Этот протокол вводит световое пятно анализа для расследования Drosophila личинки фототаксического поведения. В этом анализе, световое пятно генерируется как свет стимуляции, и процесс избегания личинок света регистрируется инфракрасной световой системы визуализации.
Личинки Drosophila melanogaster показывают очевидное светоизбегающее поведение во время стадии кормления. Дрозофилы личинки фототаксис может быть использован в качестве модели для изучения поведения животных избегания. Этот протокол вводит свет-пятно анализа для расследования личинки фототаксиповедения. Экспериментальная настройка включает в себя две основные части: систему визуальной стимуляции, которая генерирует световое пятно, и инфракрасную световую систему визуализации, которая фиксирует процесс избегания личинок света. Этот асссепозволяет отслеживать поведение личинок перед входом, во время встречи и после выхода из светлого пятна. Детали движения личинок, включая замедление, паузу, отливку головы и поворот, можно уфиксировать и проанализировать с помощью этого метода.
Личинки Drosophila melanogaster показывают очевидное светоизбегающее поведение во время стадии кормления. Drosophila личинки фототаксис был под следствием, особенно в последние 50 лет1,2,3,4,5,6,7 ,8. В последние годы, несмотря на то, что 1) многие нейроны посредничества личинок света избегания были определены4,5,9,10,11,12 и 2) полный коннектом личиночной зрительной системы в разрешении синапсов был установлен13, нейронные механизмы, лежащие в основе личиночной фототаксиса остаются в значительной степени неясными.
Ряд поведенческих анализов были использованы в изучении личиночной фототаксиса. Они могут быть в значительной степени разделены на два класса: один с участием градиентов пространственного света, а другой с участием временных градиентов света. Для пространственных анализов градиента света арена делится на равное количество секций в светлом и темном. Арена может быть разделена на светлые и темные половинки2,4 или светлые и темные квадранты14,15,или даже могут быть разделены на альтернативные светлые и темные квадраты, как на шашной доске7. Как правило, агар пластины используются для пространственного света градиента асссеев, но трубки, которые делятся на альтернативные светлые и темные разделы также могут быть использованы10,14.
В более старой версии анализов, световое освещение обычно происходит из-под личинок. Однако, освещение в более новых версиях больш возникает от выше, в виду того что larval глаза (например, органы Bolwig которые чувствительны к низкой или средней интенсивности света16)содержатся в непрозрачном цефалофоренгеальном скелете с отверстиями к верхний фронт. Это делает личинки более чувствительными к свету с верхних передних направлений, чем снизу позади направлений7. Для анализов временного градиента света интенсивность света на арене пространственно однородна, но интенсивность меняется с течением времени. В дополнение к височной квадратной волны света (т.е., мигает/выключается или сильный / слабый свет3,7),временно меняющийся свет, который соответствует линейной рампы по интенсивности также используетсядля измерения чувствительности личинок к временно едкая световая стимул.
Третий тип фототаксис асссы является направленный свет пейзаж навигации, которая включает в себя освещение сверху под углом 45“7. До работы Kane et al.7, только грубые параметры, такие как количество личинок в светлых и темных областях, частота поворота, и длина тропы были рассчитаны в личинок фототакси анализов. Так как работа этой же группы, с анализом высокого временного разрешения видеозаписи для личиночных фототаксисов, детальной динамики движения личинок во время фототаксиса (т.е. мгновенные скорости различных частей личиночного тела, направление движения, угол поворота и соответствующая угловая скорость) были проанализированы7. Таким образом, более подробную информацию о поведении личинки фототаксиса удалось обнаружить. В этих анализах личинки тестируются в группах, так что групповые эффекты не исключаются.
Этот протокол вводит световое пятно анализа для исследования личинок поведенческих реакций на индивидуальную стимуляцию света. Основная экспериментальная установка состоит из системы визуальной стимуляции и инфракрасной световой системы визуализации. В системе визуальной стимуляции светодиодный источник света генерирует круглое световое пятно диаметром 2 см на агаровой пластине, где проверяется личинка. Интенсивность света может быть скорректирована с помощью светодиодного драйвера. Система визуализации включает в себя инфракрасную камеру, которая фиксирует поведение личинки в дополнение к трем 850 нм инфракрасные светодиоды, которые обеспечивают освещение для камеры. Объектив камеры покрыт фильтром диапазона 850 нм, чтобы блокировать свет от системы визуальной стимуляции от входа в камеру, в то время как инфракрасный свет может войти в камеру. Таким образом, предотвращается вмешательство зрительной стимуляции на визуализацию. В этом анализе, поведенческие детали быстрых реакций отдельных личинок в течение периода, включая до, во время и после входа света регистрируются и анализируются.
