Name: 下双翅目蝇 Bradysia （Sciara） coprophila 的实验室维护:一种新的/旧的新兴模式生物 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-04-19T14:50:00.000+00:00
Duration: 4 min 26 s
Description: 学习Bradysia coprophila的实验室维护方法，用于遗传学与发育生物学研究。本方案详细介绍该模式生物的交配、饲养及幼虫发育观察技术，为细胞生物学机制探索提供标准化操作流程。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

特别感谢以往的 B. coprophila 菌种保藏人员（Jacob E. Bliss、Paula Bonazinga、Anne W. Kerrebrock、Ingrid M. Mercer、Heidi S. Smith）以及研究人员（尤其是 Robert Baird、Michael S. Foulk、Donna Kubai、John M. Urban、Yutaka Yamamoto）对饲养方案的优化所做出的贡献。最初关于 B. coprophila 培养的指导由 Helen V. Crouse、Natalia Gabrusewycz-Garcia、Reba M. Goodman、Charles W. Metz 和 Ellen Rasch 提供。衷心感谢 Yukiko Yamashita 和 Anne W. Kerrebrock 承担了 Bradysia（Sciara）菌种保藏中心的工作。非常感谢以下人员在图例制备方面提供的帮助：Brian Wiegmann（图1）、John M. Urban（图4 上图）、Laura Ross（图4 下图）、Yutaka Yamamoto（图5 左图）、Leo Kadota（图7 和 图8）。诚挚感谢 Ava Filiss 及布朗大学多学科实验室在摄影与视频拍摄方面提供的协助。感谢 Robert Baird 对本手稿提出的宝贵意见。我们对 B. coprophila 的研究与保藏工作得到了美国国立卫生研究院（NIH）和国家科学基金会（NSF）的资助，其中包括 NIH GM121455 项目对 S.A.G. 的最新支持。有关 B. coprophila 的更多详细信息，请访问目前正在建设中的 Bradysia（Sciara）菌种保藏中心网站（https://sites.brown.edu/sciara/ 和 https://sciara.wi.mit.edu）。

