واحدة ذبابة الفحص لسلوك البحث عن الطعام في<em> ذبابة الفاكهة</em
Summary
في هذه المقالة الفيديو، ونحن تصف مقايسة الآلي لقياس تأثير الجوع أو الشبع على حاسة الشم التي تعتمد سلوك البحث الغذائية في الفاكهة الكبار يطير ذبابة الفاكهة السوداء البطن.
Abstract
لكثير من الحيوانات والجوع يعزز التغييرات في نظام حاسة الشم بطريقة تسهل البحث عن مصادر الغذاء المناسب. في هذه المقالة الفيديو، ونحن تصف مقايسة الآلي لقياس تأثير الجوع أو الشبع على حاسة الشم التي تعتمد سلوك البحث الغذائية في الفاكهة الكبار يطير ذبابة الفاكهة السوداء البطن. في ضوء مربع محكم تنيره الضوء الأحمر التي هي غير مرئية للذباب الفاكهة، وكاميرا مرتبطة برنامج الحصول على بيانات مخصصة تراقب الموقف من ستة الذباب في وقت واحد. ويقتصر كل ذبابة على السير في الساحات الفردية التي تحتوي على رائحة الطعام في المركز. والساحات اختبار ترتكز على أرضية مسامية الذي يعمل على منع تراكم الرائحة. يتم تحديد زمن الوصول لتحديد مصدر الرائحة، والذي يعكس حساسية متري حاسة الشم تحت الدول الفسيولوجية المختلفة، من خلال تحليل البرمجيات. هنا، ونحن نناقش اليات حرجة من تشغيل هذا النموذج السلوكي وتغطية قضايا محددة تتعلق ذبابة loadiنانوغرام، وتلوث الرائحة ودرجة الحرارة الفحص، جودة البيانات، والتحليل الإحصائي.
Introduction
الدول الجوع تعزيز نوعين من السلوكيات مشهي: البحث الغذائية والاستهلاك الغذائي 1. هذا الاختبار السلوكية البسيطة هي مفيدة لدراسة السلوكيات المرتبطة الكيميائي تستخدم علفا 2،3. على وجه التحديد، فإنه يتابع الموقف الطاير، سرعة المشي والكمون لتحديد موقع الهدف رائحة الطعام. الكمون لتقصي الغذاء بمثابة متري لقياس التغيرات في حساسية من رائحة نظام الكشف عن الذبابة المصب من التغيرات في حالته مشهي الداخلية. وهناك نسخة من دليل هذا الاختبار كان يستخدم في السابق ليبرهن GABA-B مستقبلات الإشارات المهم للسلوك رائحة التوطين في الذباب الكبار 3. وكان الإصدار الآلي الحالية للمقايسة دور فعال في دراسة كيفية قصيرة نيوروبيبتيدي-F (SNPF) إشارات تعيد تشكيل خريطة حاسة الشم في ذبابة الفاكهة والتأثيرات مشهي السلوكيات 2.
ويتم اختبار في ودرجة الحرارة والرطوبة غرفة مظلمة تسيطر عليها. رقميكاميرات الفيديو المبينة أعلاه واضحة لوحات اختبار الاكريليك تتبع الذباب الخلفية بواسطة 660 نانومتر إضاءة LED. تتم معالجة المعلومات من الكاميرا في الوقت الحقيقي من خلال جهاز كمبيوتر المتمركزة بالقرب من منطقة الاختبار. ونحن نستخدم برنامج الحصول على بيانات لتسجيل وحفظ إحداثيات المواقع ذبابة خلال فترة الاختبار.
في هذا النموذج، يتم تحرير هذا الموضوع إلى الساحة التي تحتوي على رائحة الطعام في المركز؛ الكائن رائحة يخلق رائحة الطعام التدرج داخل الساحة الذي يسبب السلوك الغذائي في البحث الطاير. وقد تم تطبيق رائحة مماثلة نحو بروتوكول البحث دراسة chemosensation في واحد يرقات ذبابة الفاكهة 7. بينما المقايسات السلوكية الأخرى مثل olfactometer 4،5 أربعة الميداني أو تي متاهة 6 تقييم رائحة النفور أو الجاذبية السلوكيات، هو الانسب هذا النموذج لتقييم حساسية والكيميائي السلوكيات حاسة الشم.
العديد من المزايا الرئيسية تصاحب هذه أساذ. الأولى، فإنه يسمح سرعة اقتناء مجموعات كبيرة من البيانات، لجمع البيانات وتحليلها في الغالب الآلي. الثانية، وهذا الاختبار يقيس يعزل سلوك الذباب واحد، وبالتالي القضاء على العظة حاسة الشم الاجتماعية التي قد تؤثر على تصرفاتهم. الثالث، وبساطة من البروتوكول والتصميم التجريبي بسيطة تجعل الفحص فعالة وسهلة لتعليم الآخرين.
بالإضافة إلى ذلك، هذا الاختبار يمكن أن تستخدم لتحقيق مزيد من الدوائر العصبية الكامنة وراء سلوك البحث الغذائية، عن طريق الجمع بين ذلك مع أدوات الوراثية الواسعة المتاحة لذبابة الفاكهة السوداء البطن 8. التعبير المستهدفة من الجينات المحورة أن الصمت أو تثير الخلايا العصبية يمكن أن يتحقق مع أدوات مثل نظام GAL4-UAS فضلا عن TS1 UAS-shibire، UAS والكزاز والسم، وUAS-TrpA1 (B) الجينات المحورة 9-12.
