Name: 测量线虫秀丽隐杆线虫趋化性中的联想学习 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-06-17T12:20:00.000+00:00
Duration: 9 min 53 s
Description: 学习使用经典条件反射方法在秀丽隐杆线虫中测量趋化性，研究神经可塑性与联想学习的分子机制。该技术为探索衰老相关认知衰退提供了重要的神经科学模型。

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本文献给约翰内斯·贝尔托尔德（Johannes Berthold）以表纪念。部分菌株由线虫遗传学中心（Caenorhabditis Genetics Center，CGC）提供，该中心由美国国立卫生研究院研究基础设施项目办公室（NIH Office of Research Infrastructure Programs，P40 OD010440）资助。E.I.B. 感谢德国人民学术基金会（Studienstiftung des deutschen Volkes）提供的经济支持。

1. 在进行关联学习测试前，制备用于同步 C. elegans 的生长平板（GP），以及在测试当天用于建立[NaCl]-食物关联的条件化平板（CP）
注意：用于培养和处理的培养皿与标准线虫生长培养基（NGM）平板12相同，仅在0 mM NaCl CP和100 mM NaCl CP平板中改变了NaCl浓度。
<ol>
	<li>准备四个洁净的 500 mL 玻璃瓶，并分别加入以下成分：
	<ol>
		<li>向其中一个瓶子加入 1.25 g 胰蛋白胨、8.5 g 琼脂、487.5 mL 蒸馏水和一个磁力搅拌子（用于制备 0 mM NaCl CP）；</li>
		<li>向其中两个瓶子各加入 1.5 g NaCl、1.25 g 胰蛋白胨、8.5 g 琼脂、487.5 mL 蒸馏水和一个磁力搅拌子（分别用于制备 50 mM NaCl CP 和 GP）；</li>
		<li>向另一个瓶子加入 3 g NaCl、1.25 g 胰蛋白胨、8.5 g 琼脂、487.5 mL 蒸馏水和一个磁力搅拌子（用于制备 100 mM NaCl CP）。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>将四个瓶子在 121 °C 下高压灭菌 15 分钟，然后在水浴中于 55 °C 冷却 30 分钟。</li>
	<li>将瓶子（每次一个）置于加热磁力搅拌器上。向每个瓶子中加入 12.5 mL 的 1 M KPO4（室温 [RT] 下 pH = 6.0）。充分混合 2 分钟后，再加入 0.5 mL 的 1 M CaCl2、0.5 mL 的乙醇溶解胆固醇溶液（5 mg/mL）和 0.5 mL 的 1 M MgSO4 （所有溶液均需无菌）。通过磁力搅拌充分混匀。 
	注：在加入 KPO4 后充分混匀，可防止加入 CaCl2 时产生磷酸钙沉淀。</li>
	<li>在接近无菌的条件下（在超净工作台或本生灯旁），将每种培养基各 8 mL 分装至 55 mm × 10 mm 的培养皿中（分别对应 0 mM CP、50 mM CP、100 mM CP 和 GP 类型）。 
	注：此步骤可制备约 62 个每种类型的 NGM 平板。</li>
	<li>将平板在室温下静置约 3 小时使其冷却，随后于 4 °C 保存，最长可保存 2 周，待用。</li>
	<li>向每个 NGM GP 平板中加入 200 µL 的 E. coli OP50 菌悬液，并在 20 °C 恒温培养箱中过夜干燥。 
	注：平板可在室温下保存最多 1 周后再使用。</li>
</ol>
2. 通过定时产卵进行秀丽隐杆线虫（C. elegans）的维持及关联学习测试前准备 13（实验前3天）
注意：以建议格式进行一轮趋化性实验至少需要24块生长板（GP）、48块实验板（Assay Plates, AP）以及每种诱导条件8块板（诱导板，CP）。若一个班级分为八个学生小组，则每个小组将获得3块GP、6块CP和6块AP，即每种实验条件对应1块CP和1块AP。
