Name: 利用果蝇作为无脊椎动物毒性试验模型系统的实验协议 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min
Description: 学习利用果蝇进行环境毒理学研究的标准化实验方案，通过测定半数致死剂量和剂量反应曲线来评估污染物对发育阶段适应性和跨代效应的影响。该方法为生态风险评估提供可靠工具。

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本出版物获得了美国教育部资助（波多黎各奖项号：P031C160025-17，项目名称：84.031C），由科罗拉多州立大学普韦布洛分校（CSU-Pueblo）“社区推动主动参与STEM教育计划”（C-BASE）执行。我们感谢《当代动物学》（Current Zoology）和爱思唯尔（Elsevier）授权使用先前发表论文中的代表性结果，同时感谢JoVE编辑部为我们提供发表本实验方案的机会。我们还要感谢C-BASE项目、布莱恩·范登赫厄维尔博士（C-BASE及科罗拉多州立大学普韦布洛分校生物系）、科罗拉多州立大学普韦布洛分校生物系、托马斯·格拉齐亚诺、伯纳德·波西本迪特博士（斯基德莫尔学院生物系）以及克莱尔·瓦里安·拉莫斯博士（科罗拉多州立大学普韦布洛分校生物系）所提供的支持与协助。

以下方案是一种实验方案，用于在污染培养基上饲养 Drosophila 属物种，适用于通过口服摄入毒素的情况；使用 Drosophila 模型也可实现其他形式的暴露11,15,16,26。本方案中描述的方法此前已被 Hirsch et al.19 以及 Peterson et al.23,24,25 报道过。
1. 建立 stock 群体 果蝇 在研究实验室中
<ol>
	<li>设置一个环境可控的培养箱（或小型房间），用于饲养种群 果蝇 通过根据测试物种的偏好，设置恒温、光照：黑暗循环周期和湿度的培养箱。 
	注：最佳环境条件将根据所选研究物种的原生生态而有所不同。例如， D. melanogaster 原产于撒哈拉以南非洲27 并通常维持在 25 °C12小时光照：12小时黑暗循环，相对湿度约60%16,18,19,20,21,22,23,24,25,28,29,30另一方面， D. montana 分布范围遍及加拿大大部分地区和美国中西部，这是一个寒冷得多的区域；因此， D. montana 通常维持在 19–20 °C 有时采用24小时光照制度，以模拟交配季节期间的环境条件31. 有关各种物种地理分布范围的更详细描述 果蝇，参见 果蝇 物种形成模式网站32.</li>
	<li>获取首选的 果蝇 物种和/或近交系可从菌种保藏中心（见材料表）、其他研究实验室（经申请获取）或野外采集的野生、遗传多态性种群中获得。 
	注意：以下步骤说明了采集野生、遗传多样性种群的方法 果蝇 在研究实验室中进行维持。这些方法经由 Markow 和 O'Grady 修改而来33 和 Werner 与 Jaenike34 一次性收集尽可能多样的物种，而非使用单一诱饵针对性地捕获特定物种。
	<ol>
		<li>将六根熟透的香蕉放入冰箱冷冻室冷冻过夜，使用诱捕器前取出解冻。</li>
		<li>准备多个1–2 L的塑料瓶，在瓶身前部切出U形切口，以便果蝇进入诱捕瓶后无法逃逸。用瓶盖将塑料瓶盖紧，防止果蝇从瓶口逃出。</li>
		<li>将解冻的香蕉加入瓶底，使瓶底的香蕉厚度约为一英寸。在瓶中放入一片成熟的番茄。将酵母泥（啤酒制作过程中剩余的酵母）加入瓶底的香蕉上，使香蕉充分浸泡在酵母泥中。</li>
		<li>将木棒（垂直竖直放置）插入瓶中，使果蝇有干净的基质可行走，远离酵母悬液和香蕉。 
		图1 展示了这些方法的最终产物。</li>
		<li>将诱饵瓶悬挂在树上过夜，每24小时检查一次。用吸管吸取瓶中的果蝇，将雌蝇逐只转移至含有培养基的试剂瓶中，以建立同雌系（iso-female lines）。 
		注意：可以创建多雌性品系，但前提是每种物种的雌性个体能够被明确识别。此外，同一属内的果蝇 果蝇 占据不同的生态位，并根据这些生态位具有不同的饮食需求（Werner 和 Jaenike）34）；参见 Werner 和 Jaenike34 饮食建议和食谱。</li>
		<li>观察成年 F1 在解剖显微镜下观察后代以鉴定所采集个体的物种 果蝇 （参见 Markow 和 O'Grady）33 和 Werner 与 Jaenike34 用于协助鉴定各种物种。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="树上树枝的静态平衡实验装置，带塑料瓶摆锤，环境研究。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57450/57450fig1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="图1"> 
