정자 경쟁의 능력에 대한 평가의 차이<em> 초파리</em

Summary

사이에 차동 정자 경쟁 능력<em> 초파리</em서로 다른 유전자형> 남성은 이중 결합 실험을 통해 확인 될 수 있습니다. 이 실험의 각각은 관심과 기준 남성의 남성 중 하나를 포함합니다. 자손에서 쉽게 식별 마커는 각각의 남성에 의해 아버지가 개인의 분수 추론 할 수 있습니다.

Abstract

난자를 비옥을위한 conspecific 남성 간의 경쟁은 성적 선택의 메커니즘 중 하나, 오히려 극대화 생존과 생존 ^1보다 성공적인 짝짓기 이벤트의 수를 극대화 작동 즉, 선택이다. 정자 경쟁은 정자가 시간과 공간에서 우연되는 동일한 여성 ^2와 교미 후 수컷 사이의 경쟁을 나타냅니다. 이러한 현상은 식물과 동물 ³ 여러 종에서보고되었다. 예를 들어, 자연산 D. 초파리 암컷은 보통 2-3 남성 ^4에서 정자가 포함되어 있습니다. 정자는 다른 수컷 ^2.5에서 정자의 직접적인 경쟁으로 이어질 수있는 제한된 저장 용량을 가진 전문 기관에 저장됩니다.

관심의 다른 남성 (실험 남성 타입)의 정자 경쟁 능력을 비교하는 것은 통제 된 이중 결합 experimen을 통해 수행되었습니다실험실 ^6,7에서 TS. 간단히, 한 여성이 연속적으로 두 개의 서로 다른 수컷 한 실험 남자와 한 간 짝짓기 기준 남성에 노출됩니다. 같은 짝짓기 방식은 다음 따라서 일반적인 참조를 통해 자신의 정자의 경쟁 능력의 간접 비교를 용이하게 다른 실험 남성 유형을 사용하여옵니다. 실험 및 레퍼런스 남성에 의해 아버지가 개인의 비율은 한 간단한 수학적 표현하기 ^7,8을 사용하여 정자 경쟁 능력을 측정 할 수 있도록 마커를 사용하여 식별됩니다. 또한, 정자 경쟁 능력은 실험 남자가 서로 다른 역량의 특성을 반영 간주됩니다 메이트 (각각 공격과 방어 분석) ^9, 두 번째 또는 첫 번째 여부에 따라 두 가지 시나리오에서 추정 할 수있다.

여기, 우리는 상상 속 t의 기초가 서로 다른 유전 적 요인의 역할을 심문하는 데 도움이 방법에 대해 설명합니다D. 정자 경쟁 능력의 그 현상 초파리.

Introduction

제프 파커 곤충과 진화의 의미 ² 정자 경쟁의 유행을 언급하기 때문에, 초파리와 다른 종의 연구 서지는 다양한 수준에서이 현상에 대한 몇 가지 빛을 발산하기 위해 노력했다. 관심 분야의 예는 자연 인구 ^9,10, 유전 구조와 유전 적 요인에게 ^11-14 기본의 관련성, 그리고 남녀 ^15,16 사이의 공진화를 몰고있는 그것의 역할의 변화의 조사되었다. D.에 초파리 여성, 전문 정자 저장 기관의 제한된 용량, spermatheca 및 정액 소켓 ^6,17의 쌍은 서로 다른 남성의 정자의 경쟁에 기여한다. 약 1,500 정자 언급 기관 ^18,19에서 수용 할 수있는 여성 만 ~ 500 짝짓기 중에 전송됩니다. 실험실, 제어 이중 교배 실험에서참고 남성과 관심의 하나 또는 그 이상의 남성과 관련된 사항은 광범위 정자 경쟁 능력 ^7,8을 평가하는 데 사용되었다.

정자 경쟁 능력은 총 자손에 이중 결합 실험에서 실험 남성들이 희망하는 자손의 비율로 추정, 즉 그 실험 기준 남성 모두에서.입니다 정자 경쟁 능력의 두 가지 구성 요소는 별도의 분석에서 평가 각각 구성되어 있습니다. 범죄 분석에서 첫 번째 남성의 정자를 치환하는 실험적인 남성의 정자의 능력은, 기준 남성 즉, 평가됩니다. 반대로, 국방 분석에서 실험 남성의 정자의 능력은 변위에 저항하거나 참조 남성 정자의 수정 성공을 줄이기 위해 평가됩니다. 분석, 방어 또는 공격의 유형에 따라 정액 경쟁 능력 점수 P _1, P _2, 각각을 통해 추정된다. 피_1과 P ₂ 0과 1 사이의 값만을 취할 수 있습니다. 중간 값은 일반적으로 직접 정자 경쟁을 포함하는 생리 시나리오를 제안 정자 혼합의 간접적 인 증거로 해석됩니다. 같은 원리에 따라 극단적 인 값은 강력한 차등 정자 경쟁 능력에 대한 증거로 해석 될 수 있습니다. 초기 연구는 보여 주었다 D.에있는 P ₂ 초파리 ^7을 길게 두 교배 사이에 경과 된 시간으로 증가 0.8 이상이다. 이와 같은 실험 설계는 다른 초파리 종에서 사용되었습니다, P ₂ 정자 경쟁 능력 ^20을 평가하는 연구에서 일반적으로 사용되는 통계되고있다. 대부분의 종, 시험 균주의 P ₂ 값은 0.6 ^21보다 높다. 그럼에도 불구하고, 다른 남성의 정자 사이의 직접적인 경쟁 관계없는 여러 가지 다른 메커니즘은 동일 점수 (토론 참조) 얻을 수 있습니다.

