शुक्राणु प्रतिस्पर्धी क्षमता में में आकलन मतभेद<em> ड्रोसोफिला</em

Summary

के बीच अंतर शुक्राणु प्रतिस्पर्धी क्षमता<em> ड्रोसोफिला</emअलग जीनोटाइप के साथ> पुरुषों के डबल संभोग प्रयोगों के माध्यम से पता लगाया जा सकता है. इन प्रयोगों में से प्रत्येक ब्याज और एक संदर्भ पुरुष के पुरुषों में से एक शामिल है. संतान में आसानी से पहचाने मार्करों प्रत्येक पुरुष से जन्मा व्यक्तियों के अंश का अनुमान अनुमति देते हैं.

Abstract

अंडाणु निषेचन के लिए सजातीय पुरुषों के बीच प्रतियोगिता यौन चयन के तंत्र में से एक, बल्कि अधिकतम अस्तित्व और व्यवहार्यता पर ¹ से सफल संभोग घटनाओं की संख्या को अधिकतम करने पर चल रही है यानी कि चयन है. शुक्राणु प्रतिस्पर्धा उनके शुक्राणु समय और अंतरिक्ष में संयोग हैं, जिनमें एक ही महिला ^2, के साथ मैथुन के बाद पुरुषों के बीच प्रतियोगिता का प्रतिनिधित्व करता है. इस घटना पौधों और जानवरों ³ की कई प्रजातियों में सूचित किया गया है. उदाहरण के लिए, जंगली पकड़ा डी. मेलानोगास्टर महिलाओं आमतौर पर 2-3 पुरुषों के ⁴ से शुक्राणु होते हैं. शुक्राणु अलग पुरुषों ^2,5 से शुक्राणु की सीधी प्रतिस्पर्धा को जन्म दे सकता है जो सीमित भंडारण क्षमता के साथ विशेष अंगों में जमा हो जाती है.

ब्याज की अलग पुरुषों (प्रयोगात्मक पुरुष प्रकार) का शुक्राणु प्रतिस्पर्धी क्षमता की तुलना नियंत्रित डबल संभोग experimen के माध्यम से प्रदर्शन किया गया हैप्रयोगशाला ^6,7 में टीएस. संक्षेप में, एक भी महिला लगातार दो अलग पुरुषों, एक प्रयोगात्मक पुरुष और एक पार संभोग संदर्भ पुरुष के संपर्क में है. एक ही संभोग योजना तो इस प्रकार एक सामान्य संदर्भ के माध्यम से अपने शुक्राणु की प्रतिस्पर्धात्मक क्षमता का अप्रत्यक्ष तुलना की सुविधा के अन्य प्रयोगात्मक पुरुष प्रकार के उपयोग के बाद है. प्रयोगात्मक और संदर्भ पुरुषों से जन्मा व्यक्तियों के अंश एक सरल गणितीय अभिव्यक्ति ^7,8 का उपयोग कर शुक्राणुओं की प्रतिस्पर्धात्मक क्षमता का अनुमान लगाने के लिए अनुमति देता है जो मार्कर का उपयोग करने की पहचान की है. इसके अलावा, शुक्राणु प्रतिस्पर्धी क्षमता प्रयोगात्मक पुरुष अलग क्षमता विशेषताओं को प्रतिबिंबित करता है माना जाता है जो दोस्त (क्रमशः अपराध और रक्षा परख) ^9, के लिए दूसरी या पहली निर्भर है कि दो विभिन्न परिदृश्यों में अनुमान लगाया जा सकता है.

यहाँ, हम कथित रूप से टी आबाद कि विभिन्न आनुवंशिक कारकों की भूमिका को पूछताछ के लिए मदद करता है एक दृष्टिकोण का वर्णनडी. में शुक्राणुओं की प्रतिस्पर्धी क्षमता की वह घटना मेलानोगास्टर.

Introduction

ज्योफ पार्कर कीड़े और इसके विकासवादी निहितार्थ ² में शुक्राणु प्रतियोगिता के प्रसार विख्यात बाद से, ड्रोसोफिला और अन्य प्रजातियों में पढ़ाई की भारी उछाल के कई विभिन्न स्तरों पर इस घटना पर कुछ प्रकाश डाला करने की कोशिश की है. हित के क्षेत्रों के कुछ उदाहरण प्राकृतिक आबादी ^9,10, इसकी आनुवंशिक संरचना और आनुवांशिक कारक ^11-14 अंतर्निहित की प्रासंगिकता, और लिंगों ^15,16 बीच coevolution ड्राइविंग में अपनी भूमिका में अपनी विभिन्नता का सर्वेक्षण किया गया है. डी. में मेलानोगास्टर महिलाओं, विशेष शुक्राणु भंडारण अंगों की सीमित क्षमता, spermatheca और लाभदायक गोदाम ^6,17 की एक जोड़ी, अलग पुरुषों से शुक्राणु की प्रतियोगिता के लिए योगदान देता है. लगभग 1,500 शुक्राणु उल्लेख अंगों ^18,19 में शामिल किया जा सकता है औरत लेकिन केवल ~ 500 को संभोग के दौरान स्थानांतरित कर रहे हैं. प्रयोगशाला, नियंत्रित डबल संभोग अनुभव मेंएक संदर्भ पुरुष और ब्याज की एक या एक से अधिक पुरुषों से जुड़े बयान को बड़े पैमाने पर शुक्राणु प्रतिस्पर्धी क्षमता ^7,8 के मूल्यांकन के लिए इस्तेमाल किया गया है.