图1：用于采集野生种群的诱捕器及诱饵的图示 果蝇 在该领域中。 （A） 在科罗拉多州某本地野外地点设置的果蝇诱捕器。 （B） 该野外采样点设置的捕蝇器的特写视图。 <a href="/files/ftp_upload/57450/57450fig1large.jpg" target="_blank">请点击此处以查看此图的放大版本。</a>
<ol start="3">
	<li>在环境可控的培养箱或房间中维持单雌系或多雌系，保持恒定的温度、光暗周期和湿度。具体操作为：将果蝇饲养在适宜的培养基中的小瓶或瓶子内，让怀卵雌蝇在培养基中产卵。定期观察小瓶中是否存在幼虫和蛹。 
	注意：Drosophila 属内的不同物种占据不同的生态位，其营养需求及对非生物环境因子的偏好也因生态位而异33,34。环境偏好和饮食建议（以及果蝇饲养的进一步指导）可参考 Elgin 和 Miller28、Shaffer et al.29、Stocker 和 Gallant30、Markow 和 O'Grady33 以及 Werner 和 Jaenike34。若使用野外捕获的物种，可在培养箱中模拟当地环境条件，直至物种被鉴定。</li>
	<li>定期将种群转移至新鲜培养基，并丢弃旧的小瓶，以维持健康的品系并避免螨虫感染。 
	注意：转移频率取决于物种的生活周期。例如，Drosophila melanogaster 应每 2 周转移一次至新鲜培养基。有关实验室中维持品系的更多信息，参见 Rand et al.16、Elgin 和 Miller28、Shaffer et al.29、Stocker 和 Gallant30、Greenspan35 以及 Science Education Database36。</li>
</ol>
2. 在污染培养基中培育 Drosophila
注意：若首次在实验室中对果蝇（Drosophila）进行测试，或使用新的污染物时，应首先确定致死剂量（方法见 Castaneda et al.37 和 Massie et al.38）以及 LD50（方法见 Castaneda et al.37 和 Akins et al.39）。然后，开展剂量-反应曲线实验，以确定与期望表型输出相关的生物学有效浓度；方法详见 Hirsch et al.19 和 Zhou et al.40。
<ol>
	<li>根据污染物的化学性质，配制所需浓度的污染培养基储备液。 
	注意：例如，制备醋酸铅（PbAc）储备液：通过将污染物加入蒸馏水（dH₂O）中来制备醋酸铅（PbAc）培养基的储备液。20）直至使用污染水配制的培养基达到所需浓度。例如，一种储备溶液 1,000 µM PbAc 可通过将 PbAc 加入 dH 中制备20 直至达到 1,000 µM PbAc。此外，将储备溶液稀释（例如 的 1,000 µM PbAc 溶液）至所需浓度（例如 500 µM PbAc) 并同样作为储备液保存。</li>
	<li>按照制造商指南配制培养基，作为对照培养基。另按制造商指南配制额外培养基，但在其中添加已制备的污染物溶液以用于去离子水（dH₂O）处理。20. 
	注意：例如，若使用即食型 果蝇 培养基，向一个塑料离心管中加入约一茶匙即用型培养基。加入约5–5.5 mL dH₂O20 加入培养基中。撒上几粒活性干酵母以制备对照培养基。为制备实验培养基，向储备液（如 500 µM PbAc) 用于 dH20.</li>
	<li>将具有生殖能力的成年雄性和雌性个体从种群中转移到对照组和实验组培养基中。 
	注意：羽化后至生殖成熟所需时间在不同种间存在差异 果蝇 物种41.
	<ol>
		<li>用惯用手轻轻敲击装有储备果蝇的小瓶，确保果蝇自动移至小瓶底部。另一只手在继续轻敲的同时取下瓶盖，将装有对照或污染培养基的新小瓶口对口置于果蝇小瓶上方。双手固定两支小瓶并迅速翻转，同时轻轻敲击，使果蝇自动转移至装有对照或污染培养基的新小瓶中。在持续轻敲果蝇小瓶的同时，盖上瓶盖。</li>
		<li>用更多试管重复此步骤，确保每支试管中的果蝇数量保持一致。 
		注意：转移的成虫总数 通过 单次转移或麻醉的数量需根据所用小瓶的大小来确定，以避免过度拥挤。</li>
		<li>在标准环境条件下孵育成虫（即 在培养箱中孵育，使成虫交配并在培养基中产卵24–96小时。</li>
		<li>24–96 小时后，将成虫弃入尸体收集瓶（装有矿物油并用紧密贴合的漏斗封口的烧瓶）中，留下受精卵（后续将发育为实验对象）继续成熟以供检测。将小瓶置于培养箱中，使卵继续发育。</li>
		<li>通过观察培养瓶中是否有幼虫从培养基中爬出，来监测是否存在游走期幼虫。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. 收集不同发育阶段的实验样本
注意：可在任何发育阶段采集实验对象，将其置于盲法编码的15 mL锥形管中，并检测污染物的富集情况。检测污染物富集的方法取决于所研究的特定污染物。例如，醋酸铅（PbAc）的富集可通过电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）进行检测42。此外，也可在任何发育阶段采集实验对象，以检测污染物引起的多种表型效应。图2展示了Drosophila的生命周期43。图3展示了暴露实验方案及用于采集的不同发育阶段。
