علينا أن نظهر فحص لتحليل الإشارات البيئية والجينية التي تؤثر على سلوك التزاوج في ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة ميلانوغاستر .
تتأثر القيادة الجنسية للفرد بالنمط الجيني والخبرة والظروف البيئية. كيف أن هذه العوامل تتفاعل لتعديل السلوكيات الجنسية لا يزال غير مفهومة. في ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة ، الإشارات البيئية، مثل توافر الغذاء، تؤثر على نشاط التزاوج تقديم نظام قابل للسحب للتحقيق في آليات تحوير السلوك الجنسي. في D. ميلانوغاستر ، غالبا ما تكون الإشارات البيئية مستشعر عن طريق النظم الذقنية الحسية و الشم. هنا، نقدم طريقة لاختبار تأثير الإشارات الكيميائية البيئية على سلوك التزاوج. يتكون الفحص من الساحة التزاوج الصغيرة التي تحتوي على المتوسطة الغذاء وزوجين التزاوج. يتم رصد تردد التزاوج لكل زوجين باستمرار لمدة 24 ساعة. هنا نقدم تطبيق هذا الاختبار لاختبار المركبات البيئية من مصدر خارجي من خلال نظام الهواء المضغوط وكذلك التلاعب في المكونات البيئية مباشرة في ساحة التزاوج. شسي من نظام الهواء المضغوط مفيد بشكل خاص لاختبار تأثير المركبات المتطايرة جدا، في حين أن التلاعب المكونات مباشرة في الساحة التزاوج يمكن أن تكون ذات قيمة للتأكد من وجود المركب. ويمكن تكييف هذا الفحص للرد على أسئلة حول تأثير الإشارات الوراثية والبيئية على السلوك التزاوج والخصوبة وكذلك السلوكيات الإنجابية الأخرى للذكور والإناث.
وعادة ما يكون للسلوك التناسلي تكاليف عالية للطاقة، وخاصة بالنسبة للإناث، الذين ينتجون أشجار أكبر من الذكور، ويجب عليهم أن يختاروا بعناية ظروف تربية ذريتهم النامية. بسبب تكلفة الطاقة، فإنه ليس من المستغرب أن الإنجاب يرتبط الظروف التغذوية. وهذا صحيح في معظم، إن لم يكن كلها، والحيوانات بما فيها الثدييات، التي يمكن أن تتأخر بسبب سوء التغذية، والتي يمكن أن تتأثر سلبا الغذائية تقييد 1 الدافع الجنسي البلوغ.
ويتأثر استنساخ الكائن الحي النموذجي ذبابة الفاكهة ميلانوغاستر أيضا بالظروف التغذوية. محكمة الذكور على مستوى أعلى في وجود المواد الغذائية المتطايرة 2 ، والإناث أكثر تقبلا جنسيا في وجود الخميرة، والمغذيات الرئيسية لإنتاج البيض والبقاء على قيد الحياة بقاء 3 ، 4 ، 5 . هذهتوفر الاستجابة التنموية للإنجاب للأغذية الفرصة لدراسة الآليات التي تربط توافر الأغذية البيئية بالتكاثر الجنسي في كائن حي وراثيا قابل للوقت وفعال. في الواقع، العمل في D. ميلانوغاستر تورط مسار الأنسولين كمنظم مهم من الصلة بين الغذاء والسلوك التزاوج 6 . وقد أظهرت أيضا أن فعل التزاوج نفسه يغير تفضيلات الطعام للإناث وكذلك الخلايا العصبية الحسية الكيميائية المرتبطة 7 ، 8 ، 9 .
ومن الواضح أن الإشارات الغذائية تؤثر على السلوكيات الإنجابية في D. ميلانوغاستر . ويبدو أن هذه التأثيرات تؤثر بشكل رئيسي على الإناث، وتحديدا أولئك الذين تزاوجوا بالفعل 5 . ومع ذلك، لاختبار هذه الآثار الحادة للظروف البيئية الفحص كلاسيكيا المستخدمة لسلوك التزاوج الإناث قدلا تكون مناسبة جدا بسبب انقطاعات طويلة بين حلقات التزاوج. في مقايسة ريميناتينغ الكلاسيكية، وهي أنثى البكر الأولى الاصحاب مع الذكور، وعزل على الفور وقدم مع ذكر جديد 24 إلى 48 ساعة في وقت لاحق. وقد استخدمت هذه المقايسة الكلاسيكية مع نجاح كبير لتحديد مكونات من الذكور القذف التي تعدل سلوك الأنثى والاستجابة الأنثوية 12 ، 13 ، 14 ، 15 ، 16 ، 17 ، 18 . وبالتالي فإن فحص التزاوج المستمر يظهر هنا، وبالتالي، إضافة إلى المقايسات التزاوج الكلاسيكية التي يمكن استخدامها لدراسة التأثير الحاد للظروف البيئية على السلوكيات الإنجابية.
