缺氧诱导的黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）攀爬行为

摘要

来源：
Siddarth Gunnala¹, Nafisa M. Jadavji<sup>2,3,4

1</sup>生物医学科学系，中西部大学，美国亚利桑那州格伦代尔
²整合与分子生理学部，生物医学科学系，南伊利诺伊大学，美国伊利诺伊州卡本代尔
³儿童健康系，亚利桑那大学凤凰城医学院，美国亚利桑那州凤凰城
⁴神经科学系，卡尔顿大学，加拿大安大略省渥太华

本视频展示了缺氧诱导的黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）幼虫攀爬行为。当氧气供应减少时，幼虫会从在食物内部钻孔和取食转变为攀爬试管壁。在持续低氧条件下，攀壁行为的增加可作为缺氧诱导行为转变的指标。

方案

1. 实验准备

1. 提前准备好果蝇食物，并将其等量分装至果蝇试管中。
2. 将分装好的果蝇食物试管存放于指定冰箱中，直至实验开始。
   注意：标准果蝇食物由玉米糖浆、糖蜜、琼脂、大豆粉和酵母混合而成。
3. 将实验用 Drosophila melanogaster 置于温度、湿度和光暗周期均受控的标准环境中进行培养。
4. 将 Drosophila melanogaster 果蝇放入含有食物的试管中，在培养箱中饲养至少7天，最多不超过9天。
   注意：此时间足以使幼虫在试管底部的食物中充分发育。若果蝇在试管中超过10天，则其后代可能与亲代混杂，不可再使用。

2. 缺氧培养箱准备

1. 在对氧气水平进行培养箱校准之前，将果蝇及其食物小瓶放入腔室中。
2. 将LED手电筒放入腔室内，以照亮培养箱
   注意：此举有助于观察腔室内的逃避行为，同时调节黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）的昼夜节律。

3. 缺氧室校准

1. 将缺氧培养箱预设为温度26 °C，二氧化碳浓度为0%至0.1% CO₂。
2. 将所需氧气浓度设置为1% O₂。
3. 让缺氧培养箱达到所选参数的平衡状态。
   注意：由于需要向培养箱内泵入氮气以降低氧气水平，培养箱达到1%氧气浓度可能需要约20至30分钟。

4. 幼虫逃逸可视化

1. 当舱内氧气浓度达到1% O₂时，打开外层舱门。
   注意：打开主舱门不会导致O₂浓度下降，因为内部有一扇透明门可维持舱内氧气水平。
2. 舱门打开时启动计时器，此时刻记为0分钟。
   注意：实验的起始时间（0分钟）定义为舱室校准完成后，达到目标氧浓度（1%）的时刻。
3. 利用透明门维持舱内低氧环境的同时，计数沿试管壁爬出培养基的幼虫数量。
   注意：果蝇培养基表面较为平整，可作为边界，用于区分幼虫是否已离开培养基。
4. 利用计时器，在10分钟时间点再次计数幼虫数量。

5. 常氧实验

1. 重复步骤 1 和步骤 2。
2. 不要启动缺氧舱，使其处于正常大气环境（21% O₂ 水平）中静置。
3. 静置时间与缺氧舱达到缺氧平衡所需时间相同。
4. 在 0 时和 10 时进行幼虫计数，方法与之前相同。

结果

图1： 试管和密闭室中果蝇的代表性图像。在常氧（A）和低氧（B）条件下，含有食物的试管中的果蝇。在低氧实验期间，使用透明可开闭的门，在设定时间点取出食物外的幼虫进行测量时，幼虫在低氧密闭室中的图像。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
C170i，标准型，右侧，O2，120 V 美国/日本	Eppendorf	NC1942454
窄型塑料小瓶，果蝇封口盖	Genesee	49-102
窄型果蝇小瓶	Genesee	32-116
LED 手持照明灯	Fisher Scientific	19012018
四通道定时器	Fisher Science	1464917