<img alt="果蝇生命周期示意图；阶段：卵、幼虫、蛹、成虫。显示采样时间点。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57450/57450fig2.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Figure 2"> 
图2：D. melanogaster（最常用的Drosophila模式系统）生命周期的概念性概述。 Drosophila 生命周期的阶段包括：1）卵，2）一龄幼虫，3）二龄幼虫，4）三龄幼虫，5）游走期三龄幼虫，6）白眼蛹，7）红眼蛹，8）新羽化成虫，以及 9）成熟成虫。<a href="/files/ftp_upload/57450/57450fig2large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
<img alt="繁殖与毒素暴露过程示意图；实验生命周期各阶段的流程图" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57450/57450fig3.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="图3"> 
图3口服暴露方法的概念性概述 果蝇 到亲本（F）的污染培养基中0）及后续世代（F1 以及后续步骤）。 （A） 发育期间对暴露代进行口服暴露的方法。 (B) 检测污染物向后代（F1 至目标代数）。该图已根据 Peterson 修改 等24 <a href="/files/ftp_upload/57450/57450fig3large.jpg" target="_blank">请点击此处以查看此图的放大版本。</a>
<ol>
	<li>收集游走期三龄幼虫
	<ol>
		<li>当培养箱灯光开启后，立即开始监测试管，因为幼虫将在灯光开启后1小时内从培养基中爬出，并沿试管壁向上移动。在此1小时内，使用木棒或镊子小心地从试管壁上移走游走期三龄幼虫。 
		注意：可用于收集的幼虫数量取决于“2.3.4”步骤中产下的卵数。</li>
		<li>为去除幼虫中过量的培养基，将幼虫置于盛有去离子水的小烧杯中2O. 加入去离子水2将幼虫从烧杯中取出，置于精细擦拭纸上。使用精细擦拭纸轻轻吸去多余的去离子水。2来自幼虫的 O。</li>
		<li>在环境可控的培养箱中维持实验种群。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>收集新羽化的成虫
	<ol>
		<li>通过观察试管侧面蛹的颜色变化来监测试管中成虫羽化情况。 
		注意：蛹在发育过程中会逐渐变暗。发育时间，尤其是羽化前期，取决于所测试的物种。</li>
		<li>当首批成虫开始羽化时，将其倾倒并丢弃至含有矿物油的尸体存放容器中。</li>
		<li>当孵育箱的灯光在第二天早晨亮起时，倾倒并丢弃可能在夜间或亮灯前已羽化的、年龄（或处女状态）未知的成虫。</li>
		<li>约4小时后，用CO₂麻醉任何新羽化的成虫。2 枪注入小管中。将成虫置于 CO2 在解剖显微镜下观察并分盘。通过检查雄性果蝇前肢上的性梳和雌性果蝇的产卵器来区分成虫性别。 
		注意： D. melanogaster 必须在羽化后6小时内收集，以避免交配；但其他物种的发育时间可能较长（因此无需在此时间内收集）。</li>
		<li>将成虫分离至 CO2 使用木棒将成虫按性别分组，并轻轻转移至与先前培养条件相匹配的培养基中。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>收集羽化后的成熟成虫
	<ol>
		<li>让成虫在环境控制的培养箱中，于从卵期至羽化后目标日龄期间所暴露的相同培养基中继续停留。</li>
		<li>在测试前24小时，将成虫单独转移至对照培养基中，以使其清除体表残留的污染培养基。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. 培育实验对象以检验多代或跨代暴露的影响。
<ol>
	<li>为了培育亲代（即 P0 或 F0 代），按照“2.1”至“2.3”以及“3.1”至“3.3”的步骤，将来自种群培养物的成虫转移至对照培养基和实验培养基中。</li>
	<li>当成虫达到生殖成熟阶段（参见 Pitnick et al.41）时，按照 2.3.1 中所述方法，将一管雄虫单独转移至装有新鲜对照或实验培养基的试管中；再将一管雌虫单独转移至已含有雄虫的新鲜试管中。让成虫在培养基中交配并产卵 24–96 小时。随后将成虫倾出并弃入含有矿物油的尸体收集容器中，继续培养试管以使后代发育。</li>
	<li>根据所需代数，重复步骤 4.1 至 4.2。</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