<ol>
	<li>维持 秀丽隐杆线虫 N2（布里斯托变种）在含有活菌的NGM琼脂平板上培养 E. coli OP50，20 °C 培养。在日常维护过程中，始终将培养皿倒置存放，以减少培养皿内水分流失。</li>
	<li>将30只年轻的（第2天）N2成虫转移至每块GP上。</li>
	<li>让动物在 20 °C 下产卵约 8 小时。</li>
	<li>将所有成虫从培养皿中移除，倒置培养皿，在 20 °C 下培养 3 天。</li>
</ol>
3. 检测前准备（检测前1天）
<ol>
	<li>准备接种（+）和未接种（-）的 CP。
	<ol>
		<li>在每批 0 mM NaCl CP、50 mM NaCl CP 和 100 mM NaCl CP 中，将其中一半平板每板接种 200 µL OP50（分别为 CP0+、CP50+ 和 CP100+）。 
		注意：向 CP0+ 中加入 OP50 悬液可能会带入少量 NaCl（&lt;2 mM NaCl），这不太可能显著影响趋化行为。在需要考虑低浓度 NaCl 的情况下，可通过向 CP0- 平板及检测平板上的“无盐”区域添加 2 mM NaCl 来进行校正。</li>
		<li>将接种与未接种的两组平板（分别为 CP0-、CP50- 和 CP100-）一同置于 20 °C 培养箱中过夜干燥。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>制备检测平板（AP）。
	<ol>
		<li>准备三个洁净的 1 L 玻璃瓶，并分别加入以下成分：
		<ol>
			<li>在一个瓶中加入 2.5 g 蛋白胨、17 g 琼脂、975 mL 蒸馏水和一个磁力搅拌子（用于配制 0 mM NaCl 培养基）</li>
			<li>在一个瓶中加入 3 g NaCl、2.5 g 蛋白胨、17 g 琼脂、975 mL 蒸馏水和一个磁力搅拌子（用于配制 50 mM NaCl 培养基）</li>
			<li>在一个瓶中加入 6 g NaCl、2.5 g 蛋白胨、17 g 琼脂、975 mL 蒸馏水和一个磁力搅拌子（用于配制 100 mM NaCl 培养基）</li>
		</ol>
		</li>
		<li>将三个瓶子在 121 °C 下高压灭菌 15 分钟，然后在水浴中于 55 °C 冷却 30 分钟。</li>
		<li>同时，在 Y 型培养皿（一个被内部隔墙分为三个区域的 90 mm × 10 mm 培养皿）底部的每个区域标记将要倒入的培养基对应的 NaCl 浓度。在培养皿中心（即三面隔墙交汇处）画一个半径为 5 mm 的圆（图 1）。 
		注意：该圆圈内部区域以及隔墙本身在计数时视为排除区域：计数期间位于这些区域内的线虫不计入任何区域的总数。</li>
		<li>将瓶子（每次一个）放在加热磁力搅拌器上。向每个瓶子中加入 25 mL 1 M KPO4（室温下 pH = 6.0）。充分混合 2 分钟后，再加入 1 mL 1 M CaCl2、1 mL 浓度为 5 mg/mL 的乙醇胆固醇溶液和 1 mL 1 M MgSO4（所有溶液均需无菌）。通过磁力搅拌充分混匀。</li>
		<li>将 0 mM 培养基分装至 Y 型培养皿的一个区域，直至培养基达到内部隔墙顶部，静置约 5 分钟使其凝固。</li>
		<li>将 100 mM 培养基分装至 Y 型培养皿的第二个区域，直至培养基接触到相邻已凝固的 0 mM NaCl 区域。为避免溢入相邻空区域，先将 100 mM 区域填充至 Y 形内墙顶端，然后使用无菌 10 µL 移液枪头沿 Y 形隔墙打破培养基表面张力，使其与 0 mM NaCl 区域连接，随后静置约 5 分钟使其凝固。</li>
		<li>将 50 mM 培养基分装至 Y 型培养皿剩余的空区域，直至培养基同时接触到相邻已凝固的 0 mM NaCl 和 100 mM NaCl 区域。注意避免培养基溢入相邻区域，随后静置约 5 分钟使其凝固。</li>
		<li>将平板置于 20 °C 培养箱中过夜保存。 
