Foraging Protocole Chemin de longueur pour<em> Drosophila melanogaster</em> larves
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
La Drosophila melanogaster larvaire longueur de chemin phénotype est une mesure établie utilisée pour étudier les contributions génétiques et environnementales à la variation du comportement. Le test de longueur de chemin larvaire a été développé pour mesurer les différences individuelles dans le comportement alimentaire qui ont ensuite été lié au gène de recherche de nourriture. Larvaire longueur de chemin est un trait facilement marqué qui facilite la collecte des échantillons de grande taille, à un coût minime, pour les écrans génétiques. Ici, nous fournissons une description détaillée du protocole actuel pour le test de longueur de chemin larvaire d'abord utilisé par Sokolowski. Le protocole décrit comment gérer de façon reproductible des animaux d'essai, effectuer le test de comportement et d'analyser les données. Un exemple de la façon dont le dosage peut être utilisé pour mesurer la plasticité comportementale en réponse aux changements environnementaux, en manipulant l'alimentation environnement avant d'effectuer le test, est également fourni. Enfin, la conception d'essai approprié, ainsi que les facteurs environnementaux qui peuvent modifierchemin de longueur larvaire tels que la qualité des aliments, l'âge de développement et les effets de jour sont discutés.
Introduction
Depuis la découverte du gène blanc dans le laboratoire de Thomas Hunt Morgan en 1910, la mouche des fruits, Drosophila melanogaster (D. melanogaster), a été utilisé comme modèle pour l'étude des fondements moléculaires et physiologiques de divers processus biologiques. La popularité de D. melanogaster provient en grande partie de la quantité considérable et la variété des outils génétiques. La petite taille de la drosophile, une relative facilité de manipulation et de courte durée de génération rendent un modèle idéal pour les études génétiques. Tout aussi important est la capacité de Drosophila de démontrer un grand nombre des phénotypes exprimés par des organismes plus complexes , y compris les mammifères. Cela inclut des phénotypes complexes tels que le comportement qui se dressent à l'interface entre l'organisme et son environnement. À ce titre, des études comportementales sur la mouche des fruits ont largement contribué à notre compréhension de la façon dont les gènes et l'environnement médiatisent comportement1.
L' une des premières études de D. le comportement des larves melanogaster étudié les différences individuelles dans les stratégies de recherche de nourriture des larves en mesurant le chemin d' accès longueurs des larves 2 tout en se nourrissant. Chemin de longueur a été définie comme la distance totale parcourue par une seule larve sur la levure, dans un délai de cinq minutes. Les deux souches et les mouches de laboratoire à partir d'une population naturelle de Toronto varient dans leurs comportements de recherche de nourriture et il y avait une composante génétique à des différences individuelles dans le chemin de longueur. Deux morphes de recherche de nourriture des larves ont été décrites dans les distributions quantitatives chemin de longueur et ils ont été appelés rover et sitter. Rovers présentent plus de chemin longueurs tout en traversant une zone plus large tandis que sur un substrat alimentaire que sitters. L' utilisation de ce test de longueur de chemin, de Belle et al. 3 cartographié la recherche de nourriture (pour) gène qui sous – tend ces différences de comportement individuelles à un emplacement discret sur chromosome- 2 (24A3-24C5). D. melanogaster pour le gène a ensuite été clone 4 et révélée être une protéine kinase dépendante du GMPc 5, un modulateur de la physiologie et le comportement dans Drosophila et d' autres organismes 6.
Nous présentons ici le protocole actuel pour le test de longueur de chemin larvaire développé à l' origine dans Sokolowski 2. Bien que certains aspects de l'essai ont changé au fil des ans, le concept derrière le design n'a pas. Nous fournissons également des données pour illustrer le potentiel du test pour évaluer les contributions génétiques et environnementales à des différences individuelles dans le comportement alimentaire des larves de drosophile. Le test de longueur de chemin larvaire est simple, efficace, et pourtant robuste. Une seule personne peut tester jusqu'à 500 larves avec facilité en quatre heures et les résultats peuvent être obtenus avec un niveau élevé de reproductibilité. Développé à l' origine pour localiser, il peut être utilisé dans des criblages génétiques, la cartographie du locus de trait quantitatif, et dans les étudesdu gène-environnement (GxE) interactions. De plus, sa simplicité et sa reproductibilité en font une grande ressource pour l'enseignement de premier cycle.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le test de longueur de chemin décrite ici propose une mesure simple et robuste du comportement alimentaire des larves de drosophile. Le protocole suit la méthodologie générale décrite dans Sokolowski 2, mais a depuis été amélioré en ce qui concerne l' efficacité et les contrôles expérimentaux. Au meilleur de notre connaissance, cette méthode est la seule méthode disponible pour la mesure des larves de longueur de chemin. La version originale du protocole 2, 3, 15, 16 larv…
Disclosures
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. 유전학. 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. 유전학. 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. 유전학. 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).
