果蝇 guttifera的分期蛹期和机翼色素沉着的测量方法
January 24th, 2018
介绍了果蝇 guttifera的分期蛹周期和机翼色素沉着的测量方法。色素沉着的分期和量化为研究成人性状的发育机制提供了坚实的基础, 并使性状发育的种间比较得以实现。
该实验的总体目标是分期蛹期并测量果蝇的翅膀色素沉着。这种方法可以帮助回答进化发育生物学领域的关键问题，例如果蝇的色素沉着模式是如何形成的。这种技术的主要优点是我们可以获得有关形态发育和色素沉着过程的详细信息。
虽然这种方法可以深入了解果蝇的形态发育和色素沉着过程，但它可以应用于其他果蝇物种。要开始去除蛹，请在纸巾上贴上一条双面胶带。将蛹放在双面胶带上，腹侧朝上。
找到蛹前侧和内部蛹之间的空间。使用镊子抓住并去除此间隙周围的蛹。并露出蛹头部的前侧。
通过平行于前后轴移动镊子的尖端来插入镊子的尖端。提起镊子的尖端以局部打破蛹。重复此作，直到破损到达蛹的后部。
确保在蛹和蛹腿之间形成间隙。并打破蛹的腹侧，同时最大限度地减少对内部蛹的损伤。尽可能打破蛹后，用细刷子取出蛹。
将蛹放在一张用 ddH 2 O 润湿的薄纸上，并放入塑料培养皿中。立即拍照，因为暴露的蛹很脆弱并且很容易干燥。继续进行图像准备，并用镊子去除蛹的前部。
取出蛹，将其放入塑料培养皿中的磷酸盐缓冲盐水或 PBS 中。接下来，切开机翼的基节。当机翼折叠时，将其放入装满 ddH 2 O 的塑料培养皿中，以通过渗透压将其伸展。
每 10 分钟从库存文件中收集一次新关闭的成虫。使用 CO2 麻醉垫麻醉苍蝇。通过固定确认麻醉并切断机翼的基节。
将 10 μL PBS 滴在载玻片上。将机翼放入水滴中。并用盖玻片盖住液滴。
接下来，打开立体显微镜的灯并将其设置为最大。将物镜设置为 11.5 倍，并将光圈设置为最开放的状态。然后，打开相机并设置相机。
通过移动显微镜的聚焦旋钮聚焦在样品上。按下遥控器的快门按钮拍摄图像。拍摄机翼的图像，以钟形感器为中心，将机翼的远端部分放在左侧，将机翼的内部放在上侧。
打开一个中心有钟形感光点的图像。单击图像，键入 1， 8 位，将图像转换为 8 位图像。单击区域选择工具中的矩形并绘制一个矩形。
设置矩形的右侧，使其位于 Campaniform 感光点的右侧。单击 Edit （编辑）、Selection （选择）、Add to Manager（添加到 Manager），然后选中 Show All 列。接下来，单击线条选择工具中的角度工具。
在第三条纵静脉的后线上画第一条线。将线条的左端点设置在先前绘制的矩形的顶点上。在矩形的上侧绘制第二条线。
按 M 键测量此步骤中绘制的两条线之间的角度。单击计算机屏幕上的图像窗口。单击 Edit （编辑）、Selection （选择）、Add to Manager （添加到管理器）。
单击区域选择工具中的矩形，然后绘制一个大约为图像窗口大小的 1/9 的矩形。依次单击 Edit （编辑）、Selection （选择）、Rotate （旋转）。在 角度 列，然后单击 OK 旋转在此步骤中绘制的矩形。
使用箭头键移动绘制的矩形，并将第二条纵脉后线的端点设置在矩形的左侧。矩形的下侧，附着在第三纵脉的后线上。确认绘制了从第二纵脉终点到第三纵脉后线的垂直线。
将垂直线的脚定义为点 A.将光标放在点 A 上时，记录点 A 的 X 坐标和 Y 坐标，如区域选择工具下方所示。打开点 A 位于中心的图像。单击图像、类型、8 位，将图像转换为 8 位图像。单击区域选择工具中的矩形，然后绘制一个大小约为图像窗口大小 1/9 的矩形。
依次单击 Edit （编辑）、Selection （选择）、Select （指定）。选中 Oval 和 Centered 列。在 width 和 height 列中写入 100 像素。
在 X 坐标列中写入点 A 的 X 坐标，在 Y 坐标列中写入点 A 的 Y 坐标，然后单击 确定。接下来，单击 Analyze and Measure。如果校准已经完成，则 OD 将在 Mean 列中指示。比较多个阶段的数据表明，P12 期是色素沉着开始的时间，色素沉着在羽化后 12 小时完成。
发展后，这项技术为进化发育生物学领域的研究人员探索果蝇物种之间蛹发育和色素沉着过程的差异铺平了道路。
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
概述
本文描述了在褐翅果蝇中分期蛹期和测量翅膀色素沉积的协议。这些方法提供了对成体特征发育机制的洞察，并允许进行种间比较。
关键研究组成部分
科学领域
- 进化发育生物学
- 昆虫学
- 遗传学
背景
- 褐翅果蝇是研究发育生物学的模式生物。
- 了解色素沉积模式可以揭示进化适应。
- 分期蛹期对于分析发育过程至关重要。
- 这项研究可以扩展到其他果蝇物种。
研究目的
- 对褐翅果蝇的蛹期进行分期。
- 测量和量化翅膀色素沉积。
- 探索成体特征背后的发育机制。
使用的方法
- 使用双面胶带移除蛹壳。
- 观察蛹以评估色素沉积。
- 对翅膀色素沉积进行定量分析。
- 与其他果蝇物种进行比较分析。
主要结果
- 成功分期了蛹期。
- 量化翅膀色素沉积提供了宝贵的数据。
- 获得了对果蝇形态发育的洞察。
- 该方法可应用于其他物种进行比较研究。
结论
- 建立的协议对于研究果蝇发育是有效的。
- 研究结果有助于理解色素沉积的进化适应。
- 这项研究为未来的发育生物学研究奠定了基础。
常见问题
Executive Industry Relevance
Precise staging of pupal periods and quantitative measurement of wing pigmentation in Drosophila guttifera enable robust comparative developmental studies, supporting mechanistic de-risking in early discovery. These methods provide standardized, reproducible outputs critical for target validation and pathway interrogation in evolutionary developmental biology. The approach strengthens predictive confidence for phenotype-driven research and cross-species trait analysis.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables detailed morphological staging to clarify developmental timing and trait emergence.
