18), 10739-10748 (1989).
- Reaume, C. J., Sokolowski, M. B. cGMP-dependent protein kinase as a modifier of behavior. Handb Exp Pharmacol. 191, 423-443 (2009).
- Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nat Methods. 9, 671-675 (2012).
- Schindelin, J., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
- Pereira, H. S., MacDonald, D. E., Hilliker, A. J., Sokolowski, M. B. Chaser (Csr), a new gene affecting larval foraging behavior in Drosophila melanogaster. Génétique. 140, 263-270 (1995).
- Shaver, S. A., Riedl, C. A. L., Parkes, T. L., Sokolowski, M. B., Hilliker, A. J. Isolation of larval behavioral mutants in Drosophila melanogaster. J Neurogenet. 14, 193-205 (2000).
- Graf, S. A., Sokolowski, M. B. The rover/sitter Drosophila foraging polymorphism as a function of larval development, food patch quality and starvation. J Insect Behav. 2, 301-313 (1989).
- Gonzalez-Candelas, F., Mensua, J. L., Moya, A. Larval competition in Drosophila melanogaster: effects on development time. Génétique. 82, 33-44 (1990).
- Durisko, Z., Kemp, R., Mubasher, R., Dukas, R. Dynamics of social behavior in fruit fly larvae. PLoS One. 9 (4), e95495 (2014).
- Sawin, E. P., Harris, L. R., Campos, A. R., Sokolowski, M. B. Sensorimotor transformation from light reception to phototactic behavior in Drosophila larvae (Diptera: Drosophilidae). J Insect Behav. 7, 553-567 (1994).
- de Belle, J. S., Sokolowski, M. B. Heredity of rover/sitter: alternative foraging strategies of Drosophila melanogaster. Heredity. 59, 73-83 (1987).
- de Belle, J. S., Sokolowski, M. B., Hilliker, A. J. Genetic analysis of the foraging microregion of Drosophila melanogaster. Genome. 36, 94-101 (1993).
- Sokolowski, M. B., Pereira, H. S., Hughes, K. Evolution of foraging behavior in Drosophila by density dependent selection. PNAS. 94, 7373-7377 (1997).