黑腹果蝇 由于基因和通路在物种间具有高度保守性，该模型已被确立为研究多种生物过程的有力工具 D. melanogaster 和人类13,14出于与医学科学研究中作为强大模型相同的理由 果蝇 已成为研究人为污染对多种毒理学终点影响的合适模型系统。多家实验室已成功采用 D. melanogaster 作为研究多种化合物（包括重金属）的模型系统11,16,18-25,37,38,39,<...

每年，化学工业都会推出约1000种新化学品1,2；然而，其中仅有极小部分在投放市场前经过了环境影响测试2,3。尽管大规模环境灾难并不常见，但人类和野生动物对多种污染物的亚致死性及慢性暴露却十分普遍4,5。生态毒理学与环境毒理学长期以来的研究重点是测试致死性、单一化学品暴露、急性暴露以及暴露后的生理效应，以此作为衡量污染物对生物体存活影响的手段6,7,8,9,10。尽管目前动物实验正逐步转向更符合伦理且非侵入性的方法，但现有方法仍存在局限性，因为发育过程、涌现特性以及外部因素（如种群水平和生态系统水平的相互作用）在调控生态相关终点效应中发挥着重要作用8。因此，亟需发展能够在不牺牲野生动物和/或脊椎动物的前提下，整合更全面研究视角的方法。
无脊椎动物模型系统，例如 Drosophila melanogaster，为实现更整体化的毒性测试方法提供了一种有吸引力的替代方案。D. melanogaster 大约一个世纪前最初被开发用于与人类相关的遗传学研究的无脊椎动物模型系统11。如今，D. melanogaster 被广泛用作脊椎动物模型的替代系统，主要原因包括：1）D. melanogaster 与人类之间基因和通路的高度保守性；2）相较于脊椎动物模型更短的世代周期；3）维持成本低廉；4）易于获得大样本量；以及 5）存在大量可用于测试的表型和生态相关终点指标11,12,13,14,15,16,17。
目前，多个实验室11,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25 正在使用 D. melanogaster 作为脊椎动物模型的替代方案进行毒性测试，以研究污染对人类的影响。本地的野生 Drosophila 物种也可用作野生动物（以及人类）的毒性模型，以在多个生物学组织层次上回答与生态学、行为学和进化相关的科学问题。利用 Drosophila 属内的物种作为模型，可实现多种可测量的终点指标11,15,16,18,19,20,21,22,23,24,25。此外，使用 Drosophila 模型，毒理学家可以：1）在多个生物学组织层次上伦理地关联效应；2）整合新兴因素和发育过程的作用；3）研究具有生态学意义的终点指标（而不仅限于医学相关终点）；4）同时测试多种应激源；5）评估应激源的长期多代（例如 进化和跨代）影响。因此，将 Drosophila 作为模型系统，能够支持多种研究策略，而不仅限于在实验室中利用近交系 D. melanogaster 进行机制性研究。
本文介绍了饲养和收集的方法 果蝇 以回答各种毒理学问题。更具体地说，我们描述了以下方法：1）饲养 果蝇 在含有一种或多种污染物的培养基中；2）收集 果蝇 在发育过程中例如 游走期三龄幼虫、蛹壳、新羽化成虫和成熟成虫）；以及3）饲养 果蝇 在污染的培养基中测试长期暴露于有毒物质的跨代和多代传递效应及其进化意义。采用本方案，先前的研究者18,19,20,21,22,23,24,25 已报道发育期铅（Pb）暴露对生理、遗传和行为产生不同的影响2+暴露。该方案使毒理学家能够采用更为整体化的毒理学方法，这对于理解在污染日益加剧的环境中污染物如何成为人类和野生生物健康风险因素至关重要。