Bradysia coprophila Lab Protocols and Chromosomal Research

<ol><li>Lewin, H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Earth+BioGenome+project%3A+Sequencing+life+for+the+future+of+life%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Earth BioGenome project: Sequencing life for the future of life.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 115 (17), 4325-4333 (2018).</li>
<li>Wiegmann, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Episodic+radiations+in+the+fly+tree+of+life%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Nat+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Episodic radiations in the fly tree of life.</a> Proc Nat Acad Sci USA. 108 (14), 5690-5695 (2011).</li>
<li>Yeates, D. K., Wiegmann, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phylogeny+of+Diptera%5BTitle%5D)+AND+%22Manual+of+Afrotropical+Diptera.Suricata%22%5BJournal%5D)">Phylogeny of Diptera.</a> Manual of Afrotropical Diptera.Suricata. 3, 149-161 (2017).</li>
<li>Vilkamaa, P., Burdíková, N., Ševčík, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+genus+Spinopygina+gen.+nov.+%28Diptera%2C+Sciaridae%29+from+Western+North+America%3A+Preliminary+molecular+phylogeny+and+description+of+seven+new+species%5BTitle%5D)+AND+%22Insects%22%5BJournal%5D)">The genus Spinopygina gen. nov. (Diptera, Sciaridae) from Western North America: Preliminary molecular phylogeny and description of seven new species.</a> Insects. 14 (2), 173(2023).</li>
<li>Metz, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chromosome+behavior%2C+inheritance+and+sex+determination+in+Sciara%5BTitle%5D)+AND+%22Amer+Naturalist%22%5BJournal%5D)">Chromosome behavior, inheritance and sex determination in Sciara.</a> Amer Naturalist. 72 (743), 485-520 (1938).</li>
<li>Gerbi, S. A. Unusual chromosome movements in Sciarid flies. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGerbi%2C+SA+%22Results+and+Problems+in+Cell+Differentiation.+Vol+13+Germ+Line+-+Soma+Differentiation%22">Results and Problems in Cell Differentiation. Vol 13 Germ Line - Soma Differentiation</a>. Hennig, N. 13, Springer-Verlag. Berlin, Heidelberg. 71-104 (1986).</li>
<li>Gerbi, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-random+chromosome+segregation+and+chromosome+eliminations+in+the+fly+Bradysia+%28Sciara%29%5BTitle%5D)+AND+%2234%3BNon-Mendelian+Inheritance+and+Meiotic+Drive.%26%2334%3B%2C+Chromosome+Research.%28special+issue%29%22%5BJournal%5D)">Non-random chromosome segregation and chromosome eliminations in the fly Bradysia (Sciara).</a> 34;Non-Mendelian Inheritance and Meiotic Drive.&#34;, Chromosome Research.(special issue). Larracuente, A., Hanlon, S. 30, 273-288 (2022).</li>
<li>Steffan, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+generic+revision+of+the+family+Sciaridae+%28Diptera%29+of+America+North+of+Mexico%5BTitle%5D)+AND+%22University+of+California+Publications+in+Entomology%22%5BJournal%5D)">A generic revision of the family Sciaridae (Diptera) of America North of Mexico.</a> University of California Publications in Entomology. 44, 1-77 (1966).</li>
<li>Shin, S., Jung, S., Menzel, F., Heller, K., Lee, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+phylogeny+of+black+fungus+gnats+%28Diptera%3A+Sciaroidea%3A+Sciaridae%29+and+the+evolution+of+larval+habitats%5BTitle%5D)+AND+%22Molec+Phylogenetics+Evolution%22%5BJournal%5D)">Molecular phylogeny of black fungus gnats (Diptera: Sciaroidea: Sciaridae) and the evolution of larval habitats.</a> Molec Phylogenetics Evolution. 66 (3), 833-846 (2013).</li>
<li>Mohrig, W., Heller, K., Hippa, H., Vilkamaa, P., Menzel, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Revision+of+the+black+fungus+gnats+%28Diptera%3A+Sciaridae%29+of+North+America%5BTitle%5D)+AND+%22Studia+Dipterologica%22%5BJournal%5D)">Revision of the black fungus gnats (Diptera: Sciaridae) of North America.</a> Studia Dipterologica. 19 (1-2), 141-286 (2013).</li>
<li>Ševčík, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+phylogeny+of+the+megadiverse+insect+infraorder+Bibionomorpha+sensu+lato+%28Diptera%29%5BTitle%5D)+AND+%22PeerJ%22%5BJournal%5D)">Molecular phylogeny of the megadiverse insect infraorder Bibionomorpha sensu lato (Diptera).</a> PeerJ. 4, e2563(2016).</li>
<li>Menzel, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pseudolycoriella+hygida+%28Sauaia+and+Alves%29-An+overview+of+a+model+organism+in+genetics%2C+with+new+aspects+in+morphology+and+systematics%5BTitle%5D)+AND+%22Insects%22%5BJournal%5D)">Pseudolycoriella hygida (Sauaia and Alves)-An overview of a model organism in genetics, with new aspects in morphology and systematics.</a> Insects. 15 (2), 118(2024).</li>
<li>Meigen, J. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMeigen%2C+JW+%22Klassifikazion+und+Beschreibung+der+europ%C3%A4ischen+zweifl%C3%BCgligen+Insekten+%28Diptera+Linn%29%22">Klassifikazion und Beschreibung der europäischen zweiflügligen Insekten (Diptera Linn)</a>. 1 (1), Karl Reichard. Braunschweig. (1804).</li>
<li>Johannsen, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+fungus+gnats+of+North+America+part+I%5BTitle%5D)+AND+%22Maine+Agricultural+Experimental+Station+Bulletin%22%5BJournal%5D)">The fungus gnats of North America part I.</a> Maine Agricultural Experimental Station Bulletin. 172, 209-276 (1909).</li>
<li>Johannsen, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mycetophilidae+of+North+America%5BTitle%5D)+AND+%22Maine+Agricultural+Experimental+Station+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Mycetophilidae of North America.</a> Maine Agricultural Experimental Station Bulletin. 200, 57-146 (1912).</li>
<li>Urban, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bradysia+%28Sciara%29+coprophila+larvae+up-regulate+DNA+repair+pathways+and+down-regulate+developmental+regulators+in+response+to+ionizing+radiation%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">Bradysia (Sciara) coprophila larvae up-regulate DNA repair pathways and down-regulate developmental regulators in response to ionizing radiation.</a> Genetics. (3), (2024).</li>
<li>Hodson, C. N., Jaron, K. S., Gerbi, S., Ross, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gene-rich+germline-restricted+chromosomes+in+black-winged+fungus+gnats+evolved+through+hybridization%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biology%22%5BJournal%5D)">Gene-rich germline-restricted chromosomes in black-winged fungus gnats evolved through hybridization.</a> PLoS Biology. 20 (2), e3001559(2021).</li>
<li>Urban, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+contiguity+de+novo+genome+assembly+and+DNA+modification+analyses+for+the+fungus+fly%2C+Sciara+coprophila%2C+using+single-molecule+sequencing%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Genomics%22%5BJournal%5D)">High contiguity de novo genome assembly and DNA modification analyses for the fungus fly, Sciara coprophila, using single-molecule sequencing.</a> BMC Genomics. 22, 643(2021).</li>
<li>Baird, R. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+evolution+of+a+maternally+acting+sex-determining+supergene+in+a+fly+with+single-sex+broods%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Biol+Evol%22%5BJournal%5D)">Recent evolution of a maternally acting sex-determining supergene in a fly with single-sex broods.</a> Mol Biol Evol. 40 (7), (2023).</li>
<li>Yamamoto, Y., Gerbi, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Making+ends+meet%3A+targeted+integration+of+DNA+fragments+by+genome+editing%5BTitle%5D)+AND+%22Chromosoma%22%5BJournal%5D)">Making ends meet: targeted integration of DNA fragments by genome editing.</a> Chromosoma. 127 (4), 405-420 (2018).</li>
<li>Yamamoto, Y., Gerbi, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+transformation+for+genome+editing+of+an+emerging+model+organism%5BTitle%5D)+AND+%22Genes%22%5BJournal%5D)">Development of transformation for genome editing of an emerging model organism.</a> Genes. 13 (7), 1108-1124 (2022).</li>
<li>Metz, C. W., Smith, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Further+observation+on+the+nature+of+the+x-prime+%28X%27%29+chromosome+in+Sciara%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Nat+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Further observation on the nature of the x-prime (X') chromosome in Sciara.</a> Proc Nat Acad Sci USA. 17 (4), 195-198 (1931).</li>
