نحن هنا تصف طريقة لقياس سريع ودقيق للأداء الطيران في ذبابة الفاكهة، مما يتيح الفرز الفائق الإنتاجية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
لتحسين طريقة لقياس دقة وسرعة الأداء في الطيران
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
وقد ثبت ذبابة الفاكهة ليكون نظام نموذجا مفيدا لتحليل السلوك، بما في ذلك الرحلات الجوية. الأولي اختبار طيران تشارك إسقاط الذباب إلى تخرج المغلفة النفط أسطوانات، شريطة ارتفاع الهبوط مقياسا للأداء الرحلة من خلال تقييم مدى الذباب بعيدا ستسقط قبل إنتاج ما يكفي من التوجه لاجراء اتصالات مع جدار الاسطوانة. نحن هنا تصف إصدار محدث من اختبار الطيران مع أربعة تحسينات كبيرة. الأول، وأضاف لدينا "قطرة أنبوب" لضمان أن جميع الذباب أدخل اسطوانة طيران في سرعة مماثلة بين التجارب، والقضاء على التباين بين المستخدمين. الثانية، ونحن استبدال النفط الطلاء مع الأغطية البلاستيكية القابلة للإزالة المغلفة في تشابك-فخ، لاصقة مصممة لالتقاط الحشرات الحية. الثالثة، ونحن نستخدم اسطوانة أطول لتمكين التمييز أكثر دقة من قدرة الطيران. الرابع نستخدم الكاميرا الرقمية وبرامج التصوير لأتمتة التهديف من أداء الطيران. هذه التحسينات تسمح للالرابالهوية، والتقييم الكمي للسلوك طيران، مفيدة لمجموعات البيانات الكبيرة وشاشات جينية واسعة النطاق.
المقدمة
منذ فترة طويلة تستخدم ذبابة الفاكهة لدراسة الأساس الجيني للسلوك 1، وابتكر الباحثون عددا من الطرق لتحليل أنواع مختلفة من السلوك 2-6. كان الذباب مفيدة بشكل خاص في تقديم نماذج مفيدة من الاضطرابات العصبية والعضلية 7. A مقايسة شيوعا التي تستخدم لدراسة السلوك الحركي هو أداء الطيران. اختبار طيران الأصلي هو مفيد لتحديد المسوخ معيبة الطيران وللتقييم الكمي للقدرة طيران 1، لكنه لا يملك العديد من أوجه القصور التي تحد من تطبيقه للشاشات إنتاجية عالية: استخدام اسطوانات المغلفة للنفط هو فوضوي ومرهقة، وميزات معينة مثل طول الاسطوانة وإدخال الذباب في أنبوب مع قوة متغير تقليل الدقة الكمية، وأنه من الصعب استعادة الذباب على الهواء مباشرة من اختبار. للتغلب على هذه القيود، قمنا بتعديل اختبار طيران لتشمل عددا من التحسينات. واضاف نحن "قطرة توأن "لإدخال الذباب للقضاء على التباين بين التجارب والمستخدمين. نحن نستخدم أوراق الأكريليك القابلة للإزالة المغلفة بمادة لاصقة تسمح لتسهيل تنظيف والانتعاش من الذباب الفردية. لقد زاد طول أنبوب رحلة إلى تحسين دقة وموثوقية الكمي. أخيرا ، ونحن نستخدم كاميرا رقمية وبرامج التصوير لحساب ارتفاعات الهبوط من الذباب، ونحن نعتقد أن هذه التحسينات أن تكون مفيدة لأي مختبر مهتمة في إجراء شاشات جينية واسعة النطاق لعيوب في أداء الطيران.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. تجميع تستر الطيران
- آمنة اسطوانة رحلة الى الدائري قف 1 باستخدام المشابك السلسلة. (اترك حوالي 3 سم أسفل الاسطوانة لوزن الطبق.)
(ملاحظة: اسطوانة طيران الذي نستعمله هو 90 سنتيمترا وقطره 13.5 سم). - إدراج وزن الطبق مع طبقة رقيقة من الزيت المعدني تحت اسطوانة الطيران.
- قمع آمنة لحزام حامل 2 باستخدام المشبك الدائري والمشبك مخلب. ضبط ارتفاع القمع بحيث الجزء السفلي من القمع هو مطاردة مع الجزء العلوي من الاسطوانة الطيران. (ملاحظة: يجب أن يكون قطرها غيض من قمع أقل من القطر الخارجي للقارورة وضعت في أنابيب قطرة بحيث قارورة لا تقع من خلال.)
- إدراج قطرة أنبوب في الجزء العلوي من القمع وتأمين استخدام المشبك مخلب.
(ملاحظة: نحن نستخدم أنبوب قطرة هذا هو طوله 25 سم اسقاط قارورة من هذا الارتفاع يسمح طرد ثابت من كل الذباب مع قوة موحدة تحتوي على ذبابة يجب أن يكون القطر الداخلي للأنبوب قطرة سليغ.أكبر TLY من القطر الخارجي للقارورة للسماح القارورة لإسقاط بحرية.) - قطع ورقة بولكرلميد (ق) إلى الحجم المناسب. (ملاحظة: لمساعدة في إدراج وإزالة ورقة، ويجب أن يكون عرض أصغر قليلا من محيط الداخلي للاسطوانة الطيران).
