Födosök Path längd protokoll för<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 larver väg längd fenotyp är ett etablerat mått som används för att studera de genetiska och miljömässiga bidrag till beteende variation. Larv assay path-längd utvecklades för att mäta individuella skillnader i födosöksbeteende som senare kopplad till födosök genen. Larver väg-längd är ett enkelt mål drag som underlättar insamling av stora provstorlekar, till en minimal kostnad, för genetiska skärmar. Här ger vi en detaljerad beskrivning av det nuvarande protokollet för larvanalysvägen längd användes först av Sokolowski. Protokollet beskriver hur reproducerbart hantera försöksdjur, utföra beteendeanalys och analysera data. Ett exempel på hur analysen kan användas för att mäta beteende plasticitet som svar på miljöförändringar, genom att manipulera mata miljö innan analysen utförs, finns också. Slutligen, lämpliga testdesign samt miljöfaktorer som kan ändralarver väg längd såsom livsmedelskvalitet, utvecklings ålder och dag effekter diskuteras.
Introduction
Sedan upptäckten av den vita genen i Thomas Hunt Morgan laboratorium 1910 har bananflugan, Drosophila melanogaster (D. melanogaster), använts som en modell för att studera de molekylära och fysiologiska grunderna för olika biologiska processer. Populariteten av D. melanogaster till stor del härrör från den stora mängd och variation av genetiska verktyg. Drosophila lilla storlek, relativt enkel hantering och kort generationstid gör det till en idealisk modell för genetik studier. Lika viktigt är Drosophila förmåga att visa många av de fenotyper som framförts av flera komplexa organismer inklusive däggdjur. Detta inkluderar komplexa fenotyper såsom beteende som står i gränssnittet mellan organismen och dess omgivning. Som sådan, beteendestudier på bananfluga har bidragit avsevärt till vår förståelse av hur gener och miljö medla beteende1.
En av de första studierna av D. melanogaster larver beteende undersökte individuella skillnader i larv söker föda strategier genom att mäta väg-längder av larver 2 medan utfodring. Väg-längd definierades som den totala tillryggalagd sträcka av en enda larv på jäst, inom en fem minuters period. Både laboratoriestammar och flugor från en naturlig population i Toronto varierade i sina födosök beteenden och det fanns en genetisk komponent till individuella skillnader i väg-längd. Två larvbetes formerna beskrevs från de kvantitativa väg längd fördel och de kallades Rover och sitter. Rovers uppvisar längre väg-längder medan korsa en större yta samtidigt på en livsmedelssubstrat än sitters. Med hjälp av denna väg-längd-analys, de Belle et al. 3 kartlagt födosök (för) genen bakom dessa individuella beteendemässiga skillnader till en diskret plats på chromosome- 2 (24A3-24C5). D. melanogaster för genen senare klon 4 och visar sig vara en cGMP-beroende proteinkinas 5, en modulator för fysiologi och beteende i Drosophila och andra organismer 6.
Här redogör vi det nuvarande protokollet för larvanalysvägen längd som ursprungligen utvecklades i Sokolowski 2. Även om vissa aspekter av analysen har förändrats under åren, har konceptet bakom designen inte. Vi tillhandahåller även data för att illustrera analysens möjlighet att bedöma genetiska och miljömässiga bidrag till individuella skillnader i födosöksbeteende Drosophila larver. Larver analysvägen längd är enkel, effektiv och robust. En enda person kan testa upp till 500 larver med lätthet i fyra timmar och resultat kan erhållas med en hög grad av reproducerbarhet. Utvecklades ursprungligen för att lokalisera för det kan användas i genetiska skärmar, kvantitativa drag locus kartläggning, och i studierav gen-för-miljö (GXE) interaktioner. Dessutom, dess enkelhet och reproducerbarhet gör det en stor resurs för grundutbildningen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Analys väg-längd som beskrivs här erbjuder en robust och enkel åtgärd av födosöksbeteende Drosophila larver. Protokollet följer den allmänna metod som beskrivs i Sokolowski 2, men har sedan dess förbättrats när det gäller effektivitet och experimentella kontroller. Så vitt vi vet denna metod är den enda tillgängliga metoden för att mäta larver väg-längd. Den ursprungliga versionen av vägen längd protokoll 2, 3, 15, 16 testade larver på petriskålar med ett tunt lager…
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).
