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        果蝇实验技术

        互联网

        16952

        一、实验原理

        果蝇(fruit fly)是双翅目(Diptera)昆虫,属果蝇属(genus Drosophila),约有2500个种。通常用作遗传学实验材料的是黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)。

        果蝇优点:

        1. 饲养容易。在常温下,以玉米粉等作饲料就可以生长,繁殖。

        2. 生长迅速。十二天左右就可完成一个世代,每个受精的雌蝇可产卵400~500个,因此在短时间内就可获得大量的子代,便于遗传学分析。

        3. 染色体数少。只有4对。

        4. 唾腺染色体制作容易。横纹清晰,是细胞学观察的好材料。

        5. 突变性状多,而且多数是形态突变,便于观察。

        果蝇的生活史:

        果蝇的生活周期长短与温度有密切关系。一般来说,30℃以上温度能使果蝇不育或死亡,低温能使生活周期延长,生活力下降,饲养果蝇的最适温度为20~25℃。

        生活周期长短与饲养温度的关系

        果蝇实验技术

        果蝇在25℃时,从卵到成蝇需10天左右,成虫可活26~33天。果蝇的生活史如下:

        果蝇实验技术

        果蝇的性别及突变性状的鉴别:

        果蝇的每一体细胞有8个染色体(2n=8),可配成4对,其中3对在雌雄果蝇中是一样的,称常染色体。另外一对称性染色体,在雌果蝇中是XX,在雄蝇中是XY。

        果蝇的雌雄在幼虫期较难区别,但到了成虫期区别相当容易。雄性个体一般较雌性个体小,腹部环纹5条,腹尖色深,第一对脚的跗节前端表面有黑色鬃毛流苏,称性梳(Sex combs)。雌性环纹7条,腹尖色浅,无性梳。

        实验中选用的果蝇突变性状一般都可用肉眼鉴定,例如红眼与白眼,正常翅与残翅等。而另一些性状可在解剖镜下鉴定,如焦刚毛与直刚毛等。现列表如下:

        实验中使用的果蝇突变品系

        果蝇实验技术

        焦刚毛的基因座为sn3, 本文简写为sn。


        二、实验材料

        不同品系的黑腹果蝇。

        三、培养基和培养瓶

        1. 果蝇饲料的配制
        果蝇是以酵母菌作为主要食料的,因此实验室内凡能发酵基质,都可用作果蝇饲料。常用的饲料有玉米饲料、米粉饲料、香蕉饲料等。配方如下表:

        果蝇饲料的几种配方

        果蝇实验技术

        1)玉米饲料:

        i)取应加水量的一半,加入琼脂,煮沸,使充分溶解,加糖,煮沸溶解。
              ii)取另一半水混和玉米粉,加热,调成糊状。
              iii)将上述两者混和,煮沸。以上操作都要搅拌,以免沉积物烧焦。
              iv)待稍冷后加入酵母粉及丙酸,充分调匀,分装。按附表用量配制,可得饲料200毫升左右。

        2)米粉饲料:方法与玉米饲料相同,用米粉代替玉米粉。

        3)香蕉饲料:

        i)将熟透的香蕉捣碎,制成香蕉浆。
              ii)将琼脂加到水中煮沸,使充分溶解。
              iii)将琼脂溶液加入香蕉浆,煮沸。
              iv)待稍冷后加入酵母粉及丙酸,充分调匀,分装。

        丙酸的作用是抑制霉菌污染,用量参照附表,每200毫升饲料约加1毫升左右。如无酵母粉,也可用酵母液代替,但用法不同。若用酵母菌液则在饲料分装到培养瓶中以后再加入,每瓶加数滴。

        2.培养瓶

        培养果蝇用的培养瓶可用牛奶瓶,或大、中型指管,用海棉或纱布包的棉花球作瓶塞。实验室中保存原种以及杂交实验以中指管为宜。培养瓶用前要消毒,而后再装饲料(每瓶2厘米厚即可),待饲料冷却后,用酒精棉花擦瓶的内壁,然后插入消毒过的吸水纸,作幼虫化蛹时的干燥场所。


        四、实验药品和器具

        1. 药品

        (1)乙醚     (2)配制培养基所需药品(略)

        2. 器具

        (1)麻醉瓶  (2)镊子  (3)白瓷板  (4)毛笔  (5)吸水纸  (6)海绵垫 (7)果蝇瓶(指管) (8)棉花  (9)解剖镜  (10)死蝇盛留器  (11)灭菌锅