<li>Crouse, H. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((X-ray+induced+sex-linked+recessive+lethals+and+visibles+in+Sciara+coprophila%5BTitle%5D)+AND+%22Amer+Naturalist%22%5BJournal%5D)">X-ray induced sex-linked recessive lethals and visibles in Sciara coprophila.</a> Amer Naturalist. 95 (880), 21-26 (1961).</li>
<li>Metz, C. W., Ullian, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+identification+of+the+sex+chromosomes+in+Sciara+%28Diptera%29%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Nat+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Genetic identification of the sex chromosomes in Sciara (Diptera).</a> Proc Nat Acad Sci USA. 15 (2), 82-85 (1929).</li>
<li>Crouse, H. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((X+heterochromatin+subdivision+and+cytogenetic+analysis+in+Sciara+coprophila+%28Diptera%2C+Sciaridae%29.+I.+Centromere+localization%5BTitle%5D)+AND+%22Chromosoma%22%5BJournal%5D)">X heterochromatin subdivision and cytogenetic analysis in Sciara coprophila (Diptera, Sciaridae). I. Centromere localization.</a> Chromosoma. 63, 39-55 (1977).</li>
<li>Crouse, H. V., Gerbi, S. A., Liang, C. M., Magnus, L., Mercer, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Localization+of+ribosomal+DNA+within+the+proximal+X+heterochromatin+of+Sciara+coprophila+%28Diptera%2C+Sciaridae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Chromosoma%22%5BJournal%5D)">Localization of ribosomal DNA within the proximal X heterochromatin of Sciara coprophila (Diptera, Sciaridae).</a> Chromosoma. 64 (4), 305-318 (1977).</li>
<li>Crouse, H. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((X+heterochromatin+subdivision+and+cytogenetic+analysis+in+Sciara+coprophila+%28Diptera%2C+Sciaridae%29.+II.+The+controlling+element%5BTitle%5D)+AND+%22Chromosoma%22%5BJournal%5D)">X heterochromatin subdivision and cytogenetic analysis in Sciara coprophila (Diptera, Sciaridae). II. The controlling element.</a> Chromosoma. 74, 219-239 (1979).</li>
<li>Mok, E. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maintenance+of+the+DNA+puff+expanded+state+is+independent+of+active+replication+and+transcription%5BTitle%5D)+AND+%22Chromosoma%22%5BJournal%5D)">Maintenance of the DNA puff expanded state is independent of active replication and transcription.</a> Chromosoma. 110 (3), 186-196 (2001).</li>
<li>Smith-Stocking, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+studies+on+selective+segregation+of+chromosomes+in+Sciara+coprophila+Lintner%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">Genetic studies on selective segregation of chromosomes in Sciara coprophila Lintner.</a> Genetics. 21 (4), 421-443 (1936).</li>
<li>Gabrusewycz-Garcia, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cytological+and+autoradiographic+studies+in+Sciara+coprophila+salivary+gland+chromosomes%5BTitle%5D)+AND+%22Chromosoma%22%5BJournal%5D)">Cytological and autoradiographic studies in Sciara coprophila salivary gland chromosomes.</a> Chromosoma. 15, 312-344 (1964).</li>
<li>Wu, N., Liang, C., DiBartolomeis, S. M., Smith, H. S., Gerbi, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+progression+of+DNA+puffs+in+Sciara+coprophila%3A+amplification+and+transcription%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Biol%22%5BJournal%5D)">Developmental progression of DNA puffs in Sciara coprophila: amplification and transcription.</a> Dev Biol. 160 (1), 73-84 (1993).</li>
<li>Yamamoto, Y., Gustafson, E. A., Foulk, M. S., Smith, H. S., Gerbi, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anatomy+and+evolution+of+a+DNA+replication+origin%5BTitle%5D)+AND+%22Chromosoma%22%5BJournal%5D)">Anatomy and evolution of a DNA replication origin.</a> Chromosoma. 130 (2-3), 199-214 (2021).</li>
<li>Misof, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phylogenomics+resolves+the+timing+and+pattern+of+insect+evolution%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Phylogenomics resolves the timing and pattern of insect evolution.</a> Science. 346 (6210), 763-767 (2014).</li>
<li>Bertone, M. A., Courtney, G. W., Wiegmann, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phylogenetics+and+temporal+diversification+of+the+earliest+true+flies+%28Insecta%3A+Diptera%29+based+on+multiple+nuclear+genes%5BTitle%5D)+AND+%22Syst+Entomol%22%5BJournal%5D)">Phylogenetics and temporal diversification of the earliest true flies (Insecta: Diptera) based on multiple nuclear genes.</a> Syst Entomol. 33, 668-687 (2008).</li>
<li>de Saint Phalle, B., Sullivan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Incomplete+sister+chromatid+separation+is+the+mechanism+of+programmed+chromosome+elimination+during+early+Sciara+coprophila+embryogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">Incomplete sister chromatid separation is the mechanism of programmed chromosome elimination during early Sciara coprophila embryogenesis.</a> Development. 122 (12), 3775-3784 (1996).</li>
<li>de Saint Phalle, B., Oldenbourg, R., Kubai, D., Salmon, E. D., Gerbi, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paternal+chromosome+elimination+and+X+non-disjunction+on+asymmetric+spindles+in+Sciara+male+meiosis%5BTitle%5D)+AND+%22BioRxiv%22%5BJournal%5D)">Paternal chromosome elimination and X non-disjunction on asymmetric spindles in Sciara male meiosis.</a> BioRxiv. , (2021).</li>
<li>Bath, J. D., Sponsler, O. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+alternative+method+for+the+culture+of+Sciara+larvae%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">An alternative method for the culture of Sciara larvae.</a> Science. 109 (2828), 255(1949).</li>
<li>Forer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Crane+fly+spermatocytes+and+spermatids%3A+A+system+for+studying+cytoskeletal+components%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Crane fly spermatocytes and spermatids: A system for studying cytoskeletal components.</a> Methods Cell Biol. 25, Pt B 227-252 (1982).</li>
<li>Gillespie, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+rearing+method+for+fungus+gnats+Corynoptera+sp.+%28Diptera%3A+Sciaridae%29+with+notes+on+life+history%5BTitle%5D)+AND+%22J+Entomol+Soc+Br+Colum%22%5BJournal%5D)">A simple rearing method for fungus gnats Corynoptera sp. (Diptera: Sciaridae) with notes on life history.</a> J Entomol Soc Br Colum. 83, 45-48 (1986).</li>
<li>Gardiner, R. B., Jarvis, W. R., Shipp, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ingestion+of+Pythium+spp.+by+larvae+of+the+fungus+gnat+Bradysia+impatiens+%28Diptera%3A+Sciaridae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Appl+Biol%22%5BJournal%5D)">Ingestion of Pythium spp. by larvae of the fungus gnat Bradysia impatiens (Diptera: Sciaridae).</a> Ann Appl Biol. 116, 205-212 (1990).</li>
<li>Hungerford, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sciara+maggots+injurious+to+potted+plants%5BTitle%5D)+AND+%22J+Econ+Entomol%22%5BJournal%5D)">Sciara maggots injurious to potted plants.</a> J Econ Entomol. 9 (6), 538-549 (1916).</li>
<li>Thomas, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+for+rearing+mushroom+insects+and+mites%5BTitle%5D)+AND+%22Entomol+News%22%5BJournal%5D)">A method for rearing mushroom insects and mites.</a> Entomol News. 40, 222-225 (1929).</li>
<li>Austin, M. D., Pitcher, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+laboratory+method+for+rearing+Sciara+and+phorid+flies%5BTitle%5D)+AND+%22Entomol+Mon+Mag%22%5BJournal%5D)">A laboratory method for rearing Sciara and phorid flies.</a> Entomol Mon Mag. 72, No. 860 12-15 (1936).</li>
<li>Butt, F. H. Culture of Sciara. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aButt%2C+FH+%22Culture+methods+for+invertebrate+animals%22">Culture methods for invertebrate animals</a>. Galtsoff, P. S., Lutz, F. E., Welch, P. S., Needham, J. G. , Comstock Publ. Co. Ithaca. 400-401 (1937).</li>
<li>Hudson, E. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+greenhouse+sciarid+fly+populations+using+Tetradonema+plicans+%28Nematoda%3A+Mermithoidea%29%5BTitle%5D)+AND+%22J+Invert+Pathol%22%5BJournal%5D)">Regulation of greenhouse sciarid fly populations using Tetradonema plicans (Nematoda: Mermithoidea).</a> J Invert Pathol. 23 (1), 85-91 (1974).</li>
<li>Wilkinson, J. D., Daughterty, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+development+of+Bradysia+impatiens+%28Diptera%3A+Sciaridae%29+under+constant+and+variable+temperatures%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Entomol+Soc+Am%22%5BJournal%5D)">Comparative development of Bradysia impatiens (Diptera: Sciaridae) under constant and variable temperatures.</a> Ann Entomol Soc Am. 63 (4), 1079-1083 (1970).</li>
</ol>

