تستخدم علفا بروتوكول مسار طول ل<em> ذبابة الفاكهة</em> يرقات
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 (د 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 5، 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
Representative Results
Discussion
فحص مسار بطول المذكورة هنا يوفر مقياسا قوية وبسيطة من السلوك تستخدم علفا لليرقات ذبابة الفاكهة. بروتوكول يتبع المنهجية العامة وصفها في Sokolowski 2، 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
- Dubnau, J. . Behavioral Genetics of the Fly (Drosophila melanogaster). , 173 (2014).
- Sokolowski, M. B. Foraging strategies of Drosophila melanogaster: a chromosomal analysis. Behav Genet. 10, 291-302 (1980).
- 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).
- 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).
- Kalderon, D., Rubin, G. cGMP-dependent protein kinase genes in Drosophila. J Biol Chem. 264 (18), 10739-10748 (1989).
- Reaume, C. J., Sokolowski, M. B. cGMP-dependent protein kinase as a modifier of behavior. Handb Exp Pharmacol. 191, 423-443 (2009).
- Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nat Methods. 9, 671-675 (2012).
- Schindelin, J., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
- 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).
- 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).
- 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).
- Gonzalez-Candelas, F., Mensua, J. L., Moya, A. Larval competition in Drosophila melanogaster: effects on development time. Genetics. 82, 33-44 (1990).
- Durisko, Z., Kemp, R., Mubasher, R., Dukas, R. Dynamics of social behavior in fruit fly larvae. PLoS One. 9 (4), e95495 (2014).
- 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).
- de Belle, J. S., Sokolowski, M. B. Heredity of rover/sitter: alternative foraging strategies of Drosophila melanogaster. Heredity. 59, 73-83 (1987).
- de Belle, J. S., Sokolowski, M. B., Hilliker, A. J. Genetic analysis of the foraging microregion of Drosophila melanogaster. Genome. 36, 94-101 (1993).
- Sokolowski, M. B., Pereira, H. S., Hughes, K. Evolution of foraging behavior in Drosophila by density dependent selection. PNAS. 94, 7373-7377 (1997).