Этот протокол представляет световое пятно анализа, чтобы проверить способность личинок Дрозофилы, чтобы вырваться из света. Этот асссепозволяет отслеживать поведение личинок перед входом, во время встречи и после выхода из светлого пятна. Детали движения личинок могут быть захва…
The authors have nothing to disclose.
Эта работа поддерживается фондом естественных наук Китая (31671074) и фондами фундаментальных исследований для провинциальных университетов Чжэцзяна (2019X-X003-12).
850 nm ± 3 nm infrared-light-generating LED | Thorlabs, USA | PM100A | Compatible Sensors: Photodiode and Thermal Optical Power Rangea: 100 pW to 200 W Available Sensor Wavelength Rangea: 185 nm-25 μm Display Refresh Rate: 20 Hz Bandwidtha: DC-100 kHz Photodiode Sensor Rangeb: 50 nA-5 mA Thermopile Sensor Rangeb: 1 mV-1 V |
AC to DC converter | Thorlabs, USA | S120VC | Aperture Size: Ø9.5 mm Wavelength Range: 200-1100 nm Power Range: 50 nW-50 mW Detector Type: Si Photodiode (UV Extended) Linearity: ±0.5% Measurement Uncertaintyc: ±3% (440-980 nm), ±5% (280-439 nm), ±7% (200-279 nm, 981-1100 nm) |
band-pass filter | Thorlabs, USA | DC2100 | LED Current Range: 0-2 A LED Current Resolution: 1 mA LED Current Accuracy: ±20 mA LED Forward Voltage: 24 V Modulation Frequency Range: 0-100 kHz Sine Wave Modulation: Arbitrary |
Collimated LED blue light | ELP, China | USBFHD01M | Max. Resolution: 1920X1080 F6.0 mm Sensor: 1/2.7" CMOS OV2710 |
Compact power meter console | Ocean Optics, USA | USB2000+(RAD) | Dimensions: 89.1 mm x 63.3 mm x 34.4 mm Weight: 190 g Detector: Sony ILX511B (2048-element linear silicon CCD array) Wavelength range: 200-850 nm Integration time: 1 ms – 65 seconds (20 seconds typical) Dynamic range: 8.5 x 10^7 (system); 1300:1 for a single acquisition Signal-to-noise ratio: 250:1 (full signal) Dark noise: 50 RMS counts Grating: 2 (250 – 800 nm) Slit: SLIT-50 Detector collection lens: L2 Order-sorting: OFLV-200-850 Optical resolution: ~2.0 nm FWHM Stray light: <0.05% at 600 nm; <0.10% at 435 nm Fiber optic connector: SMA 905 to 0.22 numerical aperture single-strand fiber |
High-Power LED Driver | Minhongshi, China | MHS-48XY | Working voltage: DC12V Central wavelength: 850nm |
high-resolution web camera | Thorlabs, USA | MWWHL4 | Color: Warm White Correlated Color Temperature: 3000 K Test Current for Typical LED Power: 1000 mA Maximum Current (CW): 1000 mA Bandwidth (FWHM): N/A Electrical Power: 3000 mW Viewing Angle (Full Angle): 120˚ Emitter Size: 1 mm x 1 mm Typical Lifetime: >50 000 h Operating Temperature (Non-Condensing): 0 to 40 °C Storage Temperature: -40 to 70 °C Risk Groupa: RG1 – Low Risk Group |
LED Warm White | Mega-9, China | BP850/22K | Ø25.4(+0~-0.1) mm Bandwidth: 22±3nm Peak transmittance:80% Central wavelength: 850nm±3nm |
Spectrometer | Noel Danjou | Amcap9.22 | AMCap is a still and video capture application with advanced preview and recording features. It is a Desktop application designed for computers running Windows 7 SP1 or later. Most Video-for-Windowsand DirectShow-compatible devices are supported whether they are cheap webcams or advanced video capture cards. |
Standard photodiode power sensor | Super Dragon, China | YGY-122000 | Input: AC 100-240V~50/60Hz 0.8A Output: DC 12V 2A |
Thermal power sensor | Thorlabs, USA | M470L3-C1 | Color: Blue Nominal Wavelengtha: 470 nm Bandwidth (FWHM): 25 nm Maximum Current (CW): 1000 mA Forward Voltage: 3.2 V Electrical Power (Max): 3200 mW Emitter Size: 1 mm x 1 mm Typical Lifetime: 100 000 h Operating Temperature (Non-Condensing): 0 to 40 °C Storage Temperature: -40 to 70 °C Risk Groupb: RG2 – Moderate Risk Group |
Thermal power sensor | Thorlabs, USA | S401C | Wavelength range: 190 nm-20 μm Optical power range:10 μW-1 W(3 Wb) Input aperture size: Ø10 mm Active detector area: 10 mm x 10 mm Max optical power density: 500 W/cm2 (Avg.) Linearity: ±0.5% |