		注意：采用此方法可制备约 50 个检测平板。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>制备 1 L 无菌 M9 缓冲液14。</li>
</ol>
4. 秀丽隐杆线虫（C. elegans）关联学习实验（此处由8个小组平行进行）
<ol>
	<li>用移液器将 1 mL 无菌 M9 缓冲液加入 GP 上，轻轻旋转培养皿，使线虫（主要为 1 日龄成虫）从 OP50 菌苔和琼脂上脱离，形成悬浮液。</li>
	<li>倾斜培养皿，用 1 mL 塑料移液枪头收集含有线虫的 M9 缓冲液悬浮液，并转移至 1.5 mL 微量离心管中。 
	注意：可使用剪刀剪去移液枪头顶端部分，以增大开口直径；这可以减少线虫通过枪头时所受的剪切应力和物理损伤，尤其在使用 200 µL 移液枪头时更为有效。实验开始前，应确保线虫不会粘附于所用离心管类型，可通过在体视显微镜下观察移除悬浮液后的离心管来确认。</li>
	<li>对所有 GP 重复上述操作，然后让线虫在微量离心管底部静置约 60 秒，形成沉淀。</li>
	<li>使用 1 mL 移液器小心吸除上清液/过量 M9 缓冲液，注意不要扰动沉淀。</li>
	<li>再用 1 mL 无菌 M9 缓冲液清洗沉淀两次，以去除残留的 OP50 菌。每次清洗之间让沉淀静置约 60 秒。清洗完成后，用 M9 缓冲液将沉淀重悬至 300 µL。</li>
	<li>缓慢将 50 µL 线虫悬浮液（约含 200–300 条线虫）转移至每块条件化培养皿（CP0-、CP0+、CP50-、CP50+、CP100- 和 CP100+）。每次分装前应轻轻涡旋悬浮液，以保持线虫均匀悬浮。对于接种了 OP50 菌的培养皿，应将线虫液滴置于细菌菌苔之外。让悬浮液充分渗入琼脂中。</li>
	<li>将培养皿倒置于 20 °C 恒温培养箱中孵育约 4 小时，使线虫自由活动。 
	注意：为适应本科生课程时间安排，条件化步骤可缩短至 2 小时。</li>
	<li>用移液器将 1 mL 无菌 M9 缓冲液加入 CP 上，轻轻旋转培养皿，使线虫脱离，形成悬浮液。</li>
	<li>倾斜培养皿，用 1 mL 塑料移液枪头收集 M9-线虫悬浮液，并转移至 1.5 mL 微量离心管中。</li>
	<li>让线虫在微量离心管底部静置约 60 秒，形成沉淀。</li>
	<li>使用 1 mL 移液器小心吸除上清液/过量 M9 缓冲液，注意不要扰动线虫沉淀。</li>
	<li>再用 1 mL 无菌 M9 缓冲液清洗线虫两次。每次清洗之间让沉淀静置约 60 秒。</li>
	<li>用 M9 缓冲液加至微量离心管 1 mL 刻度线处，静置约 60 秒使线虫沉淀沉降。</li>
	<li>使用 1 mL 移液器小心吸除 960 µL 上清液，注意不要扰动沉淀。</li>
	<li>轻轻涡旋或震荡微量离心管以重悬线虫，然后使用 20 µL 移液器将 20 µL 线虫沉淀（约含 100–150 条线虫）转移至 AP 中心位置，即 Y 形隔墙各分支交汇处。对其他 AP 重复此步骤。</li>
	<li>在 20 °C 下让线虫自由活动 30 分钟，然后在体视显微镜下计数 AP 各区域中的线虫数量（分别为 0 mM NaCl、50 mM NaCl 和 100 mM NaCl 区域）。排除位于任一区域中心 5 mm 范围内或区域边界上的线虫（图 1）。</li>
	<li>继续在 20 °C 下让线虫自由活动 30 分钟，再次计数 AP 各区域中的线虫数量。排除位于任一区域中心 5 mm 范围内的线虫。</li>
	<li>根据以下公式计算每个时间点每块培养皿的趋化指数（CI）15,16： 
	<img alt="竞争指数公式；用于线虫分布研究分析的数学方程。" src="/files/ftp_upload/66311/66311eq01.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1785211204000" data-alt="公式 1"></li>
</ol>