शुक्राणु प्रतिस्पर्धी क्षमता कुल संतान से अधिक डबल संभोग प्रयोगों में प्रयोगात्मक पुरुष द्वारा जन्म दिया संतान के अनुपात के रूप में अनुमान लगाया गया है, यानी कि प्रयोगात्मक और संदर्भ पुरुषों दोनों से है. शुक्राणु प्रतिस्पर्धी क्षमता के दो घटक, एक अलग परख में मूल्यांकन उनमें से प्रत्येक शामिल हैं. अपराध परख में, पहली बार पुरुष शुक्राणु से विस्थापित करने के लिए प्रयोगात्मक पुरुष शुक्राणु की क्षमता, संदर्भ पुरुष यानी, मूल्यांकन किया जाता है. इसके विपरीत, रक्षा परख में, प्रयोगात्मक पुरुष शुक्राणु की क्षमता विस्थापन का विरोध करने या संदर्भ पुरुष शुक्राणु का निषेचन की सफलता को कम करने के लिए मूल्यांकन किया जाता है. परख, रक्षा या अपराध के प्रकार पर निर्भर करता है, शुक्राणु प्रतिस्पर्धी क्षमता स्कोर पी ₁ या पी _2, क्रमशः के माध्यम से अनुमान लगाया गया है. पी₁ और पी ₂ 0 और 1 के बीच मूल्यों को ही ले जा सकते हैं. मध्यवर्ती मूल्यों आमतौर पर प्रत्यक्ष शुक्राणु प्रतियोगिता से जुड़े एक शारीरिक परिदृश्य पता चलता है जो शुक्राणु मिश्रण, का अप्रत्यक्ष सबूत के रूप में व्याख्या कर रहे हैं. एक ही तर्क के बाद, चरम मूल्यों को मजबूत अंतर शुक्राणु प्रतिस्पर्धी क्षमता के लिए साक्ष्य के रूप में व्याख्या की जा सकती है. प्रारंभिक अध्ययन से पता चला है कि डी में पी ₂ मेलानोगास्टर ⁷ lengthens दो matings के बीच गुजरे समय में वृद्धि के रूप में 0.8 से अधिक है. इस एक ही प्रयोगात्मक डिजाइन अन्य ड्रोसोफिला प्रजातियों में इस्तेमाल किया गया है, पी ₂ शुक्राणु प्रतिस्पर्धी क्षमता ²⁰ का मूल्यांकन करने के लिए अध्ययन में आमतौर पर इस्तेमाल आंकड़ा जा रहा है. अधिकांश प्रजातियों के लिए, परीक्षण उपभेदों के पी ₂ मूल्यों 0.6 ²¹ से अधिक है. फिर भी, अलग पुरुषों के शुक्राणु के बीच सीधी प्रतिस्पर्धा से संबंधित नहीं कई अन्य तंत्र के समान स्कोर (चर्चा देखें) अर्जित कर सकते हैं.

डीपहले या दूसरे पुरुषों से जन्म दिया istinguishing संतान आसानी से पहचाना मार्कर के उपयोग के माध्यम से संभव है. प्रारंभिक अध्ययन में, पुरुषों में से एक की sublethal खुराक पर विकिरणित किया गया था, उदाहरण के लिए, एक्स – रे ऐसे विकिरणित शुक्राणु से निषेचित लगभग सभी ओवा ⁷ हैच करने में विफल रहा है. इसके बाद आंख रंजकता या पंख आकार फेरबदल म्यूटेशन सबसे अधिक इस्तेमाल किया मार्करों किया गया है. पूर्व के उदाहरण म्यूटेशनों हैं bw (ब्राउन) ^9, सीएन (सिंगरिफ) ²² और डब्ल्यू (सफेद) ^23, phenotypes के दूसरे प्रकार को उत्परिवर्तन Cy (घुंघराले) ²⁴ मेल खाती है, जबकि इन म्यूटेशनों के कुछ में सम्मिलित किया गया है एक ही व्यक्ति, उदाहरणार्थ bw. एक हद तक कम करने के लिए, allozymes ²⁵ और प्रसिद्ध विरासत पैटर्न के साथ microsatellites ^26,27 भी इस्तेमाल किया गया है.