디첫 번째 또는 두 번째 남성들이 희망하는 istinguishing 자손은 쉽게 식별 마커의 사용을 통해 가능하다. 초기 연구에서 남성의 하나의 치사량 복용에 조사 하였다 예를 들어, X-선은 방사선 조사 정자에 의해 수정 된 거의 모든 난자는 ⁷ 부화에 실패합니다. 그 후, 눈의 색소 침착이나 날개 모양을 변경 돌연변이는 가장 일반적으로 사용되는 마커했습니다. 전자의 예로는 돌연변이이다 BW (브라운) ^9, CN (진사) ²² W (화이트) ^23, 표현형의 두 번째 유형의 돌연변이 싸이 (곱슬) ^24에 해당하면서, 이러한 돌연변이의 일부에 결합되어 동일한 개인, 예를 들어, CN BW. 낮은 정도, allozymes ²⁵ 알려진 상속 패턴 microsatellites ^26,27도 사용되었습니다.

의 차이를 테스트하는 실험 설계정자 경쟁 능력은 클라크 등 본질적으로 여기에 다음을 설명했다. ^9. 이 실험에서 파생 된 결과는 전적으로 감시 아래 실험 남성 유형의 차이 친자에 대한 정보를 제공합니다. 또한 피트니스 ^14,28 정자 시각화 기법 ^24의 사후 수정의 차이에 대한 오차를 분석은 P _1의 차이 (또는 P ₂₎ 점수가 정자 능력의 차이로 해석 될 수 있습니다.

그림 1은 공격과 방어 분석 모두의 이론적 근거를 설명합니다. 프로세스의 물류를 설명하기 위해 범죄 실험 D.에 실시 초파리 ¹⁴ 자세히 설명한다. 이 특정 범죄 분석은 정자 경쟁 능력에 Multigene 사 가족 정자 특정 dynein 중간 체인 (SDIC)의 측정 효과를 테스트하는 데 사용되었다. 모든 회원이 Multigene 사 제품군의 s는 X 염색체에 나란히 존재합니다. 녹아웃 남성은 SDIC 클러스터를 삭제하여 생성 하였다. 삭제 된 세그먼트는 필수 유전자의 짧은 날개 (SW)를 포함하고 연구의 목적은 SDIC의 관련성을 평가하기 때문에, SDIC-SW 삭제를 들고 남성은 (P {SW}로 상징 SW의 유전자 사본에 의해 구출되었다 또한, 염색체 2 미니 화이트 리포터 유전자)를 수행하는. 눈 색깔은 친자 확인을위한 볼 마커로 사용되었다. 모든 파리는 참고 수컷으로 사용 된 균주 오레곤-R에서 이들의 예외 흰색 돌연변이 배경에 있었다.

Protocol

작은 규모의 실험은 전체 절차에 익숙하게하기 위해 수행해야한다. 1. 버진 여성과 나이브 남성 수집 , B) 오레곤-R 개인 순진 기준 남성을 수집하기 위해, C) w 1118 개인 처녀 암컷을 수집하기 위해 : 설명 실험의 간단한 버전은 성인의 다음과 같은 조합을 포함하는 초기 십자가의 네 가지 유형으로 구성 ) P {SW} 동형 남성과 처녀 여자 순…

Representative Results

표 2는 두 개의 범죄 실험의 일부 현저한 특징 (분석 실험 1과 2)를 요약하는 D. 와와 (각각 유형 I 및 II) 기능 SDIC 클러스터가없는 초파리 실험 남성은 14 비교됩니다. 계정에 일부 복제로 발생하는 다른 발생률을 복용 후, 여성의 58~83% 정보 및 따라서 그들의 자손의 친자 카운트가 P 2를 계산하는 데 사용 될 수있을 것으로 나타났다. 비 파라 메트릭 테…

Discussion

우리는 전적으로 별개의 상대적 기여도의 차이를 평가하는 실험 설계를 설명했습니다 D. 제어 이중 교배 실험 ^7,8의 자손에 melanogaster의 남성. 이 정자 경쟁 능력에 영향을 미칠와 유사한 절차는 방위 분석 (그림 1)에 적용되지만 그것이 범죄 분석에서 설명 된 가설 유전 적 요인의 맥락에서 수행되었습니다. 이 실험 설계는 이러한 여성의 유전자형 ^(32)의 ?…

Materials

Name of Reagent/Material	Company	Catalog Number	Comments
Amber latex tubing	VWR	62996-473	1/4 inch ID, 1/6 inch Wall
1 ml graduated XL filter tips	USA Scientific	1126-7810	Any 1 ml pipette tip can be used but semi-transparent and long tips are better as a fly receiver. If filter tips are used, poke out and discard the filter using a needle after the tip end is trimmed
Parafilm	Sigma	P-7793
Mesh Fabric			Thin and smooth
Stereomicroscope	Leica	S6D
CO2 Tank	Airgas	CD-50	Use FlyNap (Carolina Biological Supply Company) as an alternative if CO2 is not available
FlyStuff Foot Valve, complete system	Genesee Scientific	59-121C	Not necessary if FlyNap is used
Plastic vials	Genesee Scientific	32-109	Come with carboard trays that can be reused for holding vials
Cotton balls	Fisher Scientific	AS-212
Active dry yeast	Red Star		Found in general grocery store
Sharpie markers			Different colors may be used for marking different genotypes