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</ol>

作者声明不存在利益冲突。

本文中，我们描述了对线虫关联学习能力的评估 秀丽隐杆线虫 以趋化性作为实验范式。在本示例中，我们采用了六种实验条件，具体为N2野生型 秀丽隐杆线虫 在低（0 mM）、中（50 mM）或高（100 mM）NaCl浓度的平板上培养，部分平板接种标准线虫食物E. coli OP50 菌株）或不接种细菌。然后， 秀丽隐杆线虫 允许线虫在未接种的检测平板上自由移动，该平板含有三种不同NaCl浓度的琼脂区域。通过从位于检测平板100 mM NaCl区域的线虫数量中减去位于0 mM NaCl区域的线虫数量，再除以检测平板上总的线虫数量，计算得到趋化指数（CI）。15,16该CI在-1到+1的量表上显示了 秀丽隐杆线虫 表现出对检测平板中低盐（0 mM NaCl，负趋化指数）或高盐（100 mM NaCl，正趋化指数）区域的偏好，具体取决于动物是否将特定盐浓度与食物关联。需要注意的是，尽管趋化指数（CI）能够标准化地总结动物的盐趋化行为，但如果动物...

为了与环境进行有意义的互动并产生适应性行为，动物需要解读所接收到的感觉信息：某种特定感觉线索对其生存是有益还是有害，几乎从不预先确定，而是取决于具体情境。因此，感觉系统和神经系统的一项关键任务是通过联想学习为环境信息赋予效价。某些刺激天生具有趋近性，例如食物；而另一些则天生具有回避性，例如伤害性刺激。这类非条件刺激（US）能够改变动物对其他同时呈现的刺激的反应；结果，动物可能对该其他刺激——即条件刺激（CS）——产生吸引或厌恶。这种现象被解释为：CS 能够提示或预测 US1,2,3。研究联想学习的模型对于阐明其背后的遗传、细胞和生理机制至关重要。然而，由于需要使用体内（in vivo）模型、行为存在变异性、动物操作需取得许可，以及研究人员和动物训练通常耗时较长，这类研究往往难以在本科生参与的科研环境中开展，更不用说在教学环境中实施了。
因此，无脊椎动物模型为本科生或硕士研究生开展联想学习实验提供了良好机会。无脊椎动物的饲养和操作无需动物使用许可，且成本较低。一种常用的联想学习范式是秀丽隐杆线虫（C. elegans）的盐趋化性学习4,5,6,7,8,9。&#160;C. elegans能够感知其环境中氯化钠（NaCl）的浓度，并学会将特定的[NaCl]浓度与食物的存在或缺失相关联。通常情况下，线虫会趋向于先前与充足细菌食物同时出现的盐浓度，而避开先前在无食物条件下出现的盐浓度。因此，盐是条件刺激，而食物或饥饿则是非条件&#160;刺激3。这种关联在不到一小时内即可形成，属于短期联想记忆的一个实例。NaCl趋化性的联想学习受到多种信号通路的调控，包括钙/钙调蛋白依赖性激酶&#160;(CaMK)&#160;信号、多巴胺能信号以及胰岛素/磷脂酰肌醇（PI）3-激酶信号通路5,9,10，这表明该过程涉及动机调控系统和CaMK依赖性的突触可塑性，其机制可能与脊椎动物中调控联想学习的信号通路相似。
在已建立的盐趋化学习实验方案中，线虫在琼脂平板上迁移，该平板通过在平板上分别放置不含盐或高盐的两个琼脂块形成空间盐浓度梯度7。由于NaCl从琼脂块持续扩散至平板中，导致趋化实验平板上的NaCl浓度随时间和空间发生动态变化，因此本科生难以对该实验进行定量操作，。另一种更易于操作的实验方法是使用四分区平板，其中两种不同的盐浓度（例如25 mM NaCl和0 mM NaCl）被塑料屏障分隔开11。然而，由于仅呈现两种不同的NaCl浓度，该方法无法同时用于检测相对于基线条件的低或高NaCl吸引或回避行为。C. elegans通常在含有50 mM NaCl和大肠杆菌OP50菌株的NGM（线虫生长培养基）平板上培养12，因此默认情况下会将该NaCl浓度与食物形成正向关联。
本文介绍了一种改良的盐趋化学习实验方案，研究人员和本科生均可操作。首先将动物在有或无食物存在的条件下，适应不同的氯化钠环境。随后将其转移至Y型琼脂培养皿中的检测平板，使其在低、中、高三种盐浓度之间进行选择。利用该条件下的趋化学习行为，可研究多种因素（如基因型、环境背景或动物年龄）对趋化学习的调节作用。
本方案专为本科生实验课程设计，课程分为八个学生小组，每个小组在每个实验时间点进行六组测量（每种实验条件下进行一次测量）。然而，本方案可根据实验人员数量灵活调整，适用于单个实验者或任意数量的小组/人员，只需相应调整试剂用量即可。