作者声明无利益冲突。

本文所述的B. coprophila饲养方案，将有助于希望在实验室中培养该生物以研究其独特生物学特性的科研人员。最初描述的饲养方法是将酵母和蘑菇粉撒在琼脂培养基上以维持B. coprophila29，Metz实验室曾利用该方法成功培育了14种不同的 Sciarid 蚊类5。随后发现，添加荨麻粉和/或菠菜粉可进一步提高B. coprophila的活力（Gabrusewycz-Garcia，个人交流）。这些方法在维持 Sciaridae 科其他相关物种方面也取得了成功，包括目前仍在培养中的Bradysia impatiens和Lycoriella ingenua&#160;（Robert Baird，个人交流）。
已尝试其他方法（例如下文所述的替代喂养方法）来饲养B. coprophila，但此处描述的方案已优化，使每单位面积琼脂上的幼虫数量达到最适比例，以获得最多可育的健壮成虫，并最大限度地抑制霉菌生长。如需扩大规模，可按照上述方案2所述，在玻璃小瓶中进行大规模交配。或者，也可将少量（2–4只）成年雌虫与两倍数量的成年雄虫一同放入培养瓶中，例如用于饲养Drosophila的容器（一次性6盎司＝177.4 mL平底Drosophila聚丙烯培养瓶）。在这两种情况下，研究人员必须完全确认培养瓶中的母本均为仅产雌性后代或仅产雄性后代的个体。
仅需喂养幼虫，因为蛹和成虫不进食。一旦幼虫化蛹（早期羽化的成虫果蝇出现即为标志），则不要再向瓶内添加食物。成虫羽化后，如有条件，应将培养瓶置于低温培养箱（例如16 °C）中，以延长成虫寿命。每周喂食三次（例如周一、周三、周五），并随着幼虫的生长逐渐增加每瓶的食物量。喂食应充足，这样将获得体型肥大且繁殖力强的成虫。然而，若喂食过多，会出现白色霉菌，这是需要减少每瓶投食量的信号。此外，喂食过多还会在琼脂表面形成一层厚厚的食团，阻碍成虫羽化（可用镊子去除食团，但需小心避免将幼虫一同取出——最好从一开始就避免出现这种情况）。幼虫数量较少的培养瓶（标记为&#34;few&#34;）所需食物较少。若喂食不足，幼虫会爬向培养瓶壁寻找食物。营养不良的幼虫将发育为体型较小且繁殖力较低的成虫。
替代喂养方法 
已有多种方法被尝试用于在幼虫阶段仅喂食一次，而非每周喂食三次。&#160;B. coprophila 无法在果蝇（Drosophila）标准培养基上生长。John Urban（个人交流）曾尝试将 B. coprophila 的食物与琼脂混合，但导致霉菌过度生长。他发现，单独或联合使用两种防霉剂（tegosept 和丙酸），并在不同浓度下进行测试，均在抑制霉菌的浓度下对 B. coprophila 具有毒性。琼脂的 pH 应为 6–7（中性），因为 B. coprophila 在酸性 pH 条件下会生长不良（例如丙酸存在时）。作为替代方案，为避免每周三次喂食，他尝试使用无针头的刮刀或注射器，在交配后一周（即幼虫即将开始孵化时），将浓酵母糊（用少量蒸馏水润湿的 Red Star 活性干酵母）以小团形式直接点加在每支试管琼脂表面。
另一种避免每周三次喂食的方法是在每个小瓶中添加真菌的活体培养物。&#160;Bath 和 Sponsler37 报道称&#160;，应在含沙保弱氏培养基的斜面琼脂表面划线接种Chaetoconidia属（最佳）或其他如Baplosporangia或Xllescheria属的真菌培养物。在引入B. coprophila之前，需先将真菌培养数天至一周。此后无需再进行喂食。Ellen Rasch 也采用过该方法的一种变体（个人交流）。但在我们的实验中，此法导致小瓶内湿度过高，幼虫因而溺亡；不过仍可再次尝试，以优化幼虫数量与含活真菌小瓶之间的比例。
Arthur Forer（个人交流）在饲养方面已取得一定成功 B. coprophila 与 crane flies 相同的方式38. 采用该方法，将蛹饲养在湿润环境中 纸浆随后，将成虫进行交配，并在新鲜湿润的基质上产卵 纸浆糊将获得的幼虫继续培养于 纸浆 在培养皿中饲养，每周两次喂食粉末状荨麻叶。将蛹放入笼中以重复该生活周期。
Yukiko Yamashita（个人交流）曾尝试在土壤中饲养B. coprophila，模拟其在盆栽植物和高湿度温室中的自然生存环境，但未获成功。然而，当湿度升高时，容易滋生霉菌。尽管如此，已有成功使用湿润土壤在塑料盒中饲养Pseudolycoriella（先前称为Bradysia）hygida幼虫的报道；饲养过程中以分解的巴拉圭冬青（Ilex paraguariensis）叶片作为食物，并在幼虫发育后期补充含有1.2%酵母提取物、1.4%玉米淀粉、0.8%燕麦粉和1.2%琼脂的饲料12。类似地，湿润的泥炭藓混合碾碎的芸豆也可替代湿润土壤用于饲养蕈蚊（Sciarid flies）39,40。
还有其他一些方法被用于维持Bradysia的实验室培养：（i）添加酵母和干血肥料的灭菌马铃薯41；（ii）动物粪便42,43,44，可额外添加干血45；（iii）塑料容器内放置棉垫和湿润的纸巾，并加入磨碎的黄豆46。
螨虫 
螨虫可能从黑腹果蝇（Drosophila）传播到粪生短柄 molds（B. coprophila）。为尽量减少此类传播，最好将B. coprophila饲养在独立的培养箱或房间中，远离Drosophila种群。此外，应在每天早些时候先完成所有B. coprophila的维护操作，再处理Drosophila。螨虫也可能通过室内盆栽植物传入B. coprophila培养物，因此切勿在饲养B. coprophila的房间内放置植物。若培养管已被螨虫侵入，可在B. coprophila体表观察到微小的白色球形生物爬行。用于杀灭Drosophila中螨虫的化学药剂不适用于B. coprophila，因为这些化学物质会杀死B. coprophila（B. coprophila对苯酚等有机挥发物也十分敏感）。清除B. coprophila种群中螨虫的唯一方法是：人工在琼脂平板上收集胚胎，逐一检查确认无螨虫存在后，再用细毛笔将其转移至新的琼脂培养管中。使用填充棉花的纱布塞或醋酸纤维素泡沫塞（类似于用于Drosophila聚丙烯培养管的塞子）均有助于防止螨虫进入培养管内。
饲养方案的实用性 
本文所述方案将使日益壮大的科研群体能够培育B. coprophila，作为一种新兴/重新兴起的模式生物，用于研究其独特的生物学特征。鼓励新的实验室加入这一不断发展的研究群体，共同维护并深入探究Bradysia（Sciara）的独特生物学特性。

