我们介绍一种果蝇的双选进食实验方案。该进食实验操作快速简便，不仅适用于小规模实验室研究，也适用于果蝇的高通量行为筛选。
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本文内容
摘要
摘要
为了在摄取具有营养价值的食物的同时避免摄入有害物质，动物需要一个复杂而稳健的味觉系统来评估其食物环境。Drosophila melanogaster（黑腹果蝇）是一种遗传操作简便的模式生物，被广泛用于解析食物偏好的分子、细胞和神经机制。为了分析果蝇的食物偏好，需要一种可靠且高效的喂养方法。本文描述了一种双选喂养实验法，该方法严谨、成本低且操作快速。该实验基于培养皿，将添加了蓝色或红色染料的两种不同食物分别置于培养皿的两个半区。随后，将约70只经过饥饿处理的2至4日龄果蝇放入培养皿中 ，在黑暗条件下让其自由选择摄食蓝色或红色食物，持续约90分钟。之后通过观察每只果蝇腹部的颜色，并计算偏好指数。与多孔板方法相比，每个培养皿填充耗时仅约20秒，节省了大量时间和操作成本。该喂养实验可用于快速判断果蝇对某种特定食物的喜好或厌恶程度。
引言
尽管果蝇与哺乳动物在味觉器官的解剖结构上存在显著差异，果蝇对许多味质物质的行为反应却与哺乳动物惊人地相似。例如，果蝇偏好表明营养存在的糖类1,2,3,4,5,6,7,8、氨基酸9,10和低浓度盐11，但会拒绝摄入难吃或有毒的苦味食物12,13,14,15。在过去的二十年中，果蝇已被证明是研究味觉感知和食物摄取相关诸多基本科学问题的极具价值的模式生物，包括味质检测、味觉转导、味觉可塑性以及....
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方案
1. 组装检测室
注意：虽然本方案描述使用35 mm的培养皿（图1A），但也可使用任何可被平分且可加盖的防水、底部光滑的容器来达到理想效果。
- 首先，将一个带盖的 35 mm 培养皿沿中线剖分为二：用防水胶将一段塑料（宽 5 mm，高 3 mm）固定在培养皿中线上，形成两个不渗漏的独立腔室。需确认密封完全，以避免泄漏导致两种待测食物基质混合。
注意：组装完成后，只要密封完好，该装置可重复使用。
2. 准备饥饿瓶
- 准备足够数量的空塑料果蝇培养瓶；然后在瓶底松散地压实一小块纸巾。压实程度应足以填满瓶底空间，但不可过于紧密而形成致密团块。
注意：确保纸巾无较深的缝隙或褶皱，以免果蝇被困其中。 - 向瓶内加入约 3 mL 纯水，使纸巾完全饱和，但无积水。确保瓶壁上无较大的多余水滴。或者，可用琼脂糖替代浸湿的纸巾：通过向每个空瓶中加入 5 mL 1% w/v 琼脂糖溶液（不含蔗糖），并在室温下使其凝固，制备替代基质。
3. 实验前果蝇的饥饿处理
- 在实验前24小时开始饥饿处理。在CO2麻醉条件下，将约70只、2至4日龄的果蝇按基因型分....
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结果
在本实验中，将一个35 mm的培养皿分为两个相等的取食区域，培养皿的每一半均含有与蓝色或红色染料偶联的琼脂糖食物（图1A）。为排除染料偏好性的影响，通过精细优化蓝色和红色染料的浓度，使得仅加入这两种染料时，摄食偏好指数（PI）接近“0”（图1B）。当培养皿中加入待测食物后，将约70只经过湿润饥饿处理的2-4日龄成年果蝇转移至培养皿中，使其在黑暗条件下自由选择两种食物。90分钟后，使用解剖显微镜观察果蝇腹部的颜色。通常情况下，若果蝇主要摄取蓝色或红色食物，其腹部分别呈现蓝色或红色（图2A）；若果蝇同时摄取蓝色和红色食物，则其腹部呈现紫色（图2A）。
摄入大量食物的果蝇被记录下来（图2B），而摄入食物不足的果蝇则被排除（图2C）。将.......
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讨论
该方法包含多个关键步骤，其中可能出现问题。首先，需确保果蝇摄入足量的食物，以获得稳定的数据。如果果蝇进食不佳，应确保其已进行至少24小时的湿饥饿处理，并且实验培养基中含有至少最低限度的蔗糖浓度（2 mM）。为进一步促进摄食，可根据果蝇的生理状态将湿饥饿时间延长至24小时以上。若过多果蝇无法耐受延长的饥饿时间，请确保在试管中进行湿饥饿处理时，向滤纸中添加足够的水分，但避免水分过多导致果蝇溺亡。其次，若蓝色和红色染料的浓度未精确平衡，果蝇往往会对其中一种染料产生摄食偏好。染料浓度的微小差异都可能对摄食行为产生显著影响（图1B）。因此，为避免染料偏好，必须精确控制染料浓度。如果发现果蝇对染料存在偏好，应以1 µM为增量精细调整染料浓度，并测试不同的染料组合，以确定在仅添加低浓度蔗糖（例如2 mM）而无其他实验化合物时，能使偏好指数（PI）等于0的红/蓝染料浓度配对。在测试新的果蝇品系或配制新的染料储备液后，应重新优化红色或蓝色染料的浓度。第三，务必确保实验时长严格控制在90分钟以内。根据先前的研究22 ，长时间摄食可能导致味觉.......
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披露
作者声明不存在利益冲突或竞争性经济利益。
致谢
作者感谢Tingwei Mi博士在优化双选摄食实验方面提供的帮助。作者还感谢Samuel Chan和Wyatt Koolmees对稿件提出的修改意见。本项目由美国国立卫生研究院资助，资助编号为R03 DC014787（Y.V.Z.）和R01 DC018592（Y.V.Z.），以及由安布罗斯·莫内尔基金会资助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 35 mm 培养皿 | Fisher Scientific | 08-772E | |
| 琼脂糖 | Thomas Scientific | C756P56 | |
| 透明粘合剂 | Fisher Scientific | NC9884114 | |
| 锥形离心管 | Fisher Scientific | 05-527-90 | |
| 解剖显微镜 | Amscope | SM-2T-6WB-V331 | |
| FCF 亮蓝 | Wako Chemical | 3844-45-9 | |
| Fly CO2 麻醉装置 | Genesee Scientfic | 59-114/54-104M | |
| 具有可编程昼夜循环的果蝇培养箱 | Powers Scientific Inc. | IS33SD | |
| 果蝇品系 | |||
| 玻璃培养皿（可微波加热） | |||
| 吸水纸（Kimwipes） | Fisher Scientific | 06-666A | |
| 培养基储存瓶 | Fisher Scientific | 50-192-9998 | |
| 塑料分隔板（从厚度不超过 5 mm 的塑料板上裁剪以适配培养皿） | |||
| 塑料果蝇培养管 | Genesee Scientific | 32-116 | |
| 蔗糖 | Millipore Sigma | S9378 | |
| 磺基罗丹明 B | Millipore Sigma | S9012 | |
| 待研究的味觉刺激化合物 | |||
| 涡旋混合器 | Benchmark Scientific | BV1000 | |
| 水浴锅 | Fisher Scientific | FSGPD05 |
参考文献
- Jiao, Y., Moon, S. J., Montell, C. A Drosophila gustatory receptor required for the responses to sucrose, glucose, and maltose identified by mRNA tagging. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (35), 14110-14115 (2007).
- Dahanukar, A., Foster, K., van der Goes van Naters, W. M., Carlson, J. R.
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重印与许可