<table><tbody><tr><td>琼脂</td><td>Chemsolute</td><td>9972-2KG</td><td></td></tr><tr><td>蛋白胨</td><td>Gibco</td><td>211677</td><td></td></tr><tr><td>CaCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 1M 溶液&amp;nbsp;</td><td>Merck</td><td>2389</td><td></td></tr><tr><td>&lt;em&gt;Caenorhabditis elegans&lt;/em&gt; 菌株</td><td>秀丽隐杆线虫遗传中心（CGC）</td><td></td><td></td></tr><tr><td>胆固醇&amp;nbsp;</td><td>Roth</td><td>8866.1</td><td></td></tr><tr><td>&lt;em&gt;E. coli&lt;/em&gt; OP50 液体培养物</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>乙醇</td><td>Chemsolute</td><td>22731000</td><td></td></tr><tr><td>KH2PO4&amp;nbsp;</td><td>Roth</td><td>&amp;nbsp;P018.2</td><td></td></tr><tr><td>KPO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt; (KH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;PO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;, K&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;HPO&lt;sub&gt;4)&lt;/sub&gt; 1 M 溶液&amp;nbsp;</td><td>Chemsolute</td><td>16341000</td><td></td></tr><tr><td>MgSO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt; 1 M 溶液&amp;nbsp;</td><td>Roth</td><td>T888.2</td><td></td></tr><tr><td>1.5 mL 微量离心管</td><td>Eppendorf</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Na&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;HPO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;&amp;nbsp;</td><td>Roth</td><td>T877.1</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Chemsolute</td><td>13671000</td><td></td></tr><tr><td>Y型培养皿 90 × 10 mm</td><td>Moonlab</td><td>4-0033</td><td></td></tr></tbody></table>

测量线虫 caenorhabditis elegans 趋化过程中的联想学习

Measuring Associative Learning in Chemotaxis of the Nematode Caenorhabditis elegans

为了适应环境，动物通过联想学习为感觉信息赋予正向或负向价值，并在环境条件变化时更新这种关联。秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）对氯化钠&#160;的行为反应为研究联想学习的调控机制提供了一个明确的范式。将线虫暴露于特定浓度的氯化钠环境中，同时给予或不给予食物，可分别诱导其对该氯化钠浓度产生趋向或回避的趋化行为。这种联想记忆可在数小时内形成，并可在相同时间范围内通过将动物暴露于不同浓度的氯化钠而加以改变。
本文介绍了基于秀丽隐杆线虫（C. elegans）盐趋向行为来检测行为可塑性与学习能力的方法。实验所用线虫品系经同步化培养至成虫阶段，随后在含有不同浓度氯化钠（NaCl）的培养板上进行数小时的训练，训练过程中可选择性地提供或不提供食物。训练结束后，将线虫转移至含有低、中、高三种NaCl浓度区域的检测板上，使其自由爬行30分钟，随后统计各区域中的线虫数量。根据线虫在培养板上的分布情况计算趋化指数。该检测方法可用于评估多种影响学习能力的因素的作用。

在含有不同浓度 NaCl（0 mM、50 mM、100 mM）的培养板上，有或无食物条件下驯化 4 小时，显著影响了野生型（N2）C. elegans 的行为。在检测板上放置 30 分钟后，经高 NaCl 浓度并有食物条件驯化的线虫（CP100+）以及经无 NaCl 且无食物条件驯化的线虫（CP0-）表现出正向趋化指数（CI），表明其偏好较高 NaCl 浓度（图 2、表 1、表 2 和 补充表 1）。相反，经高 NaCl 无食物（CP100-）、中等 NaCl 无食物（CP50-）以及无 NaCl 有食物（CP0+）条件驯化的线虫则表现出负向 CI，表明其偏好较低 NaCl 浓度（图 2、表 1）（p &lt; 0.0001，采用 Tukey 多重比较检验的双因素重复测量方差分析）。根据这些数据，我们得出结论：经过 4 小时的驯化，线虫学会了 NaCl 浓度与食物存在...