Protocol
Representative Results
Discussion
في هذا البروتوكول، ونحن تصف الإجراء خطوة بخطوة لفحص سلوك البحث الغذائية. بالإضافة إلى الروائح الغذائية ذات الصلة، فإنه يمكن أيضا أن تتكيف لدراسة قدرة الذبابة لتحديد مواقع الأشياء رائحة أخرى. على سبيل المثال، فإنه يمكن تطبيقها تجاه دراسة السلوك توطين زميله في الذباب…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل عن طريق المنح البحثية لJWW من المعهد الوطني للصحة (R01DK092640) والمؤسسة الوطنية للعلوم (0920668).
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Apple Cider Vinegar | Spectrum | commercially available | |
| Agarose, Type VII | Sigma-Aldrich | A0701 | low gelling temperature agarose |
| Acrylic Testing Plate | custom | Plate contains 6 arenas. Each arena is 60 mm in diameter 6 mm in height. See testing plate diagrams for specific measurements. | |
| LabVIEW V.8.5 | National Instruments | 776670-09 | platform for programs: PositioningTool.vi, FlyTracking–Six Zones.vi NOTE: "elapsed time.vi", "time into file.vi", and "two object detect.vi" are included subroutines that must be available in order for the main data acquisition program "FlyTracking–Six zones.vi" to run. |
| LabVIEW Vision 8.5 | |||
| LabVIEW Vision Acquisition Software 8.5 | |||
| LabVIEW Vision Builder AI 3.5 | |||
| Igor Pro V.6 | Wavemetric, Inc. | platform for macro: Data Analysis for Fly Tracking–Six Zones | |
| Basler scA1390-17fm | National Instruments | 779980-01 | Digital Camera NOTE: driver for camera available at Baslerweb.com |
| 8 mm lens | National Instruments | 780024-01 | Lens for Basler Digital Camera |
| Ground Glass Diffuser Plate | Edmund Optics | custom | Diffuses light, 25 cm x 30 cm |
| US Std. No. 100 | Fischer Scientific | 04-881X | Sieve with nominal opening of 150 μm |
| Lighting Option 1 | |||
| LED backlight 660 nm (20 cm x 20 cm) | Spectra West | BL47192 | a simpler but more expensive lighting option. |
| Power Supply for LED Backlight | Spectra West | ||
| Lighting Option 2 | |||
| 660 nm LEDs | Superbrightleds | RL5R1330 | Wavelength 660 nm (approximately 7 x 7 LED array for a 14.7 inch x 9.75 inch panel) |
| Linear DC Power Supply | GW Instek | GPS-1830D | Power supply for LED Panel |
| Solderless Breadboard | Digikey | 922354-ND | Breadboard for LEDs |
References
- Dethier, V. G. . The hungry fly : a physiological study of the behavior associated with feeding. , (1976).
- Root, C. M., Ko, K. I., Jafari, A., Wang, J. W. Presynaptic facilitation by neuropeptide signaling mediates odor-driven food search. Cell. 145, 133-144 (2011).
- Root, C. M., et al. A presynaptic gain control mechanism fine-tunes olfactory behavior. Neuron. 59, 311-321 (2008).
- Semmelhack, J. L., Wang, J. W. Select Drosophila glomeruli mediate innate olfactory attraction and aversion. Nature. 459, 218-223 (2009).
- Faucher, C., Forstreuter, M., Hilker, M., de Bruyne, M. Behavioral responses of Drosophila to biogenic levels of carbon dioxide depend on life-stage, sex and olfactory context. J. Exp. Biol. 209, 2739-2748 (2006).
- Quinn, W. G., Harris, W. A., Benzer, S. Conditioned behavior in Drosophila melanogaster. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 71, 708-712 (1974).
- Fishilevich, E., Domingos, A. I., Asahina, K., Naef, F., Vosshall, L. B., Louis, M. Chemotaxis behavior mediated by single larval olfactory neurons in Drosophila. Curr. Biol. 15, 2086-2096 (2005).
- Venken, K. J., Simpson, J. H., Bellen, H. J. Genetic manipulation of genes and cells in the nervous system of the fruit fly. Neuron. 72, 202-230 (2011).
- Hamada, F. N., et al. An internal thermal sensor controlling temperature preference in Drosophila. Nature. 454, 217-220 (2008).
- Kitamoto, T. Conditional modification of behavior in Drosophila by targeted expression of a temperature-sensitive shibire allele in defined neurons. J. Neurobiol. 47, 81-92 (2001).
- Sweeney, S. T., Broadie, K., Keane, J., Niemann, H., O’Kane, C. J. Targeted expression of tetanus toxin light chain in Drosophila specifically eliminates synaptic transmission and causes behavioral defects. Neuron. 14, 341-351 (1995).
- Brand, A. H., Perrimon, N. Targeted gene expression as a means of altering cell fates and generating dominant phenotypes. Development. 118, 401-415 (1993).