باستخدام الفحص المستمر لسلوك التزاوج التي تم شرحها هنا، أظهرنا سابقا أن زوج من الذباب المعرضة للخميرة سوف ريمات sعلى مدى 24 ساعة من فترة المراقبة 5 ، 19 ، 20 ، 21 ، في حين أن الذباب غير المعرضة للأغذية سوف تكرر مرة واحدة فقط 5 . هذه النتيجة يمكن أن تكون محيرة في ضوء جزء كبير من الأدب D. ميلانوغاستر مشيرا إلى أن الإناث لا ريمات لعدة أيام بعد التزاوج الأولي (استعرض في المراجع 10 ، 11 ). ومع ذلك، يمكن تفسير هذا التباين بسهولة عن طريق ظروف الفحص، حيث يتم عزل الإناث لمدة تتراوح بين يوم واحد إلى عدة أيام قبل توفير فرصة التزاوج الجديدة. إذا كان الزوج لا يتزاوج في هذه الفترة المراقبة لمدة ساعة، وتتميز الأنثى بأنها ليست تقبلا. وعلاوة على ذلك، لا ينبغي أن يكون ارتفاع تزاوج التزاوج مفاجئا نظرا لأن البيانات من الذباب اشتعلت البرية تظهر أن الإناث تحتوي على الحيوانات المنوية من 4 إلى 6 ذكور في أجهزة التخزين الخاصة بهم؛ وبالتالي فيديكاتينغ أن الإناث بطبيعة الحال ريمات عدة مرات 22 ، 23 .
هنا، علينا أن نظهر استخدام هذا الفحص التزاوج المستمر لكشف كيفية جمع الذباب والجمع بين المعلومات حول الظروف البيئية لتعديل تردد التزاوج. يسمح هذا الفحص واحد لاختبار عدد كبير نسبيا من الأزواج التزاوج للدراسات الجينية واختبار تأثير الإشارات البيئية المتقلبة وغير المتطايرة. المقياس عادة ما يعمل لمدة 24 ساعة، ولكن يمكن أن تمتد إلى 48 ساعة، مما يسمح لاختبار الإشارات البيئية الدراجات مثل دورة ضوء الظلام (لد). علينا أن نظهر هذا الاختبار من خلال اختبار تأثير الإشارات المتطايرة من ثقافة الخميرة داخل نظام الهواء المضغوط في تركيبة مع توافر غير المتطايرة المغذيات الخميرة في الركيزة الغذاء.
نظام الهواء المضغوط باستمرار المضخات المتطايرة في ساحة التزاوج التي تحتوي علىالركيزة الغذائية و زوجين اختبار (الذي يتم رصد سلوك التزاوج). لتحديد مزيد من التفاصيل التي من خلالها الخميرة تؤثر على التزاوج، ونحن اختبار مجمع متقلبة كبيرة من الخميرة، وهي حمض الخليك 24 ، جنبا إلى جنب مع محتوى الأحماض الأمينية التي تتطابق مع الخميرة في الركيزة الغذاء، في شكل الببتون (الأمينية الأحماض المستمدة من الهضم الأنزيمي للبروتينات الحيوانية). وتظهر هذه التجارب معا كيف يمكن اختبار تأثير الإشارات البيئية على سلوك التزاوج من D. ميلانوغاستر مع هذا الفحص.
يصف هذا البروتوكول فحص لاختبار السلوك التزاوج أكثر من 24 ساعة في حين تسيطر باستمرار على الإشارات البيئية التي يفترض أن زوجين التزاوج لاستخدامها لتحديد تردد التزاوج. فمن الممكن لزيادة تردد التزاوج ردا على الهواء الخميرة تسليمها من خلال نظام الهواء المضغوط عندما يحتو?…
The authors have nothing to disclose.
