为行为实验染色昆虫：麻醉状态下昆虫的交配行为 果蝇

本实验的总体目标是以非侵入性的方式使昆虫在行为学实验中能够被明显区分。该方法首先在标准果蝇培养管中正常的果蝇培养基表面滴加数滴食用色素，使其表面明显着色。随后将果蝇放入培养管中培养三小时，此时果蝇的腹部应呈现出明显的颜色。

可以进行交配实验，例如观察雌性是否更倾向于被染成特定颜色的雄性个体。最终，这种染色技术是一种快速、简单且非侵入性的标记昆虫方法，便于实验中的识别。与现有方法（如切除果蝇部分翅膀）相比，该技术的主要优势在于操作更快捷、侵入性更小，且对后续行为的影响更小。

该方法可用于多种需要识别果蝇个体或类别的实验，且操作简便，适用于中小学或高校的简单实验。本技术由利物浦大学的两位博士研究生 Rudy Verse Bo 和 Chloe Hayes 演示。待培养基冷却凝固后，开始在培养基表面加入 0.5 至 1 毫升蓝色食用色素，并将染料均匀涂抹至离心管整个表面。

然后将食物在 4°C 下保存两天，使食物上层充分吸收饲料。接着根据实验需求将果蝇转移至该食物中。一天内，摄取饲料的果蝇即可与未染色果蝇明显区分，可用于与染色果蝇进行交配试验。

使用移液器将单个未交配雄蝇转移至含有20毫升培养基的标准75毫米×20毫米塑料培养瓶中。若进行双雄交配实验，则将每组处理中一半的雄蝇放入含彩色培养基的培养瓶中。随后，将新羽化的雌蝇按每10只一组转移至新鲜培养基培养瓶中。

现在让两种性别的果蝇在适合该物种的温度下生长至性成熟阶段。当果蝇准备就绪后，将实验组雄性果蝇暴露于所需处理条件下。例如，在试验前一天，用二氧化碳麻醉其他果蝇，并标记试管，以识别处理方式及果蝇的颜色状态。

将雌蝇转移至含有20毫升培养基的单个试剂瓶中，使果蝇适应交配环境，并使用中性标签标记试剂瓶以实现实验的盲法设计。然后，在每个含有单只雌蝇的交配瓶中加入一至两只雄蝇。视具体情况而定。

开始交配试验，使其与培养箱的光照开启时间同步，共进行两次雄性果蝇交配试验。注意每次试验中的每只雄蝇应来自不同的处理组，并且其中一只果蝇需表现出腹部染色现象。记录每只雄蝇的处理方式及其体色特征。

如果在两小时内发生交配，记录单只雄性交配试验中成功交配雄性的骰子状态。记录交配开始和结束的时间。然后计算该次试验的交配成功率潜伏期和持续时间数据。

最能解释二氧化碳效应变异性的模型包含物种作为因子。例如，在这些代表性实验中，二氧化碳麻醉对果蝇的交配成功率没有显著影响。

在黑腹果蝇的两次雄性实验中，伪隐果蝇和亚隐果蝇表现出交配行为，然而，暴露于二氧化碳麻醉的雄性果蝇交配成功率显著降低，当黑腹果蝇在采集时或实验前一日暴露于气体中，其影响更为明显。对于三种果蝇中的任何一种，食物染色果蝇在交配方面均未观察到显著差异，无论是否将处理因素纳入分析，或在单次交配实验中考虑昆虫的交配状态，交配情况均无差异。

当使用二氧化碳麻醉来收集新羽化的成虫时，这三种物种均出现了延迟现象。仅在交配试验前两天暴露于二氧化碳的亚黑果蝇中观察到对交配持续时间的影响。观看本视频后，您应能充分了解如何在实验过程中利用肠道染色作为一种非侵入性技术对果蝇进行标记。

在尝试该实验操作时，重要的是要检测目标染料对焦点物种可能产生的影响。某些染料可能具有毒性，而某些颜色可能直接影响交配成功率。例如，在某些物种中，红色食用色素可能更受偏好。

在此，我们利用这种染料标记技术在竞争性交配实验中区分果蝇。然而，该技术也可用于多种其他需要对果蝇进行个体识别的实验，例如评估攻击性、领地防御、食物偏好活动或社会行为的实验。