This protocol describes a simple, cost effective way to individually identify Drosophila or other insects. Demonstration data investigating mating success across three species of Drosophila show that this method is comparable or better than the use of CO2 anaesthesia.
Esperimenti di accoppiamento utilizzando Drosophila hanno contribuito notevolmente alla comprensione di selezione e il comportamento sessuale. Esperimenti spesso richiedono metodi semplici, semplici ed economiche per distinguere tra gli individui in un processo. Una tecnica standard per questo è di CO 2 l'anestesia e poi etichettatura o ala clipping ogni mosca. Tuttavia, questo è invasivo e ha dimostrato di influenzare il comportamento. Altre tecniche hanno utilizzato colorazione per identificare mosche. Questo articolo presenta un metodo semplice e non invasivo per l'etichettatura Drosophila che permette loro di essere identificati individualmente entro esperimenti, utilizzando coloranti alimentari. Questo metodo è usato in processi in cui due maschi competono per accoppiarsi con una femmina. Tintura permesso l'identificazione facile e veloce. C'era tuttavia qualche differenza nella forza della colorazione di tutti i tre specie testate. I dati sono presentati mostrando il colorante ha un minore impatto sul comportamento di accoppiamento di CO 2 de Drosophila melanoGaster. L'impatto di anestesia CO 2 è indicata a dipendere dalla specie di Drosophila, con D. pseudoobscura e D. subobscura mostrando alcun impatto, mentre D. maschi melanogaster avevano ridotto successo di accoppiamento. Il metodo di tintura presentato è applicabile ad un'ampia gamma di modelli sperimentali.
Negli ultimi decenni si è registrato un crescente interesse in modo sessuale selezione e competizione tra maschi impatto sull'evoluzione 1,2. Esperimenti sul comportamento di accoppiamento hanno svolto un ruolo importante nello sviluppare e testare le teorie di selezione sessuale 3,4. In particolare, la ricerca con le specie del genere Drosophila, ha contribuito notevolmente alla comprensione di selezione e il comportamento sessuale. Tuttavia, è importante indagare se tecniche comunemente utilizzate potrebbero influenzare artificialmente i risultati di esperimenti di accoppiamento standard di 5,6.
Anestesia è spesso usato per la gestione e l'identificazione in esperimenti 7. Ad esempio, le mosche sono comunemente raccolti prima dell'accoppiamento, o ordinate in genotipi o trattamenti sperimentali che utilizzano anidride carbonica (CO 2) anestetico. Negli esperimenti in cui è necessario distinguere due o più individui, è pratica comune per anestetizzare il flIES e clip parte dell'ala off per identificare ogni individuo o gruppo di trattamento 5,8. E 'fondamentale, però, per capire come CO 2 trattamento sarà influenzare il comportamento. L'effetto di CO 2 l'anestesia è stata esaminata in Drosophila melanogaster in cui i maschi esposti a CO 2 ha preso molto più tempo per accoppiarsi e nel complesso è stata il successo di accoppiamento inferiori rispetto ai maschi non anestetizzato o maschi anestetizzati con l'esposizione al freddo 5. Questo effetto è stato osservato sia quando l'anestesia è stata applicata il giorno dell'esperimento e quando le mosche hanno dato un giorno per recuperare. Tuttavia, questo studio è stato limitato in studi solo esame in cui un singolo maschio è stato presentato ad ogni femmina 5. Uno scenario più realistico è per una femmina di incontrare più maschi 9,10, permettendo la concorrenza tra i maschi, il che potrebbe permettere il rilevamento di perdite più sottili del fitness maschile a causa di anestesia. L'uso di anestesia CO 2 è anche essereen trovato per ridurre la fecondità e la longevità di adulti D. melanogaster quando sono esposti poco dopo eclosion, come è comune nella raccolta vergine vola 11.