- Supports functional validation of genetic pathways influencing pigmentation patterns.
- Facilitates mechanistic de-risking by isolating developmental variables across pupal stages.
- Provides a quantitative framework for hypothesis testing in trait evolution studies.
Screening & Assay Development
- Establishes standardized imaging and measurement protocols for reproducible phenotypic assays.
- Delivers quantitative outputs suitable for cross-condition and cross-species comparisons.
- Prepares validated biological systems for downstream genetic or pharmacological screening.
- Enables reliable evaluation of pigmentation phenotypes for assay development.
Translational & Preclinical Research
- Aligns developmental trait measurement with translational biomarker discovery in model organisms.
- Supports continuity from early discovery through preclinical validation of phenotype-genotype relationships.
- Provides predictive value for trait-based risk assessment in comparative studies.
Pipeline & Workflow Integration
This method integrates into the discovery continuum from early developmental staging to quantitative phenotype analysis, supporting lead identification and preclinical model selection when relevant.
- Discovery Biology: Enables hypothesis-driven testing of developmental timing and trait emergence.
- Screening: Provides reproducible, quantitative pigmentation measurements for assay readiness.
- Analytics: Delivers standardized image-based outputs for statistical comparison across conditions.
- Translational Research: Facilitates alignment of developmental phenotypes with potential biomarkers.
- Enterprise Reuse: Offers a transferable protocol adaptable to other Drosophila species and trait studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces ambiguity in developmental trait analysis.
- Operational Value: Standardizes staging and measurement for reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by providing robust quantitative data for trait validation.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of developmental targets and comparative studies.
Implementation Considerations
- Requires expertise in morphological staging and digital image analysis.
- Needs access to stereo microscopy, imaging systems, and analytical software (e.g., ImageJ).
- Demands cross-team standardization for reproducible data collection and analysis.
- Adaptable to various Drosophila species with protocol modifications as needed.
- Potential limitations include vulnerability of exposed pupae and time-sensitive imaging steps.
