Регулируемая система визуализации высокой четкости для поведенческих исследований взрослых дрозофил
Summary
Этот протокол описывает, как сделать простую камеру наблюдения за поведением взрослых дрозофил и как делать фотографии / видео высокой четкости морфологии или поведения различных видов плодовых мушек в камере наблюдения с помощью относительно простых и доступных методов.
Abstract
Drosophila melanogaster является очень мощной моделью в биологических исследованиях, но плохой моделью для фотографии или видеографии. В этой статье описывается простой, но эффективный метод наблюдения и документирования поведения или морфологии мух. Мух помещали в полупрозрачную наблюдательную камеру c.a. Ø15 x 5 мм (без пищи внутри) или Ø15 x 12 мм (с куском пищи высотой 8 мм внутри). После покрытия ультрафиолетовым (УФ) / прозрачным фильтром с высоким коэффициентом пропускания света камера была помещена под стереомикроскоп с 5-50-кратным зумом, а мини-светодиодные (LED) видеофоны были размещены на обеих сторонах микроскопа для освещения камеры для получения однородного, мягкого, яркого и почти безтеневого света. Затем компактная цифровая камера с 3-5-кратным оптическим зумом, которая может записывать видео высокой четкости 1080 P или более высокого разрешения (с частотой кадров ≥30 кадров в секунду), была подключена к окуляру микроскопа через кронштейн, а фотографии или видео были сделаны через окуляр. Регулируя ручку масштабирования стереомикроскопа, было очень легко отслеживать мух и делать панорамные или подробные снимки крупным планом по мере необходимости, в то время как камера записывала все под микроскопом. Поскольку мухи могут оставаться в любом положении в камере, их можно наблюдать и записывать со всех сторон. Сделанные фотографии или видео имеют хорошее качество изображения. Этот метод может быть использован как для научных исследований, так и для обучения.
Introduction
Drosophila melanogaster является выдающейся моделью в биологических исследованиях; однако это плохая модель для фотографии или видеографии, так как она слишком мала для фотоаппарата или видеокамеры и слишком велика для составного микроскопа1. Несмотря на отличные исследования, описанные в литературе, большинство исследований предоставили только размытые, неясные изображения, а не четкие и четкие фотографии с четкими деталями, которые иллюстрируют описываемое поведение мухи. Более того, хотя поведение мух было широко изучено (например, ухаживания и драки), большинство из этих статей использовали иллюстрации, чтобы объяснить свои исследования читателям.
В данной работе описывается простой и экономичный подход. С помощью этого метода можно наблюдать не только различное поведение дрозофилы, но и все детали, которые можно наблюдать под микроскопом со стереозумом, могут быть записаны четко и резко. Конечно, этот метод также может быть использован для записи морфологии мух, так как когда они входят в состояние сна или полусня, стационарная модель позволяет пользователю сделать фотографию или стопку фотографий с различными фокальными плоскостями, чтобы получить фотографию с расширенной глубиной резкости. Эти методы могут быть реализованы без сложных технологий и дорогостоящего оборудования или даже превосходных ручных навыков.
Видеокомпонент этой статьи показывает видео нескольких типичных видов поведения мух. Цель показа этих видео двояка: во-в том, чтобы дать аудитории знать, что можно захватить, и представить качество изображения, полученного с помощью этого метода; другой — позволить новым студентам, которые интересуются дрозофилой, но до сих пор не имели возможности реально наблюдать за поведением мух, понять поведение мух (например, ухаживания, драки) с помощью этих четких видео, а не иллюстраций или размытых изображений.
Дополнительное видео: Поведение плодовой мухи: Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.
Protocol
Representative Results
Discussion
Свет лежит в основе фотографии и видеографии и является решающим фактором для получения высококачественных изображений16. Здесь в качестве осветителей использовались два светодиодных видеосвета с регулируемой яркостью и цветовой температурой, а для изготовления FBOC был в…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарим профессора Ли Сяндуна и фотографа г-на Чэн Цзина за полезные обсуждения и предложения. Эта работа была поддержана Исследовательским проектом (20200101) Демонстрационного центра экспериментального обучения наукам о жизни Китайского сельскохозяйственного университета.
Materials
| compact camera, Nikon P310 | Nikon | 3-5x optical zoom, cam record 1080 P HD video | |
| ethylamine foam | 60 mm x 60 mm x 15 mm | ||
| Food Blue No 1 | CAS 3844-45-9 | ||
| mini LED lights and transformer | GODOX | LED-P120 | have 5000-5600 K color temperature |
| small container (e.g. bottle cap) | about Ø 15 mm x 20 mm | ||
| UV / Clear filter | high-quality UV/Clear filter with high transmittance, 30-40 mm | ||
| zoom stereo microscope | 5-50x zoom |
References
- Chyb, S., Gompel, N. . Atlas of Drosophila morphology: Wild-type and classical mutants. , (2013).
- Yang, D. Carnivory in the larvae of Drosophila melanogaster and other Drosophila species. Scientific Reports. 8, 15484 (2018).
- Piper, M. D., et al. A holidic medium for Drosophila melanogaster. Nature Methods. 11, 100-105 (2014).
- Shiraiwa, T., Carlson, J. R. Proboscis extension response (PER) assay in Drosophila. Journal of visualized experiments : JoVE. (3), e193 (2007).
- Yang, C. -. H., Belawat, P., Hafen, E., Jan, L. Y., Jan, Y. -. N. Drosophila egg-laying site selection as a system to study simple decision-making processes. Science. 319 (5870), 1679-1683 (2008).
- Yang, D. Simple homemade tools to handle fruit flies-Drosophila melanogaster. Journal Of Visualized Experiments: JoVE. (149), e59613 (2019).
- Nichols, C. D., Becnel, J., Pandey, U. B. Methods to assay Drosophila behavior. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (61), e3795 (2012).
- Barron, A. B. Anesthetizing Drosophila for behavioural studies. Journal of Insect Physiology. 46 (4), 439-442 (2000).
- . My not quite complete protective filter article Available from: https://www.lensrentals.com/blog/2017/06/the-comprehensive-ranking-of-the-major-uv-filters-on-the-market (2017)
- . UV and clear lens protection filters review Available from: https://www.the-digital-picture.com/Reviews/UV-and-Clear-Lens-Protection-Filters.aspx (2013)
- Shaw, P. J., Cirelli, C., Greenspan, R. J., Tononi, G. Correlates of sleep and waking in Drosophila melanogaster. Science. 287 (5459), 1834-1837 (2000).
- Barradale, F., Sinha, K., Lebestky, T. Quantification of Drosophila grooming behavior. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (125), e55231 (2017).
- Szebenyi, A. L. Cleaning behaviour in Drosophila melanogaster. Animal Behaviour. 17 (4), 641-651 (1969).
- . Plexiglas : optical and transmission characteristics Available from: https://www.plexiglas.com/export/sites/plexiglas/.content/medias/downloads/sheet-docs/plexiglas-optical-and-transmission-characteristics.pdf (2000)
- . Calculation of the light reflection and transmission Available from: https://www.glassproperties.com/reflection/ (2007)
- Hunter, F., Biver, S., Fuqua, P. . Light science & magic: an introduction to photographic Lighting. , (2015).
- Hendricks, J. C., et al. Rest in Drosophila is a sleep-like state. Neuron. 25 (1), 129-138 (2000).
- Rieger, D., et al. The fruit fly Drosophila melangaster favors dim light and times its activity peaks to early dawn and late dusk. Journal of Biological Rhythms. 22 (5), 387-399 (2007).