Un'alternativa di CO 2 l'anestesia è di marcare le mosche somministrando loro cibo colorato con tinture 4,6,10,12,13. Questo colorante entra l'intestino della mosca ed è visibile attraverso l'addome, permettendo mosche colorate per distinguere dalle mosche incolore, o da mosche etichettati con un colore diverso. Metodi differiscono in quanto questo può essere applicato: viene aggiunto direttamente al cibo 12, tramite tinto pasta lievito complementare 6, o mediante esposizione ad un romanzo tinto alimentare substrato 13. Queste tecniche di marcatura sembrano mostrare alcun effetto sulle prestazioni di accoppiamento 4,6. Tuttavia, un documento esaminare direttamente gli effetti dello stesso colorante alimentare su adulto D. melanogaster trovato una forte riduzione della durata della vita 14. Il lavoro precedente ha anche concentrato almost interamente su D. melanogaster, sia per quanto riguarda gli effetti di CO 2 anestesia 5,11 e colorante alimentare 14 metodi. Attualmente, ci sono poche informazioni su come CO 2 anestesia o l'uso di coloranti intestinale colpisce il comportamento di accoppiamento di altri Drosophila.
Il seguente studio valuta l'effetto di CO 2 anestesia sul comportamento di accoppiamento di tre specie di Drosophila melanogaster (D., D. pseudoobscura, e D. subobscura). L'effetto di raccogliere mosche su di CO 2 è stata esaminata sia in singolo e due prove di accoppiamento maschi. L'effetto della CO 2 è stato trovato anche variare in D. melanogaster 5 e così diversi periodi di latenza tra l'esposizione a CO 2 e l'accoppiamento sono stati testati. Un metodo per l'anestesia e l'ala clipping marcatura alternativa: l'uso di coloranti per colorare linea viene valutata anche.
Questi dati mostrano che l'impatto dell'anestesia CO 2 è coerente tra le specie, con due delle tre specie mostrano scarso impatto. I nostri risultati suggeriscono l'etichettatura con il colorante alimentare ha avuto un minor impatto sul successo di accoppiamento maschio di CO 2 per l'anestesia D. melanogaster. Questi esperimenti dimostrano che i coloranti alimentari possono facilmente ed economicamente essere utilizzati per le mosche di etichette per le prove di accoppiamento che coinvolgono più maschi.
Delle tre specie modello Drosophila esaminati, solo D. melanogaster ha mostrato un effetto di CO 2 anestesia sulle prestazioni di accoppiamento in una situazione di concorrenza. Al contrario, nessuna delle specie ha mostrato un effetto di raccolta gas in studi singoli accoppiamento in termini di latenza accoppiamento, contrariamente ai risultati precedenti per D. melanogaster 5. L'effetto della concorrenza potrebbe quindi essere evidenziando effetti di fitness più sottili di anestesia CO 2, che sono solo rilevabiliin situazioni in cui vi è una concorrenza maschio-maschio. L'esposizione a raccolta precoce e un giorno prima del processo hanno un effetto negativo sulla capacità dei maschi di D. melanogaster per ottenere un accoppiamento. Esposizione due giorni prima del processo, tuttavia, non ha mostrato alcun effetto. Entrambi D. pseudoobscura e D. subobscura non ha mostrato alcun effetto di esposizione a gas in qualsiasi delle prove. Una spiegazione è che D. melanogaster era vulnerabile a precoce esposizione al CO 2 perché deve essere raccolto in precedenza in vita (0-6 ore di età) rispetto alle altre specie per garantire i maschi sono vergine. Quindi maschio D. melanogaster di questa età può essere più sensibile la cuticola della mosca è ancora indurimento, rispetto alle altre specie che hanno avuto più per la loro cuticola per indurire. In generale, questo sostiene l'idea che gli effetti di CO 2 anestesia sono specie specifici e investigatori dovrebbero adeguatamente testare l'effetto in loro specie bersaglio. Correntely, la maggior parte del lavoro sull'effetto di CO 2 anestesia è stata effettuata su Drosophila melanogaster 5,11,22 e quindi non può essere opportuno applicare alle altre specie affini.
Il metodo non invasivo alternativa presentata a differenziare le mosche è colorante alimentare. I risultati suggeriscono questo trattamento non ha avuto effetto in in tutte le specie esaminate. Tuttavia, mentre il suo uso è riuscita a fornire un marker economico e facilmente visibili distinguere tra individui va osservato che il colorante era facile distinguere in D. pseudoobscura e D. subobscura che in D. melanogaster. Precedente autori hanno utilizzato diversi colori (rosso, verde e blu) 4,6. Abbiamo trovato colorazione blu per essere il più facile distinguere in tutte le specie, particolarmente D. pseudoobscura e D. subobscura. Utilizzando diversi colori potenzialmente consentire esperimenti più complessi con molti marcati individualmente flies. Tuttavia, i test preliminari di diversi coloranti sono essenziali, come alcuni coloranti alimentari non riescono a colorare le mosche, forse essere digerito se consumato. Altri coloranti possono avere effetti tossici e ridurre la sopravvivenza delle mosche, e dovrebbero essere evitati 14). Metodi coloranti alimentari alternativi utilizzando le macchie più costosi sono stati utilizzati anche per l'esame di integrità intestinale per D. melanogaster 23. Questi possono fornire un'alternativa, anche se più costoso, metodo di tintura 23.