- تطبيق طبقة رقيقة من التشابك-فخ إلى ورقة. السماح للجلوس لمدة 1 ساعة قبل الاستخدام. (ملاحظة: اترك مساحة كافية في الجزء العلوي والسفلي من ورقة (حوالي 3 سم) غير المصقول لفهم ورقة عن الإدراج / إزالة.)
- إدراج ورقة بولي أكريلاميد في الاسطوانة الطيران.
- تجميع المسار الكاميرا باستخدام الأقواس دعم الصنوبر. (ملاحظة: تأكد من أن الجزء السفلي من المسار يمكن أن تدعم الكاميرا دون عرقلة عدسة ارجع إلى الشكل 1B.)
- إضافة سدادات والمسمار في مكانه. (ملاحظة: مكان سدادات في المواقع التي تسمح الكاميرا لعرض ورقة من البلاستيك بالكامل في وضع بانورامية.)
2. تشغيل التجربة
- <لى> جمع قارورة من الذباب لفحصها. للحصول على أفضل النتائج، استخدم ما لا يزيد عن 20 الذباب / القارورة.
- اضغط برفق الذباب إلى أسفل القارورة، افصل، ثم تضاف إلى انخفاض أنبوب والافراج القارورة.
(ملاحظة: قارورة تسقط أنبوب قطرة حتى يضرب افتتاح قمع الضيقة عندما يضرب القارورة القمع، وطرد الذباب في الاسطوانة الرحلة.) - رفع أنبوب قطرة لإزالة قارورة فارغة.
(ملاحظة: قوارير متعددة من الذباب من نفس المجموعة الاختبار يمكن أن يعاير على ورقة واحدة بولكرلميد نجد أن ما يصل إلى 200 الذباب (10 قارورة من الذباب 20 لكل منهما) ويمكن اختبارها وتصويرها بسهولة على ورقة واحدة. - إزالة ورقة من البلاستيك ووضعه على سطح مستو أبيض.
(ملاحظة: يمكن استخدام لوحة الملصق الأبيض إذا قمم مقاعد البدلاء هي داكنة اللون.) - تجميع المسار الكاميرا على ورقة من البلاستيك. يجب أن تكون الكاميرا عالية بما فيه الكفاية فوق ورقة لديك كل من أعلى وأسفل الورقة في مجال الرؤية.
- حرك الكاميرا على طول الالبريد المسار أثناء الضغط على زر "التقاط" للحصول على صورة بانورامية.
- قد تحسب عدد الذباب الهبوط في النفط يدويا لكل المحاكمة.
- كرر الخطوات من 2،2-2،7 لجميع الظروف في تجربة معينة. يمكن إزالة الذباب من ورقة بين كل محاكمة. بدلا من ذلك، يمكن استخدام عدة أوراق، مع ورقة جديدة لكل المحاكمة.
3. جمع البيانات
- ملفات الصور المفتوحة باستخدام برنامج ImageJ.
- الصور المحاصيل إذا لزم الأمر ليشمل فقط مساحة الهبوط. (وهذا هو المجال المغلفة في تشابك-فخ.)
- تحويل الصور إلى 8 بت الرمادي.
- إنشاء "عتبة" لتصفية خلفية بيضاء.
(صورة → → ضبط عتبة). - تعيين المعلمات لتعريف كل الطاير باستخدام "تحليل الجزيئات" القائمة.
(تحليل → تحليل الجزيئات) تحديد المعايير المستخدمة لتحديد الجسيمات. مع تعيين لدينا ما يصل، نجد أن استخدامسوف مجال 5-90 بكسل 2 ودائرية من 0،4-1،0 تحديد بدقة جميع العينات. - قياس موقع كل الطاير باستخدام قائمة ولدت من الإحداثيات لكل الجسيمات. الإحداثي س بالبكسل يمكن تحويلها إلى سم لحساب ارتفاع الهبوط.
- استيراد الجدول إلى جدول بيانات (مثل Microsoft Excel).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
ويبين الشكل 1A التخطيطي لتجميع اختبار طيران تحديثها. يوضح الشكل 1B تصميم المسار تسمح الكاميرا لالتقاط صورة بانورامية دون عرقلة مجال الرؤية. وتظهر نتائج ممثلة في الشكل 2، حيث من الذباب متحولة الكسول، التي لديها الطيران المعروفة عيب 8-10 أداء الطيران، ويتم مقارنة من نوع البرية كانتون-S الذباب. الذباب تحكم الأرض باستمرار بالقرب من أعلى الأسطوانة، مع انتشار قليلا جدا بين الأفراد وارتفاع هبوط متوسط ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
باستخدام أساليب وصفها هنا، كنا قادرين على تقييم سريع لعدد كبير من المسوخ ذبابة الفاكهة أداء الطيران، وتوفير كفاءة أكبر مما كان ممكنا في السابق. لتجاربنا، ونحن بشكل روتيني فصل الذكور والإناث ورفع لهم في منخفض الكثافة (أقل من 20 الذباب / القارورة) للحد من العدوان الذي يمكن ان يلحق الضرر الأجنحة. هناك اعتبار آخر مهم هو السيطرة بشكل صحيح لاختلافات في أداء الطيران بسبب الاختلافات في الخلفية الوراثية. نجد أيضا أنه يساعد على السماح الذباب ما لا يقل عن 24 ساعة للتعافي من التخدير ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
والكتاب ليس لديهم تضارب المصالح في الكشف عنها.