<table><tbody><tr><td>Carolina Biological Instant Drosophila 培养基配方 4-24</td><td>Carolina Biological</td><td>173204</td><td></td></tr><tr><td>果蝇小管，窄型（聚苯乙烯），聚苯乙烯，超大量装，每单位 1000 个</td><td>Genesee Scientific</td><td>32-116SB</td><td>用于存放果蝇</td></tr><tr><td>窄型塑料小管用 Flugs 密封盖，适用于小管和瓶子</td><td>Genesee Scientific</td><td>49-102</td><td>用于存放果蝇</td></tr><tr><td>纸板托盘，仅托盘，窄型</td><td>Genesee Scientific</td><td>32-124</td><td>用于整理果蝇群体</td></tr><tr><td>纸板托盘，仅分隔板，窄型</td><td>Genesee Scientific</td><td>32-126</td><td>用于整理果蝇群体</td></tr><tr><td>Thermo Scientific&amp;nbsp;Nalgene 方形广口高密度聚乙烯瓶（带盖）</td><td>Fischer Scientific</td><td>03-312D</td><td>适用于污染物的储存</td></tr><tr><td>Thermo Scientific&amp;nbsp;Nalgene 彩色编码低密度聚乙烯洗瓶</td><td>Fischer Scientific</td><td>03-409-17C</td><td>适用于污染物的储存</td></tr><tr><td>Eppendorf&amp;nbsp;Repeater M4 手持式手动移液器分配器</td><td>Fischer Scientific</td><td>14-287-150</td><td>用于制备培养基</td></tr><tr><td>Combitips Advanced 移液器吸头 - 标准型，Eppendorf 品质吸头</td><td>Fischer Scientific</td><td>13-683-708</td><td>用于制备培养基</td></tr><tr><td>Flypad，标准尺寸（8.1 × 11.6 cm）</td><td>Genesee Scientific</td><td>59-114</td><td>用于麻醉果蝇</td></tr><tr><td>Flystuff 脚踏阀</td><td>Genesee Scientific</td><td>59-121</td><td>用于麻醉果蝇</td></tr><tr><td>绿色软管（每单位连续一英尺）</td><td>Genesee Scientific</td><td>59-124G</td><td>用于麻醉果蝇</td></tr><tr><td>矿物油，轻质，白色，高纯度级，500 mL 高密度聚乙烯瓶装</td><td>VWR</td><td>97064-130</td><td>用于制作果蝇处理容器（morgue）</td></tr><tr><td>玻璃锥形瓶套装 - 三种规格 - 50、150 和 250 mL，Karter Scientific 214U2</td><td>Walmart</td><td>不适用</td><td>用于制作果蝇处理容器（morgue）</td></tr><tr><td>BGSET5 玻璃烧杯套装，共 5 个</td><td>Walmart</td><td></td><td></td></tr><tr><td>近交系或野生型 &lt;em&gt;Drosophila&lt;/em&gt; 品系</td><td>印第安纳大学 &lt;em&gt;Drosophila&lt;/em&gt; 资源中心</td><td></td><td>https://bdsc.indiana.edu</td></tr><tr><td>野生型 &lt;em&gt;Drosophila&lt;/em&gt; 种群</td><td>加州大学圣地亚哥分校 &lt;em&gt;Drosophila&lt;/em&gt; 资源中心</td><td></td><td>https://stockcenter.ucsd.edu/info/welcome.php</td></tr></tbody></table>

使用实验方案 果蝇 作为实验室毒性测试的无脊椎动物模型系统

Experimental Protocol for Using Drosophila As an Invertebrate Model System for Toxicity Testing in the Laboratory