要全面理解生物学原理，需要研究涵盖生命之树的多种多样生物。尽管在19世纪末已描述了范围广泛的生物，th 20世纪中叶th 世纪以来，实验研究逐渐局限于十余种模式生物。随着基因组时代的到来，以及对生命之树中所有物种进行基因组测序的目标确立1现在，我们能够拓展用于实验室实验的生物种类，并充分利用其多样性优势。这类新兴模式生物的实验应用，前提是能够在实验室条件下进行培养和维持。本文介绍了培养一种新兴的“新/老”模式生物的实验方案。
地球上绝大多数动物生命由四大昆虫超级辐射类群构成2在昆虫中，双翅目（真正的蝇类）约有 158,000 个物种。3，蕈蚊科（Sciaridae，即黑蕈蚊）约有3000个物种4果蝇 果蝇 是双翅目昆虫中研究最为深入的一种。下等双翅目昆虫（Nematocera）， 蕈蚊属（Bradysia）曾称为 粪生毛蚊（Sciara coprophila），约2亿年前从 果蝇，这是一种“高等双翅目”蝇类（Brachycera）。因此 B. coprophila 在与之进行比较研究时具有有利的分类学地位 D. melanogaster (图1。此外， B. coprophila 具有许多独特的生物学特征，这些特征本身便值得深入研究5,6,7许多这些特征违背了DNA恒定性原则，即同一生物体的所有细胞具有相同的DNA含量。在 B. coprophila (i) 在雄性减数分裂Ⅰ期，父本基因组在单极纺锤体上被消除；(ii) 在雄性减数分裂Ⅱ期，X二分体发生不分离现象；(iii) 生殖系限定性（L）染色体从体细胞中被消除；(iv) 根据个体的性别，早期胚胎中会消除一条或两条X染色体。用于区分母本与父本同源染色体的染色体印记现象最早发现于 B. coprophila 在许多染色体消除事件中均发挥重要作用。除了染色体消除外，另一种突破DNA恒定性的机制是发育调控的、位点特异性的DNA扩增，该过程发生于幼虫唾腺多线染色体的DNA泡位点。对这些独特特征的研究需要实验室对 B.coprophila；其饲养管理的详细信息在此提供，以促进相关研究的开展。
<img alt="显示双翅目、膜翅目关系及进化分支的昆虫系统发育树示意图" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66751/66751fig01v3.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图1"> 
图1：Bradysia (Sciara) coprophila 的系统发育关系。 常用的模式生物以蓝色字体标出，其分类学目级分类以红色字体标出。Bradysia 及其他科罗蚊科（Sciarid）真菌蚊，以及蚊子，均属于低等双翅目昆虫（过去称为线虫亚目 Nematocera），而Drosophila物种则属于高等双翅目昆虫（亚目：Brachysera）。图左侧信息来自 Misof 等人33；右侧信息来自 Bertone 等人34 和 Wiegmann 等人2。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66751/66751fig01large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
此前，该属 蕈蚊属 拥有最多的物种数量（700种），是任何真核生物中物种数最多的，这促使Steffan对它们进行了细分8随后，Shin 提出将眼蕈蚊科细分为眼蕈蚊亚科（包含六个属，包括 斯奇拉菌、毛蠓属 和 Leptosciarella），亚科Megalosphyinae（包括属 Bradysia）以及另外三个组（包括 Pseudolycoriella)9近年来，多个研究团队对毛蚊科的系统发育关系进行了进一步研究。9,10,11在过去的几十年中，许多眼蕈蚊科（Sciaridae）生物的名称发生了变化12尽管一个多世纪以来的大多数文献都将我们研究的生物体称为 Sciara coprophila，其当前的分类学名称现在为 Bradysia coprophila（异名：Bradysia tilicola 及其他同物异名）10它们在全球范围内均有分布，通常被称为菌蚊，因其以蘑菇和其他真菌为食。该类群最早由Meigen于1804年首次描述。13 在欧洲，随后由Johannsen14,15 在北美。 B. coprophila 于冷泉港实验室收集，并由查尔斯·梅茨（Charles Metz）在20世纪初作为哥伦比亚大学托马斯·亨特·摩根（Thomas Hunt Morgan）的研究生时建立了实验室品系。因此，当前的品系反映了长达一个世纪的近交历史。同样，该生物的生物学特性 B. coprophila 由海伦·克劳斯（Helen Crouse，曾在芭芭拉·麦克林托克指导下完成其博士研究）开展的数十年细胞遗传学研究进一步阐明了这一问题。
20世纪30年代， Bradysia (蕈蚊属）与……竞争 黑腹果蝇 作为遗传学研究的模式系统。尽管其具有多种独特的生物学特征， B. coprophila 被……所掩盖 D. melanogaster 作为一种常用的模式生物，因为后者更容易实现辐射诱导的表型突变，而这类突变在遗传学研究中是必需的，尽管 B. coprophila 对γ射线辐照的抗性仅略高于 D. melanogaster16在基因组学的现代时代，这已不再是一个问题。由于基因组序列17,18,19 （Urban、Gerbi 和 Spradling，数据未显示）以及转化方法20,21 （Yamamoto 和 Gerbi，数据未显示）用于 B. coprophila 最近已有相关资源可供使用，现在正是将其作为一种新兴/传统并存的模式系统加以利用的时机，这一点从越来越多的科研人员将其应用于研究中可见一斑。本文介绍了该系统在实验室中的维持方法。
B. coprophila 没有Y染色体，子代的性别由母本决定。携带具有长臂近端倒位的X'（“X-primed”）染色体的雌性只产生雌性子代，而对标准（非倒位）X染色体呈纯合状态的雌性则只产生雄性子代5（图2）。目前已有X'染色体的序列信息19，但X'染色体决定子代为雌性的分子机制仍有待阐明。雄性从不携带X'染色体，受精后，雌性为X'X（X'杂合）或XX。成年X'X雌性可通过翅上的表型标记与XX雌性区分（图3）。X'X雌性（只产生雌性子代）可通过X'染色体上的显性“Wavy”（W）翅标记识别（如HoLo2品系）22。相反，XX雌性（只产生雄性子代）可通过X染色体上的隐性“petite”（p）翅标记识别，如91S品系23。在此情况下，X'Xp雌性具有全长翅（非petite翅），且只产生雌性子代。品系6980在X染色体上携带一个隐性“swollen”（sw）翅脉标记24，同时在X'上具有显性Wavy标记，因此可用于杂交筛选的两个标记。Wavy翅表型的表达程度可能存在变异，在培养瓶中个体过密、食物不足或温度过高时，其表型似乎较弱。若将幼虫置于低温环境（4°–8 °C）而非通常的21 °C培养，则Wavy翅表型表现尤为明显。尽管隐性petite翅标记表型稳定且易于识别，但由于91S品系的健康状况不如HoLo2品系，因此使用频率较低。本文展示了B. coprophila的交配方案（图2），并详细描述了HoLo2、7298和W14品系（补充文件1）、91S品系（补充文件1）、6980品系（补充文件1）以及易位品系（补充文件1）的交配设计。这些易位品系现已不存在，它们是X染色体短臂上含有核糖体RNA基因区域的异染色质区（H1、H2和H3）发生的相互易位25,26,27。
<img alt="遗传图解；性连锁性状；配子形成；合子发育；X染色体。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66751/66751fig02.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Figure 2"> 
图2：B. coprophila 的交配方案。 该生物没有Y染色体（雄性体细胞仅含一条X染色体）；子代的性别由母体决定。XX型母体只产生雄性后代，而X'X型雌性只产生雌性后代。与X染色体相比，X'染色体具有一个长的臂内倒位。在本图中，X（或X'）染色体的父源或母源谱系分别用蓝色或红色表示。精子的常染色体为单倍体，但由于减数分裂II期不分离，含有两条X染色体。早期胚胎的体细胞谱系会根据个体将发育为雌性或雄性，分别消除一条或两条父源X染色体。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66751/66751fig02large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="昆虫翅形态比较；特征标注；显微图像，生物学研究" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66751/66751fig03.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图3"> 
图3：翅表型的 B. coprophila. 成年雌性果蝇表现出多种翅表型：（A）直翅型（XX），（B波状翅（X'WX），（C) 极度波状翅 (X'WX）表型在将幼虫置于低温房间储存后呈现皱缩外观m (D）小翅（XpXp），呈类似残翅状，（E直翅，野生型（XX），翅脉无肿胀, (F直翅且翅脉肿胀（XswXsw），翅的上边缘和/或两翅顶端附近出现小泡状结构（黑色箭头），G）肿胀的极端示例，其中一只或两只翅膀上出现水泡（白色箭头）。雄性缺乏X'染色体，因此不会出现波状翅，但在91S品系或6980品系中分别表现为小型翅或肿胀翅。比例尺 = 1 mm。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66751/66751fig03large.jpg" target="_blank">请点击此处以查看此图的放大版本。</a>
在品系保种过程中，目标是进行交配操作，其中一半交配来自产生雌性后代的母本，另一半来自产生雄性后代的母本，以使下一代中雌性和雄性成虫数量相等，用于后续的交配。然而，这一过程需要周密规划，因为雄性的生命周期比雌性短，成年雄性比成年雌性早最多一周羽化。自然界通过一种机制来适应这种性别间的不同步：在同一日期进行交配后，雄性胚胎比雌性胚胎晚1-2天孵化为幼虫。然而，为了确保实验室交配时雄性和雌性成虫能同时可用，可通过将含有雌性幼虫的培养瓶置于室温而非21 °C下培养，或把含有雄性幼虫的培养瓶置于稍低的温度（例如16 °C）来适度加快雌性发育速度。另一种更可靠的方法是在同一周的星期一使用产生雌性后代的母本进行交配，而在星期五使用产生雄性后代的母本进行交配。我们所采用的最简便方法是每周在同一天对产生雌性和雄性后代的母本同时进行交配，并在接下来的每一周都于同一天重复该操作。在此策略下，第1周交配产生的成年雌性可与第2周交配产生的成年雄性进行交配。
B. coprophila 雌虫在 21 °C 条件下培养时，其生命周期为 5 周（表 1）。在较低温度下或营养不足时，其生命周期略长。雄性 B. coprophila 的生命周期约为 4–4.5 周，因其化蛹时间比雌性早 0.5–1 周。每个幼虫龄期的结束均以蜕去表皮为标志，该过程由类固醇激素蜕皮酮（ecdysone）水平的短暂升高所触发。与具有三个幼虫龄期的 D. melanogaster 不同，B. coprophila 具有四个幼虫龄期。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>发育阶段</td>
			<td>交配后天数（dpm）</td>
			<td>阶段持续时间（天）</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>产卵</td>
			<td>1-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>胚胎</td>
			<td>1-2 至 7-8</td>
			<td>约 7 天</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>幼虫</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1、2 和 3 龄幼虫</td>
			<td>7-8 至 16-19</td>
			<td>约 10</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4 龄幼虫（眼斑出现前）</td>
			<td>16-19 至 21-24</td>
			<td>5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4 龄幼虫（眼斑期）</td>
			<td>21-24 至 25-28</td>
			<td>4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>蛹</td>
			<td>25-28 至 30-33</td>
			<td>5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>成虫</td>
			<td colspan="2">在 21 °C 下若已交配则存活 1-2 天，或在 16 °C 下若未交配则存活 2-3 周。</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
表1：21 °C下雌性B. coprophila的生活史。
B. coprophila 可在 15 °C–25 °C 范围内的任何环境中饲养，较低温度下发育进程较慢。这种昆虫偏好潮湿环境（常见于室内盆栽植物或蘑菇培养床的土壤中），因此我们在培养箱中放置一个盛有去离子水的烧杯以维持湿度。B. coprophila 也可在室温下饲养于带松动盖子的金属面包箱中，并在箱内放置一个盛水的烧杯；但当温度达到 37 °C 时，它们会发生热休克28，在炎热气候条件下存在风险。Michael Ashburner 及其他研究者曾尝试将 D. melanogaster 低温保存以减少保种所需时间，但收效甚微。相比之下，B. coprophila 的一个主要优势在于：含有中期幼虫的培养管可在冷藏室（4–8 °C）的开放货架上保存长达 3 个月，仅需每月喂食一次，管理极为简便。在低温下，它们的发育极其缓慢，可一直维持至蛹期；当将培养管重新移回 21 °C 环境时，个体可正常羽化为具有繁殖能力的成虫。这一现象可能模拟了其在自然环境中的越冬过程。这种由低温诱导的发育停滞可能与经 γ 射线照射中期 B. coprophila 幼虫后所观察到的现象类似16，但在已越过不可逆发育节点的晚期幼虫中，则不会出现发育停滞现象。

