Summary

تستخدم علفا بروتوكول مسار طول ل<em> ذبابة الفاكهة</em> يرقات

Published: April 23, 2016
doi:

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

والدروسوفيلاميلانوجاستر اليرقات مسار بطول النمط الظاهري هو مقياس واستخدامها لدراسة المساهمات الوراثية والبيئية للتغيير السلوكي. وقد وضعت اليرقات فحص مسار طول لقياس الفروق الفردية في السلوك تستخدم علفا التي ارتبطت في وقت لاحق هذا الجين تستخدم علفا. اليرقات مسار طول هو سمة سجل بسهولة أن يسهل جمع عينات كبيرة الحجم، بأقل تكلفة ممكنة، لشاشات الوراثية. هنا نقدم وصفا مفصلا للبروتوكول الحالي لاليرقات فحص مسار بطول استخدم لأول مرة من قبل Sokolowski. تفاصيل البروتوكول كيفية التعامل مع بتكاثر حيوانات الاختبار، إجراء فحص السلوكية وتحليل البيانات. مثال عن كيفية الفحص يمكن استخدامها لقياس المرونة السلوكية في الاستجابة للتغيرات البيئية، من خلال بيئة تغذية التلاعب قبل إجراء الفحص، وتقدم أيضا. وأخيرا، تصميم الاختبار المناسب فضلا عن العوامل البيئية التي يمكن تعديلوتناقش اليرقات مسار بطول مثل نوعية الغذاء والعمر التنموي والآثار اليوم.

Introduction

منذ اكتشاف الجين بيضاء في مختبر توماس مورغان في عام 1910، وقد استخدمت ذبابة الفاكهة، ذبابة الفاكهة البطن)، كنموذج لدراسة الأسس الجزيئية والفيزيولوجية للعمليات البيولوجية المختلفة. شعبية د. البطن ينبع إلى حد كبير من كمية كبيرة ومتنوعة من الأدوات الجينية. حجم ذبابة الفاكهة الصغير، وسهولة النسبية للمعالجة وتوليد وقت قصير يجعله نموذجا مثاليا للدراسات علم الوراثة. على قدم المساواة المهم هو قدرة ذبابة الفاكهة لاظهار العديد من الظواهر التي عبر عنها أكثر الكائنات الحية المعقدة بما فيها الثدييات. وهذا يشمل الظواهر المعقدة مثل السلوك التي تقف في واجهة بين الكائن الحي وبيئته. كما ساهمت هذه والدراسات السلوكية على ذبابة الفاكهة بشكل كبير في فهمنا لكيفية الجينات والبيئة تتوسط السلوك1.

واحدة من الدراسات الأولى من د. التحقيق في سلوك اليرقات البطن الفروق الفردية في استراتيجيات تستخدم علفا اليرقات عن طريق قياس أطوال مسار اليرقات 2 في حين تغذية. تم تعريف مسار طول والمسافة الإجمالية التي يقطعها يرقة واحدة على الخميرة، خلال مدة خمس دقائق. كل من السلالات المخبرية والذباب من الطبيعي للسكان في تورونتو تفاوتت في السلوكيات البحث عن الطعام، وكان هناك عنصر وراثي إلى الفروق الفردية في مسار طول. وقد وصفت اثنين نقرأ تستخدم علفا اليرقات من التوزيعات مسار بطول الكمية وكانت تسمى روفر وحاضنة. روفرز تبدي أطول مسار أطوال حين تعبر مساحة أكبر في حين على ركيزة الغذاء من المعتصمون. باستخدام هذا المسار طول فحص، دي حسناء وآخرون. 3 تعيين تستخدم علفا (ل) الجينات الكامنة وراء هذه الاختلافات السلوكية الفردية إلى موقع منفصل على chromosome- 2 (24A3-24C5). ود. مelanogaster لالجيني تم استنساخ في وقت لاحق 4 وكشفت أن يكون المركب تعتمد بروتين كيناز المغير من علم وظائف الأعضاء والسلوك في ذبابة الفاكهة وغيرها من الكائنات 6.