涌现特性及外部因素（尤其是种群水平和生态系统水平的相互作用）在调节生态学重要终点方面发挥着重要作用，尽管这些因素在毒理学研究中很少被考虑。D. melanogaster 正逐渐成为研究毒物对行为、神经及遗传影响的毒理学模型，仅举几例而言。更重要的是，Drosophila 属的物种可被用作一个模型系统，以整合涌现特性，并在&#160;毒理学研究中回答具有生态相关性的问题。本文旨在提供一种实验方案，用于将Drosophila 属物种暴露于污染物中，作为研究多种表型输出和生态相关问题的模型系统。更具体地说，该方案可用于：1）关联多个生物学组织层次，理解毒物对个体和种群适合度的影响；2）检测不同发育阶段暴露下毒物的影响；3）检验污染物的跨代及进化效应；4）同时检测多种污染物和应激因子。

通过口服暴露 果蝇 暴露于发育全过程中的污染物，可通过暴露实验来检验各种毒理学问题 果蝇 在不同生物组织水平上的研究结果。本节展示了使用本方案在先前已发表论文中获得的代表性结果23,24特别是，本方案先前已被用于评估铅（Pb）在同一代暴露个体及其第一代子代中的积累、消除与蓄积情况23；并研究积累效应在配偶选择中的意义24.
表1 和 图4 展示了使用本方案测定 Pb 在 F0 和 F1 两代中积累与消除情况的代表性结果。
<p class="jove_conten...

本文提供了一种详细的实验方案，用于使果蝇属（Drosophila）物种暴露于污染物中，旨在研究暴露对不同发育阶段及多代个体多种表型输出的影响。

涌现特性及外部因素（尤其是种群水平和生态系统水平的相互作用）在调节……中起着重要作用

本方案可用于了解有毒物质在不同发育阶段对生物适应性的影响，并研究污染物暴露对多代生物的作用效果。在我位于科罗拉多州立大学普韦布洛分校的研究实验室中，将由两名本科生——休·朗格（Hugh Long）和泰勒·哈维（Tyler Harvey）——进行该操作的演示，他们也是该校推动STEM教育积极参与社区建设的成员。开始研究感兴趣的环境污染物时，首先需确定该化合物对黑腹果蝇（Drosophilia）的半数致死剂量（50% lethal dose）。采用既定方法绘制剂量反应曲线。接着，用含有目标浓度化合物的培养基进行准备。例如，在配制即用型培养基时，将化合物加入水相部分。同时，制备不含添加化合物的对照培养基。为建立用于收集实验动物的培养体系，采用标准方法将繁殖期成虫转移至生长培养基中。每支试管中的果蝇数量应保持一致，并避免成虫过度拥挤。 然后，在标准条件下将果蝇培养一至四天。培养结束后，弃去成虫，留下受精卵继续发育成熟以备检测。随后，将试管重新放回培养箱中。可在任何发育阶段进行处理。此外，可根据实验目的在任意发育阶段收集实验对象。每天观察发育中的动物，以确定目标阶段（例如游走三龄幼虫）的最初迹象。为了检测暴露对游走期三龄幼虫阶段的影响，应在开灯后一小时内收集幼虫，此时幼虫开始从食物基质中爬出。接着，倒去水分，并将幼虫转移至实验用纸巾上，轻轻去除多余的水分。待幼虫表面干燥后，将其转移至相应的收集管中。为了检测暴露对成虫的影响，收集新羽化的成虫；可以使用二氧化碳麻醉。务必在果蝇达到性成熟并开始交配前进行收集。将果蝇按性别分组，并转移至装有对照或实验污染培养基的试管中，以匹配既有的暴露条件。随后，在检测成虫体内污染物前24小时，将对照组和污染培养基中的成虫转移至装有对照培养基的离心管中，使成虫能够清理体表多余的培养基。经过24小时的清洁后，可采用适当的方法对果蝇进行检测。例如，可通过交配选择实验来检测其行为变化。利用这些方法，研究污染物暴露的跨代效应非常简便。只需将暴露后的成虫与对照培养基中的成虫进行杂交，即可研究其子代未暴露于污染物时所产生的效应。本实验方案已被用于评估铅在同一子代个体内的累积、消除和蓄积情况。果蝇在不同剂量、发育阶段和进化尺度下均易于富集铅。通过多代暴露实验发现，亲代的暴露效应并未传递给子一代成年后代。因此，利用本方案，可检测不同进化尺度下的适应性反应，以及非暴露所致的跨代效应。接下来，将果蝇从卵阶段开始在对照培养基或含铅培养基中培养至成虫期，并在除毒24小时后进行交配偏好测试。在含铅培养基中培养的雌性果蝇更倾向于与暴露于铅的雄性交配，而非与对照组雄性交配。另一方面，雄性果蝇未表现出相同的偏好倾向。观看本视频后，您应能充分了解如何饲养和收集果蝇以回答各类生物学问题及毒理学问题。若操作得当，掌握本方案后可在一至两个月内完成实验。在进行该操作时，重要的是要记住需轻柔处理果蝇，以避免引发不必要的应激反应。采用此实验方案后，还可进一步探讨行为学、遗传学和神经科学等相关问题。请注意，操作污染物时可能存在极高风险，因此在实施本实验过程中，必须采取必要的安全防护措施，例如佩戴个人防护装备，并在通风橱内制备污染物。