<table><tbody><tr><td>琼脂（细菌学用）</td><td>U.S. Biological</td><td>A0930</td><td>https://www.usbio.net&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; FlyStuff 脚踏开关</td><td>Genesee Scientific</td><td>59-121</td><td></td></tr><tr><td>CO2 FlyStuff 吹管</td><td>Genesee Scientific</td><td>54-104</td><td></td></tr><tr><td>CO2 FlyStuff UltimaterFlypad</td><td>Genesee Scientific</td><td>59-172</td><td>https://www.geneseesci.com</td></tr><tr><td>乙醚通风橱</td><td>Labconco&amp;nbsp;</td><td>3955220</td><td>放置在实验台台面上</td></tr><tr><td>&amp;nbsp; &amp;nbsp;</td><td>&amp;nbsp; &amp;nbsp;</td><td>&amp;nbsp; &amp;nbsp;</td><td>滤膜更换&amp;nbsp; 货号 # 6961300</td></tr><tr><td>食物：啤酒酵母&amp;rsquo;酵母粉</td><td>Solgar</td><td>&amp;nbsp; &amp;nbsp;</td><td>从亚马逊或健康食品商店购买</td></tr><tr><td>&amp;nbsp; &amp;nbsp;</td><td>&amp;nbsp; &amp;nbsp;</td><td>&amp;nbsp; &amp;nbsp;</td><td>https://www.solgar.com</td></tr><tr><td>食物：荨麻粉&amp;nbsp; （无农药）</td><td>Starwest Botanicals</td><td>209460-51</td><td></td></tr><tr><td>食物：香菇（无农药）</td><td>Starwest Botanicals</td><td>202127-5</td><td>https://www.starwest-botanicals.com</td></tr><tr><td>食物：菠菜粉（无农药）</td><td>Starwest Botanicals</td><td>209583-5</td><td></td></tr><tr><td>食物：稻草（无农药）</td><td>Starwest Botanicals</td><td>209465-3</td><td></td></tr><tr><td>广口瓶：透明玻璃，聚丙烯盖</td><td>Fisher Scientific:</td><td>FB02911765</td><td>73 mm 直径，89 mm 高（240 ml）&lt;br/&gt; https://www.fishersci.com</td></tr><tr><td>针探针，木质手柄</td><td>US Geo Supply Inc</td><td>货号：4190</td><td>5.75&amp;rdquo; 长探针，&lt;br/&gt; 不锈钢针&lt;br/&gt; https://usgeosupply.com; (970)-434-3708</td></tr><tr><td>小瓶：玻璃材质，优先选用：</td><td>Wilmad LabGlass</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wilmad玻璃定制小瓶</td><td></td><td></td><td>内径28-33毫米，外径33毫米，高9.5厘米&lt;br/&gt; Wilmad：https://www.SP-WilmadLabglass.com</td></tr><tr><td>小瓶：玻璃材质（较便宜且可用）&amp;nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>03-339-26H</td><td>29 mm 外径，9.5 cm 高&lt;br/&gt; &amp;nbsp;https://www.fishersci.com&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>小瓶：玻璃材质（略窄）&amp;nbsp;</td><td>Genesee Scientific&amp;nbsp;</td><td>32-201</td><td>24.5 mm 外径，9.5 cm 高&lt;br/&gt; https://www.geneseesci.com</td></tr><tr><td>小瓶：聚丙烯&amp;nbsp;</td><td>Genesee Scientific</td><td>32-114</td><td>28.5 mm 外径，9.5 cm 高</td></tr><tr><td>小瓶塞</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>非吸收性棉卷</td><td>Fisher Scientific</td><td>22-456881</td><td></td></tr><tr><td>纱布</td><td>Fisher Scientific</td><td>22-055053</td><td>https://www.fishersci.com</td></tr></tbody></table>

下双翅目蝇类 bradysia (sciara) coprophila 的实验室培养：一种新兴/传统的模式生物

Laboratory Maintenance of the Lower Dipteran Fly Bradysia (Sciara) coprophila: A New/Old Emerging Model Organism