本文介绍了一种利用模式生物 C. elegans 进行经典条件反射实验以检测其联想学习能力的实验方案。该范式基于将环境中盐浓度与食物的存在或缺失进行配对，从而改变其趋向或回避盐的趋化行为。

测量线虫 Caenorhabditis elegans 趋化过程中的联想学习

为了适应环境，动物通过联想学习为感觉信息赋予情感价值，并在环境发生变化时更新这种关联……

神经科学中最引人入胜的问题之一，是学习记忆如何从神经元的可塑性中产生。可塑性和学习能力均会随年龄增长而下降，但导致这种衰退的机制在很大程度上尚不清楚，我们正致力于探究这些机制。利用线虫秀丽隐杆线虫作为神经炎症研究的模式生物。研究表明，秀丽隐杆线虫的几乎所有行为都依赖于环境和经验，并且它们与其他生物共享联想学习和非联想学习的机制。值得注意的是，调控秀丽隐杆线虫学习的关键因素，如神经活动和胰岛素信号通路，也参与调节大脑乃至整个机体的瘙痒过程。该基本技术用于研究趋化性，通过显微镜观察分裂的培养皿。我们还使用配备追踪软件的相机以及定制的行为观察室，结合微流控技术进行轨迹追踪和钙成像，以可视化在培养皿中观察到的行为背后的生理机制。目前，秀丽隐杆线虫（C. elegans）的趋化性实验已在梯度平板或四分区平板上进行。梯度平板实验操作较为复杂，因为梯度会随时间发生变化，而象限平板仅可用于比较两种不同浓度的盐。因此，我们在此实验中引入了白色平板的使用。我们希望了解学习能力随年龄增长而下降的原因，这种能力依赖于神经可塑性。我们旨在利用趋化性实验检测特定的信号通路是否与此种功能衰退有关。基于此，我们希望开发针对年龄相关认知衰退的治疗方法。首先，准备含有线虫生长培养基的平板，并接种活体大肠杆菌 OP50。在培养皿中加入秀丽隐杆线虫N2品系，并于20摄氏度倒置培养过夜，以减少水分流失。次日，将30只年轻成虫期的秀丽隐杆线虫转移至线虫生长培养皿中。在20摄氏度下让线虫产卵约八小时。定时产卵后，将所有成虫从培养皿中移除。将培养皿倒置，在 20 摄氏度下培养三天。进行实验时，取所需组别的诱导培养皿，每皿加入 200 微升 OP50，接种其中一半的培养皿。将接种后的平板与未接种的平板一起置于20摄氏度的培养箱中过夜干燥。在玻璃瓶中配制所需浓度的1升氯化钠溶液。将瓶子在121摄氏度下高压灭菌15分钟。然后将瓶子置于55摄氏度的水浴中冷却30分钟。同时，在YP树状培养皿的底部标记相应的氯化钠浓度，并在培养皿中心壁面交汇处画一个半径为五毫米的圆。将每个瓶子依次放在加热磁力搅拌器上。向每个瓶子中加入 25 毫升 pH 6 的 1 摩尔磷酸钾溶液。充分混合 2 分钟。然后在搅拌的同时依次加入氯化钙、胆固醇和硫酸镁。接下来，将0毫摩尔的培养基分装至Y形培养皿的一个区室中，直至达到内壁顶部，并静置约5分钟使其凝固。然后将100毫摩尔的培养基分装至Y形培养皿的第二个区室中，直至其接触到相邻的已凝固的0毫摩尔区域。然后使用无菌的10微升移液枪头沿Y形培养皿的壁打破表面张力，并将其与0毫摩尔氯化钠区域连接。静置5分钟使培养基凝固。将50毫摩尔培养基分装至Y形培养皿的剩余区域，直至其与已凝固的0毫摩尔和100毫摩尔区域接触。然后使用无菌的10微升移液枪头沿Y形壁破坏表面张力，将50毫摩尔氯化钠区域与另外两个区域连通。静置培养基固化5分钟后，将平板在20摄氏度下过夜保存。实验开始时，将1毫升无菌M9缓冲液加入含有秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的生长平板中。轻轻晃动培养皿，使线虫从OP50细菌菌苔和螺旋状聚集物上脱离，形成悬浮液。倾斜培养皿，用剪去顶端的1毫升塑料移液枪头收集含有线虫的M9缓冲液悬浮液。将悬浮液转移至1.5毫升微量离心管中。让线虫在微量离心管底部静置约60秒，形成沉淀。然后使用1毫升移液器小心吸去上清液，避免扰动沉淀。用1毫升无菌M9缓冲液将沉淀洗涤两次。为了去除残留的OP 50，将沉淀重悬于300微升M9缓冲液中。最后一次洗涤后。轻轻混匀悬浮液以使线虫分布均匀，缓慢转移约含200至300条线虫的50微升悬浮液至每个诱导培养板。对于接种了OP50的培养板，将线虫液滴加在细菌食物菌苔以外的区域，并使其渗入培养基中。将培养板倒置于20摄氏度的培养箱中孵育4小时。诱导处理后，用移液器吸取一毫升无菌 M9 缓冲液至诱导平板上，轻轻旋转以悬浮线虫，形成悬液。然后倾斜平板，用一毫升塑料移液枪头收集线虫悬液，并转移至 1.5 毫升微量离心管中。60 秒内，线虫将沉降并形成沉淀。去除上清液后，用一毫升无菌M9缓冲液将线虫清洗两次。然后用M9缓冲液将微量离心管加至一毫升刻度线处。待线虫沉淀形成后，小心移除960微升上清液，避免扰动沉淀。轻轻涡旋或摇动离心管，以重新悬浮线虫。取20 µL该悬浮液（其中含有约100至150条线虫），转移至检测平板中央，即Y形壁段交汇处。在20 °C下静置30分钟，使线虫自由活动。然后计数检测平板每个区域中的线虫数量，并在30分钟后再次计数。使用指定公式计算每个时间点每块平板的趋化指数。野生型Caenorhabditis elegans的行为在含有不同氯化钠浓度且有无食物存在的平板上经过四小时适应后受到显著影响。在检测板上孵育30分钟后，经高浓度氯化钠和食物条件化处理的线虫，以及未经氯化钠处理且无食物条件化处理的线虫均表现出正向趋化指数，表明其偏好较高浓度的氯化钠。相反，经高浓度氯化钠但无食物、中等浓度氯化钠且无食物，以及无氯化钠但有食物条件化处理的线虫则表现出负向趋化指数，表明其偏好较低浓度的氯化钠。氯化钠-食物关联在60分钟后仍然持续存在，趋化指数常在经食物条件化处理的线虫中发生变化，表明动物在游动和寻找食物过程中会动态更新这一关联，体现了动态的关联学习能力。