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Research

科研

JoVE Journal

Biology

生物学

利用果蝇作为无脊椎动物毒性试验模型系统的实验协议

科学家使用黑腹果蝇（Drosophila）寿命实验方案来测量不同实验条件对果蝇寿命的影响，并在此过程中生成生存曲线，以量化实验结果。本示例方案描述了该检测方法在研究不同浓度的内分泌干扰物化学物质（EDC）（如17-α-乙炔雌二醇（EE2））对寿命影响中的应用。...

Drosophila melanogaster 寿命实验方案：生成生存曲线以鉴定果蝇寿命差异

本视频介绍了一种利用染色食物来监测果蝇摄食行为及添加化合物对摄食活性影响的摄食实验方法。示例实验方案测试了多种内分泌干扰物（EDC）的作用。...

摄食测试：摄食偏好的评估 黑腹果蝇

本文介绍了一种用于量化受胁迫个体回避行为的实验方案。该范式具有强大功能且操作简便，可用于评估基因和环境对黑腹果蝇（Drosophila...

社会回避定量检测的简易实验方法 黑腹果蝇

在此，我们介绍一种使用 黑腹果蝇 感觉神经元 - 树突分支（da）神经元损伤模型，该模型结合了 体内 活体成像、双光子激光轴突/树突切割技术，以及强大的果蝇遗传工具箱,...

一种用于研究周围和中枢神经系统神经再生的 Drosophila In Vivo 损伤模型

本方案描述了一种记录黑腹果蝇（Drosophila...

Drosophila Melanogaster 三龄幼虫中枢神经系统活动的电生理记录

内分泌干扰物（EDCs）对生物体及自然环境构成了严重问题。Drosophila melanogaster...

Drosophila melanogaster中内分泌干扰检测方法

本方案描述了一种高效且经济的方法，利用液体培养基评估化学毒物对成年黑腹果蝇（Drosophila...

成年个体中化学毒性的评估 黑腹果蝇

本方案介绍了一种高通量、低成本的方法，通过量化果蝇运动功能障碍来评估其神经毒性，作为传统哺乳动物模型的替代方案。该方法旨在利用一种灵敏、可重复且符合伦理要求的模型，评估药物化合物、环境因子或基因修饰的神经毒性效应。...

Drosophila melanogaster 运动功能障碍的行为学分析作为神经毒性的检测指标

本视频展示了一种检测尼古丁对两种蚜虫耐受性的实验方法，其中一种蚜虫侵害田间烟草植株，另一种则不侵害烟草植株。...

利用人工饲料实验检测蚜虫对尼古丁的耐受性

本研究涉及一种有价值的方法学方案的开发与标准化，用于测定化学物质、工业废水或污水以及液态环境样品对盐水枝角类动物Artemia...

长期致死毒性试验与甲壳类动物 Artemia franciscana

学习利用果蝇进行环境毒理学研究的标准化实验方案，通过测定半数致死剂量和剂量反应曲线来评估污染物对发育阶段适应性和跨代效应的影响。该方法为生态风险评估提供可靠工具。

使用实验方案果蝇作为实验室毒性测试的无脊椎动物模型系统

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使用实验方案 果蝇 作为实验室毒性测试的无脊椎动物模型系统

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