双翅目下等蝇类 Bradysia (Sciara) coprophila 的实验室品系已维持了一个多世纪。本文介绍了 B. coprophila 实验室保种的操作方案。这些方案将有助于越来越多致力于研究 B. coprophila 独特生物学特性的实验室，这些特性包括：（1）雄性减数分裂 I 中存在单极纺锤体；（2）雄性减数分裂 II 中 X 二分体不分离；（3）染色体印记可区分母源与父源同源染色体；（4）生殖系特有（L）染色体；（5）染色体消除现象（雄性减数分裂 I 中消除父源染色体；早期胚胎中消除一条或两条 X 染色体；早期胚胎体细胞中消除 L 染色体）；（6）性别由母体决定（无 Y 染色体）；以及（7）在幼虫唾腺多线染色体的 DNA 泡位点发生发育调控的 DNA 扩增。
现在可以利用近期在 B. coprophila 基因组测序与组装方面的进展，以及基因组工程转化技术的发展，来研究染色体力学的诸多独特特征。使用 B. coprophila 开展研究的科学界日益壮大，本文所述的果蝇交配方案（用于产生仅含雄性或仅含雌性后代的母本的表型标记；生化实验所需的大量交配细节）、胚胎孵化检测、幼虫饲养以及其他有关其培养的注意事项，将为此类研究群体提供重要帮助。

本文所述方案在饲养B. coprophila方面已取得明确成功。选择刚羽化且体型肥大的成虫进行交配（图4）时，超过90%的杂交组合具有生育能力并可产生后代。不同品系之间的繁殖成功率存在差异（表2）。7298品系（X'染色体携带Wavy标记）原本是最健康的品系，但曾经历一段衰退期，这可能是由于DNA转座元件被激活，导致基因组发生重排32。HoLo2品系源自7298品系，其基因组重排似乎已趋于稳定，目前该品系已在品系保藏中心取代了亲本7298品系。HoLo2品系已被用于B. coprophila基因组测序，并被多个实验室广泛使用。近期，研究人员利用CRISPR诱变技术对HoLo2果蝇进行编辑，获得了具有白眼表型的W14品系，可用于携带荧光眼标记的转基因实验（Yamamoto和Gerbi，未发表数据）。W14品系生命力极强。6980品系（具有Wavy翅和肿胀翅脉标记）活力稍弱，而91S品系（具有petite翅标记）的活力更弱。
成功的杂交会产生胚胎（图5）。胚胎在7细胞阶段会消除带有印记的父源X染色体th 至 9th 卵裂分裂。此外，生殖系限定的L染色体在胚胎的体细胞谱系中于第5次分裂时被消除th 至 6th 卵裂分裂。胚胎以幼虫形式孵出，应注意不要将其与可能同时存在的霉菌混淆（图6）。眼点（成体眼的雏形）出现在第4期的后半段th 幼虫龄期（图7）。眼斑的大小为DNA泡扩增的起始与进展提供了一个便捷的表型标记，而DNA泡扩增是目前已知仅有的两种自然发生的、发育调控的染色体内特定位点DNA（基因）扩增现象之一。随后，蛹体继续发育，其眼部色素的积累量可作为精子发生过程中减数分裂I和II的发育标志。图8）及其在这些分裂过程中独特的染色体行为。
<img alt="性别决定示意图；X-w-X，XX为雌性，XO为雄性；昆虫表型；遗传学研究。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66751/66751fig04.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Figure 4"> 
图4：B. coprophila 成虫的交配行为。 上图显示了HoLo2品系中的三种成虫类型：产生雌性后代的波状翅母本（X'WX 成虫雌性）、产生雄性后代的直翅母本（XX 成虫雌性），以及直翅雄性（X0 成虫雄性）。注意雌蝇后端尖形的产卵器和雄蝇后端钩状的抱握器。下图显示了一对正在交配的雌雄个体，其中雄性的抱握器已抓住雌性的产卵器。精子将被储存在雌性个体的受精囊中，并在卵子排出体外时完成受精。成虫体长为2.0 mm（雄性）和2.5 mm（雌性）。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66751/66751fig04large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="果蝇胚胎发育，细胞周期进程，荧光显微镜，延时分析。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66751/66751fig05v2.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图5"> 
图5: B. coprophila 胚胎 左上角图示为在解剖显微镜下使用普通透射光观察的胚胎图像，合胞体细胞质中的细胞核呈现为黑色小点。右侧图示采用荧光显微镜观察经碘化丙啶染色的胚胎细胞核。胚胎平均长度为200微米，平均宽度为150微米。生殖细胞的细胞核在第6周期（胚胎向前倾斜）以及第7至第9周期聚集于胚胎后极，之后与体细胞核交错分布。体细胞谱系中的L染色体在第5或第6次卵裂分裂时被消除；X染色体在体细胞谱系中的消除发生在第7次卵裂分裂th, 8th，或 9th 卵裂分裂。细胞化发生在第11个周期的间期。左侧表格显示了每个分裂周期的平均持续时间 22 °C左侧的表格和右侧的图示经 de Saint Phalle 和 Sullivan 许可改编35. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66751/66751fig05large.jpg" target="_blank">请点击此处以查看此图的放大版本。</a>
<img alt="真菌-昆虫相互作用示意图；真菌在昆虫宿主上生长的显微图像。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66751/66751fig06.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图6"> 
图6：B. coprophila 胚胎孵化为幼虫。 在产卵后死亡的成年雌虫产卵器附近可见一群胚胎（蓝色粗箭头所示）。产卵约一周后，胚胎发育为初孵幼虫，其中数条由黑色箭头标示。新孵化的幼虫前端具有黑色口器，身体呈半透明状。它们可在琼脂表面爬行，不应与不移动的霉菌混淆。插图为部分霉菌结构，显示白色菌丝（红色箭头）及其顶端的黑色孢子（绿色箭头），其整体尺寸略小于新孵化的幼虫。比例尺 = 1 mm。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66751/66751fig06large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的高清版本。</a>
<img alt="幼虫发育阶段；显微镜图像；不同阶段的细胞模式形成。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66751/66751fig07.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图7"> 
图7：B. coprophila 幼虫的眼斑发育阶段。 眼斑在幼虫前端、下颌后方形成，由色素颗粒组成，且颗粒数量逐渐增加。眼斑是成虫眼的原基。上图显示的是在解剖显微镜下观察到的幼虫；下图是使用相差显微镜对载玻片上一滴蒸馏水中的幼虫进行观察时获得的眼斑放大图像，盖玻片轻轻漂浮在液滴表面。眼斑发育阶段的命名依据 Gabrusewycz-Garcia30 的方法，即统计最长一行中的颗粒数（例如12），并记录除最长行外的额外行数（例如眼斑阶段12×6中的6）。在唾腺多线染色体中，位点特异性DNA扩增始于眼斑阶段10×5，并在阶段14×7完成，此时基因座处出现转录激增，DNA泡扩张31。在随后的边缘眼/下颌脱落阶段，眼斑颗粒开始融合，并从身体中线向外侧移动；幼虫体长缩短。此外，此阶段DNA泡发生凝缩。在21 °C条件下，通过每个眼斑阶段约需一天时间。比例尺 = 1 mm。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66751/66751fig07large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="果蝇化蛹阶段比较示意图；图A-D显示了逐步发育的阶段。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66751/66751fig08.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图8"> 
图8：B. coprophila 蛹的发育过程。 在化蛹过程中，除神经系统外，所有幼虫组织均发生组织溶解，并由来自成虫盘细胞分裂产生的成体组织所取代。虫体颜色由白色逐渐变为浅褐色，再变为棕色，最终变为黑色。色素逐渐填充蛹眼；在蛹眼色素填充程度为1/4至1/2的雄性蛹中，会发生减数分裂I和II36。比例尺 = 1 mm。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66751/66751fig08large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的高清版本。</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>品系名称</td>
			<td>标记性状</td>
			<td>生育率</td>
			<td>备注</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7298</td>
			<td>卷翅 (W)</td>
			<td>~75%</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HoLo2</td>
			<td>卷翅 (W)</td>
			<td>~90%</td>
			<td>源自 7298</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>W14</td>
			<td>卷翅 (W)；白眼</td>
			<td>~95%</td>
			<td>源自 HoLo2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6980</td>
			<td>卷翅 (W)；肿胀翅脉 (sw)</td>
			<td>~65%</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>91S</td>
			<td>弱卷翅 (W)；小型翅 (p)</td>
			<td>~50%</td>
			<td>通过杂交引入卷翅标记以拯救 91S</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
表2：储备液 Bradysia (Sciara) coprophila. Gerbi 表 16 列出这些标记以及其他已不存在的标记。在X染色体着丝粒端有五种易位（T1、T23、T29、T32、T70）27 总结于 图8 的格比6 但已不再存在。
补充文件 1：HoLo2（以及 7298 和 W14）杂交、91S 杂交与拯救实验、6980 杂交、易位杂交。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66751/Supplemental%20Materials.zip" target="_blank">请点击此处下载该文件。</a>

