Summary

パスの長さのプロトコルを採餌<em>キイロショウジョウバエ</em>幼虫

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

キイロショウジョウバエ幼虫のパス長の表現型は、行動変化に遺伝的要因と環境貢献を研究するために使用される確立された尺度です。幼虫のパス長のアッセイは、後に採餌遺伝子に結合し、採餌行動の個人差を測定するために開発されました。幼虫の経路長は、遺伝子スクリーニングのために、最小限のコストで、大規模なサンプルサイズの収集を容易に簡単に得点形質です。ここでは、最初Sokolowskiで使用される幼虫の経路長アッセイのための現在のプロトコルの詳細な説明を提供します。プロトコルは、再現性、試験動物を扱う行動分析を実行し、データを分析する方法について説明します。アッセイは、環境の供給操作前にアッセイを行うことにより、環境変化に応じて行動の可塑性を測定するために用いることができる方法の例も提供されます。最後に、適切な試験デザインだけでなく、変更することができます環境要因このような食品の品質などの幼虫の経路長、発達年齢と一日の効果が議論されています。

Introduction

1910年にトーマス・ハント・モーガンの研究室でのの遺伝子の発見以来、ショウジョウバエ、 キイロショウジョウバエキイロショウジョウバエ)は 様々な生物学的プロセスの分子および生理学的基盤の研究のためのモデルとして使用されてきました。 D.の人気ショウジョウバエは、遺伝的ツールのかなりの量と多様に由来する。 ショウジョウバエの小型、ハンドリングと短い世代時間の相対的な容易さはそれを遺伝学研究のための理想的なモデルをレンダリングします。同様に重要なのは、哺乳動物を含む、より複雑な生物によって発現される表現型の多くを実証するためのショウジョウバエの能力です。これは、生物とその環境との間の界面に立つような行動のような複雑な表現型が含まれています。ミバエ上のような、行動の研究では、遺伝子と環境が行動を仲介する方法の我々の理解に大きく貢献してきたように1。

D.の最初の研究の一つショウジョウバエ幼虫の行動は供給しながら幼虫2の路長を測定することにより、幼虫の採餌戦略の個人差を調査しました。経路長さは5分以内に、酵母の単一幼虫が移動した総距離として定義しました。彼らの採餌行動に変えトロントの自然集団から両方の実験室株とハエや経路長の個人差への遺伝的要素がありました。二つの幼虫の採餌モーフは、定量路長分布から説明された、彼らはローバーとシッターと呼ばれていました。シッターより食品基板上にしながら、より広い領域を横断しながらローバーズ長い路長を示します。この経路長のアッセイを用いて、デベル 3 chromosome- 2(24A3-24C5)上の離散位置にこれらの個々の動作の違いを基になる採餌(ための)遺伝子をマッピングしました。 D.メートル遺伝子のための elanogasterは後で4をクローン化およびcGMP依存性プロテインキナーゼ5、 ショウジョウバエの生理学および行動の変調器および他の生物6であることが明らかになりました。

ここでは、元々 Sokolowski 2で開発された幼虫の経路長アッセイのための現在のプロトコルの概要を説明します。アッセイのいくつかの側面が長年にわたって変更されていますが、デザインのコンセプトはいません。また、 ショウジョウバエの幼虫の採餌行動の個人差に遺伝的要因と環境貢献を評価するためのアッセイの可能性を説明するためのデータを提供します。幼虫の経路長アッセイは、単純、効率的、しかも強固です。一人は、4時間で容易に500幼虫までテストすることができ、その結果は再現性の高いレベルで得ることができます。 元々局在化するために開発され、それは遺伝子スクリーニング、量的形質遺伝子座のマッピングにおいて、および研究に使用することができ遺伝子ごとの環境(GXE)の相互作用の。また、そのシンプルさと再現性は、学部教育のための素晴らしいリソースにします。

Protocol

1.幼虫の収集のためのブドウプレート及び持株ボトルを準備保持ボトルを作るために、空気供給用のフライバイアルプラグをフィットするのに十分な大きさ6オンスフライ培養ボトル、( 図1D)の一方の側に穴をカット。 (寒天、グレープジュースを沸騰させることによってブドウジュース培地(1.8%寒天、45%のグレープジュース、2.5%酢酸、2.5%エタノール)?…

Representative Results

ローバーとベビーシッター株および経路長の絶食の効果の経路長の差は、図に示されています。 。ローバーが遠くシッターよりも旅行で、;( 図3A。F(1,421)= 351.89、P <2.20×10 -16)3データは、テストの3日連続にわたって収集は重要な歪み効果を示しました。食品試験前に4時間を奪われた…

Discussion

ここで概説路長アッセイは、 ショウジョウバエの幼虫の採餌行動の堅牢かつシンプルな手段を提供しています。プロトコルは、Sokolowski 2に記載された一般的な方法論を使用しますが、以来、効率性と実験のコントロールに関してで改善されました。我々の知る限り、この方法は、幼虫の経路長を測定するための唯一の利用可能な方法です。経路長のプロトコル2、3、15、16</…

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).

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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).

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