نشكر مركز الأسهم بلومينغتون ذبابة الفاكهة للأسهم ذبابة. C. غهر، جت ألكيما، و S. فان هاسلت لمحاولتهم المبكرة في تطوير مقايسة الهواء المضغوط؛ جاسبر بوسمان للحصول على المشورة بشأن زراعة الخميرة. و ريززا أزانشي وجويل ليفين لتطوير أصلا رصد الفاصل الزمني للسلوك التزاوج ذبابة الفاكهة . تم دعم جا غورتر من قبل مدرسة أبحاث علم الأعصاب بن / نو برنامج الدراسات العليا. وأيد هذا العمل جزئيا من قبل المنظمة الهولندية للبحث العلمي (نو) (المرجع: 821.02.020) إلى جس بيليتر.
Cabinet | |||
Stainless steel kitchen cabinet | Horecaworld | 7412.0105 | |
White LEDs | Lucky Light | ll-583wc2c-001 | Cold white, 20 mAmp and 2 V |
Red LEDs | Lucky Ligt | ll-583vc2c-v1-4da | Wavelength between 625 nm, 20 mAmp and 6 V |
Resistor | Royal Ohm | CFR0W4J0561A50 | 560 ohm, 0.25 W, 250 V and 5 % tolerance |
Smartphone light meter app | Patrick Giudicelli | Light/Lux Meter FREE, version 1.1.1 | |
Power timer | Alecto | TS-121 | |
Metal brackets | Sharp angle 5 by 5 mm, 2 x 5450 and 1 x 1100 mm long | ||
Frosted glass plate | 1190 x 545 x 5 mm | ||
Filter paper sheets | LEE filters | 220 | White frost |
Small fan | Nanoxia Deep silence | 4260285292828 | 80 mm Ultra-Quiet PC Fan, 1200 RPM |
Big fan | Nanoxia Deep silence | 4260285292910 | 120 mm Ultra-Quiet PC Fan, 650-1500 RPM |
Webcam camera | Logitech | 950270 | B910 HD WEBCAM OEM, Angle: 78-degree, resolution: 5-million-pixel |
Camera software | DeskShare | Security monitor pro | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Fly rearing | |||
Fly rearing bottles | Flystuff | 32-130 | 6oz Drosophila stock bottle |
Flypad | Flystuff | 59-114 | |
Wild-type flies | Canton-S | ||
Fly rearing vials | Dominique Dutscher | 789008 | Drosophila tubes narrow 25×95 mm |
Incubator | Sanyo | MIR-154 | |
Magnetic hot plate | Heidolph | 505-20000-00 | MR Hei-Standard |
Agar | Caldic Ingredients B.V. | 010001.26.0 | |
Glucose | Gezond&wel | 1019155 | Dextrose/Druivensuiker |
Sucrose | Van Gilse | Granulated sugar | |
Cornmeal | Flystuff | 62-100 | |
Wheat germ | Gezond&wel | 1017683 | |
Soy flour | Flystuff | 62-115 | |
Molasses | Flystuff | 62-117 | |
Active dry yeast | Red Star | ||
Tegosept | Flystuff | 20-258 | 100% |
Peptone (bacto) | BD | 211677 | |
Acetic Acid | Merck | 1000631000 | Glacial, 100% |
Small petridish | Greiner bio-one | 627102 | 35 x 10 mm with vents |
Paraffin film | Bemis NA | Parafilm | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Yeast and pressurised air set-up | |||
Big petridish | Gosselin | BP140-01 | 140 x 20.6 mm |
Ultrapure water | Millipore corporation | MiliQ | |
Yeast extract | BD | 212750 | |
Agar (pure) | BD | 214530 | bacto |
Glucose (0(+)-glucose monohydrate) | Merck | 18270000004 | |
Open caps | Schott | 29 240 28 | GL45 |
Silicone septum | VWR | 548-0662 | |
Barbed bulkhead fittings | Nalgene | 6149-0002 | |
Large PVC tubing | diameter: outer 1.2 cm and inner 0.9 cm | ||
Small PVC tubing | diameters: outer 0.8 cm and inner 0.5 cm | ||
15 ml tube | Falcon | ||
Aquarium pump | Sera precision | Sera air 110 plus, AC 220-240 V, 50/60 Hz, 3 W and pressure >100 mbar | |
Activated charcoal | Superfish | A8040400 | Norit activated carbon |
Disposible filter unit | Whatman | 10462100 | |
Serological pipettes | VWR | 612-1600 | |
Syringe | BD Plastipak | 300013 | |
Hot glue | Pattex | ||
Syringe filter | Whatman | FP 30/pore size 0.45 mm CA-S | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Analysis | |||
Statistics software | R | lme4 package |