一种测定性能的自动化方法 果蝇 对时空温度变化的响应

该方法可帮助我们解答有关果蝇对温度变化反应的关键问题，例如不同基因型之间的差异、与其他感觉线索的相互作用，或不同温度感受器的功能。该技术的主要优势在于，能够以自动化的方式，精确控制时间和空间，实现多次快速而精准的温度变化。首先，将20只雄性果蝇和20只雌性果蝇放入一个含有45毫升果蝇培养基的培养瓶中，并将该培养瓶置于25°C的培养箱内，在12小时光照、12小时黑暗的循环条件下培养。

10天后，将新羽化的果蝇置于二氧化碳垫上麻醉，时间最长不超过4分钟。然后使用毛笔将处女蝇收集到含有6.5毫升新鲜果蝇培养基的2.5 × 9.5厘米的果蝇培养瓶中，按性别分开，每瓶20只果蝇。随后将培养瓶放回培养箱中继续培养5至7天。

为设置一个温度可控的实验区域，首先打开实验区域设备，并在控制计算机中启动温度阶段控制程序。确认温度序列已正确设置，并检查每个实验阶段的持续时间是否均为60秒。在“开始实验模块”部分，核实以下设置：设定所需的阶段数量、指示性红色发光二极管的循环开关配置、每个阶段温度升高2 °C，以及起始温度为16 °C。

接下来，运行温度相位脚本。软件将初始化五秒钟，然后停止。对于温度行为实验，将一条白色导电胶带贴在实验区域铜砖的顶部，确保覆盖所有边缘。

将加热的铝环放在铜片周围，用干净的纸巾擦拭玻璃盖。将盖子置于铝环顶部，留出一个缝隙，以便吹入果蝇。轻敲已适应环境的果蝇小瓶两次，使果蝇沉至瓶底。使用口吸器捕获一只果蝇，然后在将小瓶放回培养箱之前将其盖紧。

通过玻璃盖与铝环之间的缝隙将果蝇吹入实验 arena，然后立即推紧玻璃盖以封闭缝隙。在 arena 周围放置一圈光源，确保光照对称，并启动视频录制程序开始记录。随后按下控制计算机的空格键，以开始运行实验各阶段。

要追踪视频，请打开果蝇步态追踪软件，并打开果蝇追踪器文件夹中的配置文件。在视频文件夹中设置视频的存储位置，并在视频文件中设置视频的名称。根据果蝇行为箱边缘多个点的 x/y 像素坐标，在行为箱设置中指定行为箱的边界。

根据LED中心位置的x/y像素坐标，在LED设置中指定不活动的红色LED的具体位置。为检查果蝇实验区域边界的坐标，将实验区域设置中的debug设为true，点击保存，然后在终端中运行脚本。此时将出现视频的屏幕截图，图中由实验区域设置中输入的坐标形成一个蓝色方框。

然后将 arena 设置中的 debug 改为 false。点击保存，并再次在终端中运行屏幕以开始追踪过程。在典型的温度行为实验中，暴露于 16、20 或 24 摄氏度的单只果蝇在实验初期的运动活性高于五分钟后。

温度可控的实验区域还可用于比较不同遗传背景的果蝇对动态温度变化的行为反应。例如，在本实验中，所有被测试物种的运动速度均随着温度升高而按照各自特有的响应曲线逐渐增加，直至达到最佳表现的峰值，随后其运动速度开始下降，最终果蝇死亡。当将单个果蝇暴露于中央区域和一侧区域为40摄氏度、而另一侧区域保持在适宜的22摄氏度环境中时，野生型果蝇迅速停止在实验区域内的移动，并停留在温度适宜的位置。

相比之下，经典的记忆突变体Dunce果蝇会持续探索实验区域，在舒适位置停留的时间比对照组更短。此外，通过测试温度与位置的不同组合，还有助于理解在动态温度变化过程中不同温度感受器的功能。本实验即为此目的而设计，其中将单个黑腹果蝇（d melanogaster）突变体暴露于逐渐升高的温度环境中，同时提供一个不断移动的、设定为22摄氏度的舒适位置。

进行这些操作时，请记住按顺序快速完成各个步骤，以便尽可能完整地记录果蝇的行为。除了本方法外，还可结合其他方法，如负趋地性实验或热击晕实验，以回答更多问题，例如果蝇的正常运动能力或正常的耐热性。该技术的应用意义在于帮助我们理解那些涉及温度感知或疼痛反应的神经功能障碍或基因突变。

通常，初次接触该方法的人会遇到困难，因为每一步骤本身虽然简单，但需要完美协调，因此该技术需要反复练习。