Il metodo di tintura è il più velocemente di CO 2 ala ritaglio come mosche possono essere memorizzati sul cibo tinto a raccolta. Uptake del cibo era rapida (~ 3 ore), in modo stoccaggio O / N sul cibo colorato sarebbe anche sufficiente a marcare mosche, come usato in altri studi 6. Tuttavia, la durata della colorazione è relativamente breve (~ 4 – 5 ore) rispetto al centro di clipping (permanente) o polvere fluorescente marcatura (10 – 12 giorni) 24. Come Drosophila specievari in apparenza, diversi coloranti saranno più o meno efficace per le specie diverse, e alcuni ceppi (ad esempio, mutanti knock-out) possono essere sensibili a cambiamenti nella dieta, qualsiasi uso di colorante richiede una prova preliminare della sua efficacia soprattutto se più esposizione a lungo termine ai coloranti può essere tossico 14. In contrasto studio di Kalaw et al. 14, abbiamo trovato alcuna significativa mortalità dopo stoccaggio per più giorni sugli alimenti colorati per D. melanogaster (3 giorni), D. pseudoobscura (5 giorni), o D. subobscura (7 giorni), probabilmente a causa della differenza di colorante utilizzato.
Il passo fondamentale per utilizzare con successo la tecnica di tintura è passo 1.5, convalida che il colorante prescelto funziona bene con le specie e del ceppo utilizzati. Una tecnica alternativa comporta l'applicazione di polvere colorata all'esterno della mosca prima dell'uso in esperimenti di campo 24. Questo metodo è stato utilizzato per l'inseguimento individui nel campo a causa to la durata di marcatura e la facilità di massa marcatura 24 mosche. Anche se non abbiamo testato in modo esplicito questo metodo negli studi di accoppiamento, sarebbe importante esaminare gli effetti che la polvere potrebbe avere sui sensi importanti in accoppiamento, in particolare in Drosophila 25, 26. In specie, invece, dove la tintura intestinale non è possibile, questi metodi potrebbero essere adatti.
In conclusione, abbiamo scoperto che in due delle tre specie testate (D. pseudoobscura e D. subobscura) non vi è stato alcun effetto trovato su entrambi CO 2 anestesia o colorante alimentare sulla capacità di accoppiamento dei maschi. Per D. melanogaster un effetto negativo di CO 2 anestesia è stato rilevato, ma colorante alimentare non ha influenzato l'accoppiamento successo in questa specie. In generale, il metodo della tintura fornisce un metodo non invasivo semplice ed economico per identificare singoli Drosophila equivalente o migliore di metodi che richiedono CO 2 anestesia. Essoè probabile che questo metodo avrebbe funzionato in una vasta gamma di specie.
The authors have nothing to disclose.
Vorremmo ringraziare Alex Hitchen e Meg Booth per il loro aiuto con le prove di accoppiamento. Questo lavoro è stato sostenuto da NERC concessione NE / H015604 / 1 a TP.
Plastic tubing | Fisher Scientific | TWT-200-061G | Other tubing may be suitable however it must fit within a 1ml pipette tip. |
Fine mesh | Any haberdashery | – | Fine curtain mesh is suitable |
1ml pipette tips | VWR | 83007-376 | Various brands of pipette tips would be suitable |
Plastic Vials | Sarstedt | 58.49 | Larger vials or bottles could also be used. |
Cotton Balls | Lewis Medical Solutions | 28170 | The size of cotton will vary depending on the size of vials used |
Blue Food colouring | Thesugarcraftcompany | – | Other dye colours and brands can have variable results. |
CO2 Tank | BOC | BOC 40VK | |
Sharpie Markers | Steadtler | Lumocolor 313 S | Various colours can be used, but Lumocolor S give an excellent combination of durability and fineness |
Stopwatch | Salter | SL3920 | Any stopwatch with a good digital display would be fine |