本文概述了低等双翅目蝇类Bradysia (Sciara) coprophila的实验室饲养方法（包括交配和喂养）。

下双翅目蝇类 Bradysia (Sciara) coprophila 的实验室培养：一种新兴/传统的模式生物

双翅目低等蝇类 Bradysia (Sciara) coprophila 的实验室品系已维持培养超过一个世纪。关于 B. coprophila 实验室保种的实验方案……

我们培养双翅目昆虫Bradysia（也称为Sciara coprophila），以研究其多种独特的生物学特性，包括减数分裂过程中单极纺锤体的形成和x二价体不分离现象、染色体印记、生殖系特异性染色体、染色体消除、母系性别决定，以及多线染色体DNA泡中的DNA扩增。在本实验室中，Utaka Yamamoto已建立了Bradysia coprophila的基因组转化方法。此外，该生物体的转录组数据已公开，其基因组也由John Urban完成测序与组装。这些突破使得对粪生毛蚊（Bradysia coprophila）独特生物学特性的探索成为可能。我们鼓励您加入日益壮大的科研人员群体，共同研究粪生毛蚊（Bradysia coprophila）的独特性质。您的研究成果将阐明对细胞与发育生物学具有根本重要性的分子机制。本文介绍的饲养方案可作为在您实验室中维持粪生短须螨（Bradysia coprophila）种群的教程。进行交配杂交时，将粪生短须螨成年雄蝇置于白色蝇垫上，使用尖头镊子轻轻夹住最肥壮个体的中足或后足中部，将其拾起。然后将麻醉后的成年雌蝇置于白色蝇垫上。使用尖头镊子夹住成年雌蝇的后肢将其提起。交配后一天，将麻醉的成年雌蝇的翅膀推入培养皿中的2.2%琼脂内。将所有雌蝇刺入琼脂后，用镊子轻轻挤压其胸部。雌蝇将在30至60分钟内产下一簇受精卵。使用解剖显微镜观察并记录新孵化的幼虫。观察新孵化的幼虫在2.2%琼脂表面爬行时呈现的尺蠖样运动。移除试管塞后，检查试管内幼虫的年龄和数量。用中指与无名指之间或拇指与中指之间夹取少量麦秆，并通过手指相互旋转，将适量麦秆放入试管中。在幼虫孵化当天或最迟不超过两天后，将少量食物撒入小碗中以便取用，并更换纱布塞。对于一周龄幼虫，添加更多食物以刚好覆盖琼脂表面，并更换纱布塞。对于两周龄幼虫，撒入足量食物以完全覆盖琼脂表面，并更换纱布塞。当幼虫发育至四龄晚期并开始化蛹时，在琼脂表面添加足量的食物。一旦成虫开始羽化，即停止添加食物。切勿向有成虫的培养瓶中添加食物，且不要移除纱布塞。如果小瓶中有白色霉菌，使用蘸有70%乙醇的实验室擦拭纸清洁一根长金属探针。将洁净的探针插入小瓶中，轻敲琼脂表面以压下霉菌。然后用蘸有70%乙醇的实验室擦拭纸清洁探针，再将其存放或用于其他小瓶。仅添加少量食物，不要扰动琼脂表面，并重新塞上塞子。

laboratory-maintenance-lower-dipteran-fly-bradysia-sciara-coprophila

Research

科研

JoVE Journal

Biology

生物学

下双翅目蝇 Bradysia （Sciara） coprophila 的实验室维护:一种新的/旧的新兴模式生物

我们提出了一种系统，该系统利用廉价、非侵入性的伪声学光学传感器，根据飞行昆虫的飞行声音，自动且准确地检测、计数并分类飞行昆虫。...

利用低成本传感器进行飞行昆虫的检测与分类

本文介绍了一种饲养厩蝇（Stomoxys...

稳定蝇及其他蝇样双翅目的实验室饲养

本文概述了标准化可食用蟋蟀Gryllus...

维持实验室培养的双斑蟋蟀（Gryllus bimaculatus），一种适用于昆虫养殖与无脊椎动物生理学研究的多功能直翅目模式生物

霍乱弧菌：研究细菌致病机制的模式生物——访谈

青鳉和斑马鱼在脊椎动物基因组功能的遗传解析方面具有互补性。本方案重点介绍了对青鳉胚胎进行显微注射的关键步骤，这是实验室中利用青鳉和斑马鱼开展胚胎学与遗传学分析的重要技术。...

作为模式遗传生物的青鳉胚胎显微注射

本方案概述了斑马鱼养殖过程中为维持最佳条件所需的常规维护与护理措施。视频演示了系统维护、日常饲养、喂食、繁殖以及斑马鱼幼体培育的操作流程。...

斑马鱼（Danio rerio）实验室的常规护理与维护：入门指南

我们展示了一种可用于天然水体的趋磁细菌（MTB）收集方法。利用细菌自身的天然磁性，可通过相对简单的装置从沉积物样品中分离并富集趋磁细菌。分离得到的趋磁细菌可进一步通过光学显微镜和电子显微镜进行详细观察。...

从环境中采集、分离与富集天然存在的趋磁细菌

为了研究蛋白质稳态、应激与衰老之间的关系，我们利用遗传操作简便的多细胞生物秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis...

使用 Caenorhabditis elegans 作为模式系统研究多细胞生物中的蛋白质稳态

蛋白质聚集体的朊病毒样传播最近被发现与多种神经退行性疾病相关。本实验方案的目的是介绍如何利用线虫 C. elegans...

利用多细胞模式生物 C. elegans 研究类朊病毒蛋白的扩散与毒性

本论文报告了一种使用果蝇种群培养笼定期培养黑腹果蝇（Drosophila...

果蝇（Drosophila melanogaster）群体培养笼的维护

学习Bradysia coprophila的实验室维护方法，用于遗传学与发育生物学研究。本方案详细介绍该模式生物的交配、饲养及幼虫发育观察技术，为细胞生物学机制探索提供标准化操作流程。

下双翅目蝇类 Bradysia (Sciara) coprophila 的实验室培养：一种新兴/传统的模式生物

探索更多视频