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Research

科研

JoVE Journal

Behavior

行为

测量线虫秀丽隐杆线虫趋化性中的联想学习

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C. elegans 正向丁酮学习、短期和长期关联记忆检测

本视频介绍了秀丽隐杆线虫（C.

C. elegans 化感行为检测实验：一种用于检测线虫化学感应能力的方法

研究人员可以通过施加电场来触发秀丽隐杆线虫（C.

趋化性电泳实验：一种观察秀丽隐杆线虫（C. elegans）运动行为的方法

本文描述了一种定量评估秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis...

C. elegans 趋化性实验

我们介绍了一种行为记录装置和实验方案，可实现对线虫Caenorhabditis...

线虫群体化学感应偏好性实验的自动化分析

我们先前已建立了秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）通过集中训练和间隔训练分别形成短期和长期关联记忆的实验方案。本文详细描述了将1-丙醇和盐酸分别作为条件刺激和非条件刺激配对，对秀丽隐杆线虫（C.

通过两种化学物质配对在Caenorhabditis elegans中实现厌恶性关联学习与记忆形成

本方案建立了提取和量化秀丽隐杆线虫（C.

秀丽隐杆线虫中挥发性性信息素的提取与化学吸引测定

本方案描述了改良型孔板装置，这是一种行为测试装置，结合了开放场和传统孔板的特点。该装置能够对小型实验哺乳动物的非条件性行为进行差异分析，同时也能用于分析其认知能力。...

改良型孔板实验——测量小鼠和大鼠的行为、认知与社会互动

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量化婴儿早期学习：在发现式学习任务中追踪腿部动作

开放旷场塔迷宫（OFTM）是一种用于研究空间学习行为与神经机制的迷宫例如，用于研究大鼠的地点学习或反应学习。该迷宫特别适用于希望采用非应激性迷宫范式来探究空间学习的研究人员。...

开放场塔迷宫中的位置学习与反应学习

学习使用经典条件反射方法在秀丽隐杆线虫中测量趋化性，研究神经可塑性与联想学习的分子机制。该技术为探索衰老相关认知衰退提供了重要的神经科学模型。

测量线虫 Caenorhabditis elegans 趋化过程中的联想学习

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