شكر وتقدير
وأيد هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة منح F32 NS078958 (DTB) وR01 AG033620 (BG).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| سكين المعجون | هوم ديبوت | 630147 | www.homedepot.com< / a> |
| صب الشريط الخلفي من الصنوبر (2x) Home | Depot | 156469 | www.homedepot.com< / a> |
| Furring Strip Board | Home Depot | 164704 | www.homedepot.com< / a> |
| Tangle-Trap Insect Trap Paint BioControl | Network | 268941 | www.biconet.com< / a> |
| كمبيوتر محمول ؛ | Apple | www.apple.com/mac/< / a> | |
| الزيوت المعدنية | فيشر Scientific | BP26291 | www.fishersci.com< / a> |
| لوحة ملصقات بيضاء | دبابيس | 247403 | www.staples.com< / a> |
| طبق وزن البوليسترين | فيشر العلمي | S67091A | www.fishersci.com< / a> |
| ImageJ Software | National Institutes of Health | http://rsb.info.nih.gov/ij/< / a> | |
| كاميرا رقمية | سوني | DSC-TX7 | www.store.sony.com< / أ> |
| ملقط دقيق | أدوات | الجميلة < href = "http://www.finescience.com" >www.finescience.com< / a > | |
| أسطوانة بولي كربونات (أنبوب إسقاط) | McMaster-Carr | 8585K62 | www.mcmaster.com< / a> |
| اسطوانة طيران (أكريليك) | ماكماستر كار | 8486K943 | www.mcmaster.com< / a> |
| صفائح البولي | ماكماستر كار | 85585K25 | www.mcmaster.com< / a> |
| ring stand (2x) | فيشر Scientific | S47808 | www.fishersci.com< / a> |
| دعم الحلقة | فيشر Scientific | S47791 | www.fishersci.com< / a> |
| مشابك تمديد ثلاثية الشقوق (x2) فيشر | ساينتفيك | 05-769-7Q | www.fishersci.com< / a> |
| قمع | فيشر Scientific | 10-500-3 | www.fishersci.com< / a> |
| chain clamps (2x) | VWR | 21573-275 | www.vwr.com< / a> |
| قوارير زجاجية | VWR | 66020-198 | www.vwr.com< / أ> |
المراجع
- Benzer, S. Genetic dissection of behavior. Sci. Am. 229, 24-37 (1973).
- Ali, Y. O., Escala, W., Ruan, K., Zhai, R. G. Assaying locomotor, learning, and memory deficits in Drosophila models of neurodegeneration. J. Vis. Exp. , e2504(2011).
- de Vries, S. E., Clandinin, T. Optogenetic Stimulation of Escape Behavior in Drosophila melanogaster. J. Vis. Exp. , e50192(2013).
- Mundiyanapurath, S., Certel, S., Kravitz, E. A. Studying aggression in Drosophila (fruit flies). J. Vis. Exp. , e155(2007).
- Nichols, C. D., Becnel, J., Pandey, U. B. Methods to assay Drosophila behavior. J. Vis. Exp. , e3795(2012).
- Shiraiwa, T., Carlson, J. R. Proboscis extension response (PER) assay in Drosophila. J. Vis. Exp. , e193(2007).
- Lloyd, T. E., Taylor, J. P. Flightless flies: Drosophila models of neuromuscular disease. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1184, e1-e20 (2010).
- Atkinson, N. S., et al. Molecular separation of two behavioral phenotypes by a mutation affecting the promoters of a Ca-activated K channel. J. Neurosci. 20, 2988-2993 (2000).
- Atkinson, N. S., Robertson, G. A., Ganetzky, B. A component of calcium-activated potassium channels encoded by the Drosophila slo locus. Science. 253, 551-555 (1991).
- Elkins, T., Ganetzky, B., Wu, C. F. A Drosophila mutation that eliminates a calcium-dependent potassium current. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 83, 8415-8419 (1986).
- Gargano, J. W., Martin, I., Bhandari, P., Grotewiel, M. S. Rapid iterative negative geotaxis (RING): a new method for assessing age-related locomotor decline in Drosophila. Exp. Gerontol. 40, 386-395 (2005).
- Fry, S. N., Rohrseitz, N., Straw, A. D., Dickinson, M. H. Visual control of flight speed in Drosophila melanogaster. J. Exp. Biol. 212, 1120-1130 (2009).
- Mronz, M., Lehmann, F. O. The free-flight response of Drosophila to motion of the visual environment. J. Exp. Biol. 211, 2026-2045 (2008).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