        五、实验步骤

        1. 麻醉

        对果蝇进行检查时,用乙醚麻醉,使果蝇处于昏迷状态。使用时将乙醚(2~3滴)滴到麻醉瓶的棉花球上(注意不要让乙醚流进瓶内),麻醉瓶要保持干燥,否则会粘住果蝇翅膀,影响观察。麻醉果蝇时,先将长有果蝇的培养瓶在海棉垫上敲,使果蝇全部震落在培养瓶底部,然后迅速打开培养瓶的棉塞,把果蝇倒入去盖的麻醉瓶中,并立即盖好麻醉瓶,待果蝇全部昏迷后,倒在白瓷板上进行观察。

        果蝇的麻醉程度看实验要求而定,对仍需培养的果蝇,以轻度麻醉为宜。但对不再培养,单单进行性状观察的果蝇可以深度麻醉,甚至致死也无妨(果蝇翅膀外展45°角,说明死亡)。检查完毕后,把不需要的果蝇倒入盛有煤油或酒精的瓶中(死蝇盛留器)。

        2. 果蝇交配

        将雌雄果蝇放在一起培养,雌蝇的生殖器中有贮精囊,可保留交配所得的大量精子,雌蝇一次交配所得的精子,足够它多次排出的卵受精,因此在做杂交试验时,雌蝇必须选用处女蝇(没有交配过的雌蝇)。雌蝇孵出后12小时内不会交配,这个时间内把果蝇全部倒出,分出雌雄蝇,单独饲养,这时收集的雌蝇是处女蝇。杂交时把所需品系的雄蝇直接放到处女蝇培养瓶中,贴好标签,注明两亲本的基因型及交配日期,进行培养。7~8天后倒掉亲本(一定要倒干净,以免亲代和子代混淆),待F1成蝇羽化后开始计算,观察性状。可靠的计数及观察是培养开始的20天以内(再晚上F2也可能有了)。若须继续实验,观察F2,可在F1内挑出雌雄数对,另外培养,因为这次是用F1作亲本,进行个体间互交,所以这时不是处女蝇也可以。但如要把F1雌蝇与另一品系雄蝇杂交时,还要严格地选取处女蝇,方法同上。

        3. 原种培养

        在作新的留种培养时,应事先检查一下果蝇有没有混杂,以防原种丢失。亲本的数目一般每瓶5~10对,移入新瓶时,须将培养瓶横卧,然后用毛笔将麻醉的果蝇从白瓷板上轻轻扫入,待果蝇醒过来后再把培养瓶竖起,以防果蝇粘在饲料上。原种每2~4周换一次培养基(依温度而定,10~15℃约4周换一次,20~25℃约二周换一次)。每一原种培养至少保留两套,培养瓶的标签上要写明突变名称,培养日期等。作原种培养温度可控制在10~15℃,培养时避免日光直射。

        果蝇在适宜条件下会产子代,在肉眼能看到幼虫时就可把亲本倒掉,几天以后,新的成蝇便产生。待成蝇有了足够保种的数量后,要调换培养瓶,作为下一代的亲本,继续培养。

        原种果蝇培养遇到的麻烦是饲料发霉。发霉的原因很多,如用具没有灭菌,空气污染,亲本不及时倒掉……,都会引起饲料发霉。严重的霉菌污染会影响果蝇的生长。饲料中加丙酸可以抑制霉菌,但并不能完全制止。发现培养瓶中有少量霉点时可用烧过的解剖针挑出。若大量霉菌污染,可把果蝇全部倒在一个消毒过的空指管中,让它活动2~3小时,换一支指管,再活动1~2小时,而后倒入一支新的培养瓶中继续培养,这样可以防止霉菌污染。

        原种保存遇到的另一个问题是混杂,几个不同品系的果蝇在一起培养,一定要防止混杂。培养瓶的塞子要做得紧些,不使果蝇逃出。调换培养瓶时,要防止果蝇飞散。外逃的果蝇要打死。发现了混杂的原种,要根据原种果蝇的全部特征,挑出数对雌雄蝇饲养,进行筛选直到完全没有分离为止。这样做,费时费力,只是在不得已时才采用。一般混杂时,只要方便,可以重新引种,将混杂种弃去。

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