Ett justerbart högupplöst bildsystem för beteendestudier av drosophila vuxna

Summary

Detta protokoll beskriver hur man gör en enkel vuxen Drosophila beteende observation kammare, och hur man tar högupplösta fotografier / videor av morfologi eller beteende av olika typer av fruktflugor i observationskammaren genom relativt enkla och prisvärda metoder.

Abstract

Drosophila melanogaster är en mycket kraftfull modell inom biologisk forskning, men en dålig modell för fotografi eller videografi. Detta dokument beskriver en enkel men effektiv metod för att observera och dokumentera flugornas beteende eller morfologi. Flugor placerades i en genomskinlig observationskammare c.a. Ø15 x 5mm (ingen mat inuti) eller Ø15 x 12 mm (med en 8 mm hög matbit inuti). Efter att ha täckt med ett ultraviolett (UV)/tydligt filter med hög ljusöverföring placerades kammaren under ett 5-50x zoomstereomikroskop, och miniljusavgivande diodvideolampor (LED) placerades på båda sidor av mikroskopet för att belysa kammaren för att få enhetligt, mjukt, ljust och nästan skuggfritt ljus. Sedan var en kompakt digitalkamera med 3-5x optisk zoom, som kan spela in 1080 P högupplöst eller högre upplösningsvideo (med en bildhastighet på ≥30 fps), ansluten till mikroskopets okular genom ett fäste och fotografier eller videor togs genom okularet. Genom att justera zoomratten på zoomstereomikroskopet var det mycket enkelt att spåra flugorna och ta panoramabilder eller detaljerade närbilder efter behov, medan kameran spelade in allt under mikroskopet. Eftersom flugorna kan stanna på vilken position som helst i kammaren kan de observeras och registreras från alla håll. Fotografierna eller videorna som tas är av god bildkvalitet. Denna metod kan användas både för vetenskaplig forskning och undervisning.

Introduction

Drosophila melanogaster är en enastående modell inom biologisk forskning; det är dock en dålig modell för fotografering eller videografi, eftersom den är för liten för en kamera eller en videokamera och för stor för ett sammansatt mikroskop¹. Trots utmärkt forskning som beskrivs i litteraturen har de flesta studier bara gett suddiga, otydliga bilder, snarare än tydliga och skarpa fotografier med tydliga detaljer som illustrerar flugbeteendet som beskrivs. Dessutom, även om flugbeteenden har studerats i stor utsträckning (t.ex. uppvaktning och strider), har de flesta av dessa papper använt illustrationer för att förklara sin forskning för läsarna.

Detta dokument beskriver en enkel och ekonomisk strategi. Med denna metod kan inte bara Drosophilas olika beteenden observeras, men också alla detaljer som kan observeras under ett stereozoommikroskop kan registreras tydligt och skarpt. Naturligtvis kan denna metod också användas för att spela in flugornas morfologi, eftersom när de går in i sömn- eller halvsömnstillstånd tillåter den stationära modellen användaren att ta ett fotografi eller en bunt fotografier med olika brännfält för att få ett utökat djup av fältfoto. Dessa metoder kan realiseras utan komplicerad teknik och dyr utrustning eller till och med fantastiska manuella färdigheter.

Videokomponenten i den här artikeln visar videor av flera typiska beteenden hos flugor. Syftet med att visa dessa videor är dubbelt: en är att låta publiken veta vad som kan fångas och presentera bildkvaliteten som erhålls med hjälp av denna metod; den andra är att låta nya studenter som är intresserade av Drosophila, men hittills inte har haft möjlighet att faktiskt observera flugornas beteende förstå flugornas beteende (som uppvaktning, strider) genom dessa tydliga videor snarare än illustrationer eller suddiga bilder.

Kompletterande video: Fruktfluga beteende :Klicka här för att ladda ner den här filen.

Protocol

1. Konstruktion av observations-/dokumenteringssystemet OBS: De material som behövs för att konstruera flygbeteendet observera/dokumentera systemet visas i figur 1, och det färdiga systemet visas i figur 2. Protokollet för att konstruera systemet och hur det ska användas beskrivs nedan. Gör en fly behavior observation c</stro…

Representative Results

Skjut genom ett UV-filter för tydliga och skarpa bilderUtför ett enkelt experiment för att observera skillnaden mellan ett UV-filter och vanligt glas i laboratoriet. Ta en flugkulturflaska, ta bort proppen, placera den under ett stereo dissekerande mikroskop och täck den (växelvis) med ett UV-filter och ett Petri-disklock. Fotografierna som tagits i dessa två fall visas i figur 5. Fotografiet som tas genom UV-filtret är klart och skarpt, mycket likt fotografiet so…

Discussion

Ljus är i hjärtat av fotografi och videografi och är den avgörande faktorn för att få högkvalitativa bilder¹⁶. Här användes två LED-videolampor med justerbar ljusstyrka och färgtemperatur som belysningslampor, och ett genomskinligt material valdes för att göra FBOC. LED-ljuspanelerna på båda sidor gav tillräckligt med ljusstyrka, och det genomskinliga materialet mjukade och spridda ljus, vilket så småningom producerade enhetligt, mjukt och starkt ljus för att belysa flugorna i F…

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