में मतभेद के लिए परीक्षण करने के लिए प्रयोगात्मक डिजाइनशुक्राणु प्रतिस्पर्धी क्षमता है कि क्लार्क एट अल का अनिवार्य रूप से यहाँ निम्नानुसार वर्णित. ^9. इन प्रयोगों से प्राप्त परिणामों पूरी तरह से जांच के दायरे में प्रयोगात्मक पुरुष प्रकार का अंतर पितृत्व के बारे में जानकारी दे. भी फिटनेस ^14,28 और शुक्राणु दृश्य तकनीकों ²⁴ में बाद निषेचन मतभेद के लिए भत्ता बनाने कि assays पी ₁ में मतभेद (या पी ₂₎ अंक शुक्राणु क्षमता में अंतर के रूप में व्याख्या की जा सकें.

चित्रा 1 अपराध और रक्षा assays के दोनों का तर्क रूपरेखा. प्रक्रिया की रसद को वर्णन करने के लिए, एक अपराध प्रयोग डी. में किए गए मेलानोगास्टर ¹⁴ विस्तार से समझाया जाएगा. इस विशेष अपराध परख शुक्राणु प्रतिस्पर्धी क्षमता पर बहुजीनीय परिवार शुक्राणु विशेष dynein मध्यवर्ती श्रृंखला (SDIC) के एक औसत दर्जे का प्रभाव के लिए परीक्षण करने के लिए इस्तेमाल किया गया था. सभी सदस्यइस बहुजीनीय परिवार की एक्स गुणसूत्र पर मिलकर में रहते हैं. नॉकआउट पुरुषों Sdic क्लस्टर हटाने के द्वारा उत्पन्न किया गया. हटाए गए खंड भी आवश्यक जीन कम विंग (SW) शामिल है और अध्ययन का उद्देश्य Sdic की प्रासंगिकता का मूल्यांकन करने के लिए था, Sdic-दप हटाए जाने को ले जाने के पुरुषों (पी {दप} के रूप में प्रतीक दप के एक ट्रांसजेनिक प्रतिलिपि द्वारा बचाया गया , भी 2 गुणसूत्र पर एक मिनी सफेद रिपोर्टर जीन) किया जाता है. आँखों का रंग पितृत्व की पहचान के लिए एक दृश्य मार्कर के रूप में इस्तेमाल किया गया था. सभी मक्खियों संदर्भ पुरुषों के रूप में इस्तेमाल किया गया जो तनाव ओरेगन-R से उन के अपवाद के साथ एक सफेद उत्परिवर्ती पृष्ठभूमि में थे.

Protocol

छोटे पैमाने पर प्रयोग पूरी प्रक्रिया से परिचित बनने के लिए किया जाना चाहिए. 1. वर्जिन महिलाओं और भोले नर एकत्रित ख) ओरेगन आर व्यक्तियों भोले संदर्भ पुरुषों लेने के लिए, ग क) डब्ल्यू…

Representative Results

तालिका 2 दो अपराध प्रयोगों के कुछ प्रमुख विशेषताएं (Assays के 1 और 2) के सार में डी. साथ और (क्रमशः प्रकार मैं और द्वितीय) एक कार्यात्मक Sdic क्लस्टर बिना मेलानोगास्टर प्रयोगात्मक पुरुषों के 14</sup…

Discussion

हम आनुवंशिक रूप से अलग के सापेक्ष योगदान में मतभेद का आकलन करने के लिए प्रयोगात्मक डिजाइन का वर्णन किया है डी. नियंत्रित डबल संभोग प्रयोगों ^7,8 में संतान को मेलानोगास्टर पुरुषों. यह शुक्राणु ?…

Materials

Name of Reagent/Material	Company	Catalog Number	Comments
Amber latex tubing	VWR	62996-473	1/4 inch ID, 1/6 inch Wall
1 ml graduated XL filter tips	USA Scientific	1126-7810	Any 1 ml pipette tip can be used but semi-transparent and long tips are better as a fly receiver. If filter tips are used, poke out and discard the filter using a needle after the tip end is trimmed
Parafilm	Sigma	P-7793
Mesh Fabric			Thin and smooth
Stereomicroscope	Leica	S6D
CO2 Tank	Airgas	CD-50	Use FlyNap (Carolina Biological Supply Company) as an alternative if CO2 is not available
FlyStuff Foot Valve, complete system	Genesee Scientific	59-121C	Not necessary if FlyNap is used
Plastic vials	Genesee Scientific	32-109	Come with carboard trays that can be reused for holding vials
Cotton balls	Fisher Scientific	AS-212
Active dry yeast	Red Star		Found in general grocery store
Sharpie markers			Different colors may be used for marking different genotypes