نحن هنا الخطوط العريضة للبروتوكول الحالي لاليرقات فحص مسار طول وضعت أصلا في Sokolowski 2. على الرغم من أن بعض جوانب الفحص تغيرت على مر السنين، والمفهوم الكامن وراء تصميم لديه لا. كما نقوم بتوفير البيانات لتوضيح إمكانية فحص لتقييم المساهمات الوراثية والبيئية إلى الفروق الفردية في السلوك تستخدم علفا لليرقات ذبابة الفاكهة. اليرقات مسار بطول فحص بسيط وفعال، ولكن قوية. ويمكن لشخص واحد اختبار ما يصل الى 500 اليرقات بكل سهولة في أربع ساعات والنتائج التي يمكن الحصول عليها مع مستوى عال من التكاثر. وضعت أصلا لتوطين ل، يمكن استخدامه في شاشات الوراثية، الكمي رسم الخرائط موضع الصفة، والدراساتمن الجينات التي كتبها للبيئة (GXE) التفاعلات. وعلاوة على ذلك، بساطته واستنساخ جعلها موردا كبيرا للتدريس في المرحلة الجامعية.

Protocol

1. إعداد لوحات العنب وزجاجات القابضة للجمع يرقات لصنع زجاجات عقد، وقطع ثقوب في جانب واحد من زجاجات 6 أوقية ثقافة الطاير، كبيرة بما يكفي لتناسب المكونات قنينة الطيران لتوفير الهواء (الشكل 1D). <li style=";text-align:right;…

Representative Results

ويوضح الاختلافات في مسار طول روفر وحاضنة للسلالات وتأثير الحرمان من الطعام على مسار طول في الشكل. 3 جمع البيانات على مدى ثلاثة أيام متتالية من التجارب أظهرت تأثير كبير سلالة (F (1421) = 351.89، ف <2.20 × 10 -16؛ الشكل 3A)، مع…

Discussion

فحص مسار بطول المذكورة هنا يوفر مقياسا قوية وبسيطة من السلوك تستخدم علفا لليرقات ذبابة الفاكهة. بروتوكول يتبع المنهجية العامة وصفها في Sokolowski ولكن منذ ذلك الحين تحسنت في ما يخص الكفاءة والضوابط التجريبية. إلى علمنا هذه الطريقة هي الطريقة الوحيدة المتاحة…

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

  1. Dubnau, J. . Behavioral Genetics of the Fly (Drosophila melanogaster). , 173 (2014).
  2. Sokolowski, M. B. Foraging strategies of Drosophila melanogaster: a chromosomal analysis. Behav Genet. 10, 291-302 (1980).
  3. de Belle, J. S., Hilliker, A. J., Sokolowski, M. B. Genetic localization of foraging (for): A major gene for larval behavior in Drosophila melanogaster. Genetics. 123, 157-164 (1989).
  4. 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).
  5. Kalderon, D., Rubin, G. cGMP-dependent protein kinase genes in Drosophila. J Biol Chem. 264 (18), 10739-10748 (1989).
  6. Reaume, C. J., Sokolowski, M. B. cGMP-dependent protein kinase as a modifier of behavior. Handb Exp Pharmacol. 191, 423-443 (2009).
  7. Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nat Methods. 9, 671-675 (2012).
  8. Schindelin, J., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
  9. Pereira, H. S., MacDonald, D. E., Hilliker, A. J., Sokolowski, M. B. Chaser (Csr), a new gene affecting larval foraging behavior in Drosophila melanogaster. Genetics. 140, 263-270 (1995).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Gonzalez-Candelas, F., Mensua, J. L., Moya, A. Larval competition in Drosophila melanogaster: effects on development time. Genetics. 82, 33-44 (1990).
  13. Durisko, Z., Kemp, R., Mubasher, R., Dukas, R. Dynamics of social behavior in fruit fly larvae. PLoS One. 9 (4), e95495 (2014).
  14. 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).
  15. de Belle, J. S., Sokolowski, M. B. Heredity of rover/sitter: alternative foraging strategies of Drosophila melanogaster. Heredity. 59, 73-83 (1987).
  16. de Belle, J. S., Sokolowski, M. B., Hilliker, A. J. Genetic analysis of the foraging microregion of Drosophila melanogaster. Genome. 36, 94-101 (1993).
  17. Sokolowski, M. B., Pereira, H. S., Hughes, K. Evolution of foraging behavior in Drosophila by density dependent selection. PNAS. 94, 7373-7377 (1997).

Play Video

Cite This Article
Anreiter, I., Vasquez, O. E., Allen, A. M., Sokolowski, M. B. Foraging Path-length Protocol for Drosophila melanogaster Larvae. J. Vis. Exp. (110), e53980, doi:10.3791/53980 (2016).

View Video