Summary

Регулируемая система визуализации высокой четкости для поведенческих исследований взрослых дрозофил

Published: June 08, 2021
doi:

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

1. Построение системы наблюдения/документирования ПРИМЕЧАНИЕ: Материалы, необходимые для построения системы наблюдения/документирования поведения мух, показаны на рисунке 1,а завершенная система показана на рисунке 2. Протокол построения …

Representative Results

Съемка через УФ-фильтр для получения четких и четких изображенийПровести простой эксперимент, чтобы наблюдать разницу между УФ-фильтром и обычным стеклом в лаборатории. Возьмите флакон с культурой мух, снимите пробку, поместите ее под стереопарифицирующий микроскоп и накр?…

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…

Divulgations

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

  1. Chyb, S., Gompel, N. . Atlas of Drosophila morphology: Wild-type and classical mutants. , (2013).
  2. Yang, D. Carnivory in the larvae of Drosophila melanogaster and other Drosophila species. Scientific Reports. 8, 15484 (2018).
  3. Piper, M. D., et al. A holidic medium for Drosophila melanogaster. Nature Methods. 11, 100-105 (2014).
  4. Shiraiwa, T., Carlson, J. R. Proboscis extension response (PER) assay in Drosophila. Journal of visualized experiments : JoVE. (3), e193 (2007).
  5. 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).
  6. Yang, D. Simple homemade tools to handle fruit flies-Drosophila melanogaster. Journal Of Visualized Experiments: JoVE. (149), e59613 (2019).
  7. Nichols, C. D., Becnel, J., Pandey, U. B. Methods to assay Drosophila behavior. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (61), e3795 (2012).
  8. Barron, A. B. Anesthetizing Drosophila for behavioural studies. Journal of Insect Physiology. 46 (4), 439-442 (2000).
  9. . 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)
  10. . UV and clear lens protection filters review Available from: https://www.the-digital-picture.com/Reviews/UV-and-Clear-Lens-Protection-Filters.aspx (2013)
  11. Shaw, P. J., Cirelli, C., Greenspan, R. J., Tononi, G. Correlates of sleep and waking in Drosophila melanogaster. Science. 287 (5459), 1834-1837 (2000).
  12. Barradale, F., Sinha, K., Lebestky, T. Quantification of Drosophila grooming behavior. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (125), e55231 (2017).
  13. Szebenyi, A. L. Cleaning behaviour in Drosophila melanogaster. Animal Behaviour. 17 (4), 641-651 (1969).
  14. . 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)
  15. . Calculation of the light reflection and transmission Available from: https://www.glassproperties.com/reflection/ (2007)
  16. Hunter, F., Biver, S., Fuqua, P. . Light science & magic: an introduction to photographic Lighting. , (2015).
  17. Hendricks, J. C., et al. Rest in Drosophila is a sleep-like state. Neuron. 25 (1), 129-138 (2000).
  18. 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).

Play Video

Citer Cet Article
Li, T., Weng, Y., Yang, D. An Adjustable High-Definition Imaging System for Behavioral Studies of Drosophila Adults. J. Vis. Exp. (172), e62533, doi:10.3791/62533 (2021).

View Video