環境内の交信が交配行動に及ぼす影響を調べる方法<em&gt;ショウジョウバエmelanogaster</em

サマリー

我々はショウジョウバエDrosophila melanogasterの交尾行動に影響を与える環境および遺伝的合図を分析するためのアッセイを実証する。

要約

個人の性的欲求は、遺伝子型、経験および環境条件の影響を受ける。性的行動を調節するためにこれらの因子がどのように相互作用するかは、依然として十分に理解されていない。 ショウジョウバエのメラノガスターでは 、食物の利用可能性などの環境上の手がかりが、性行動を調節するメカニズムを調べるための扱いやすいシステムを提供する交配活動に影響を与えます。 D. melanogasterでは、化学感覚性の味覚システムと嗅覚系を介して、環境の合図がしばしば感知されます。ここでは、交尾行動に対する環境化学的合図の効果を試験する方法を提示する。アッセイは、食物培地と交配するカップルを含む小さな交配アリーナからなる。各カップルの交配頻度を24時間連続してモニターする。ここでは、加圧空気システムを介した外部供給源からの環境化合物の試験、および対合アリーナ内の環境成分の直接操作に対するこのアッセイの適用性を示します。あなたは非常に揮発性の化合物の効果を試験するのに特に有用である一方、交配アリーナ内の成分を直接操作することは、化合物の存在を確かめるために有益であり得る。このアッセイは、交配行動および産卵ならびに他の男性および女性の生殖行動に及ぼす遺伝的および環境的合図の影響に関する質問に答えるために適合させることができる。

概要

生殖行動は、通常、特に女性の場合、男性よりも大きな生殖細胞を産生し、発生する子孫を育てる条件を慎重に選択する必要があるため、エネルギーコストが高い。エネルギーコストのために、再生が栄養状態に関連していることは驚くべきことではない。これは、すべてではないにしても哺乳動物を含むほとんどの動物で、栄養失調により思春期が遅れ、性的欲求が食物制限によって悪影響を受ける可能性がある^1に当てはまります。

遺伝的モデル生物Drosophila melanogasterの繁殖はまた、栄養状態の影響を受ける。男性の食品揮発性物質²の存在下でより高いレベルで裁判所、と女性は、酵母の存在、卵の生産と子孫の生存^3、4、5のための主要な栄養素で、より性的に受容されています。この進化的に保存された食品への生殖的応答は、遺伝的に扱いやすく時間効率の良い生物において、環境的食物の利用可能性を性的複製と結びつけるメカニズムを研究する機会を提供する。実際、 D. melanogasterの研究は、インスリン経路が食物と交配行動との関係の重要な調節因子であることを示唆している

プロトコル

1.環境制御された結合ボックス

1. 制御された、簡単に洗浄できるテスト領域を確保するには、図1Aに示すように、120 cm x 64 cm x 85 cmのステンレス製のキッチンキャビネットを設置します。
   1. 天井のすぐ下のキャビネットの背面に1つの穴を開け、側面に4つの穴の4つのセット、直径がそれぞれ2 cmの穴をあけます。ボックスの両側に4つの穴の最初の2つのセットを、ボックスの底から7 cmの高さに、穴の間に12.5 cmの高さで掘ります。箱の両側にある他の2つのセットを底から35cmの高さで掘ります。
      注：4つの穴の4つのセットは、カメラ電源ケーブルとエアポンプチューブがキャビネットに出入りするために使用されます。背面の穴はライトボードの電源ケーブルに使用されます。
   2. 各ライトの間に2.5 cmのスペースを持つ交互に並ぶ40個の白と赤の発光ダイオード（LED）の18列のライトボードを構築してください。電源を使用してください。各LEDを560Ω、0.25W、5％の許容差の抵抗器と直列に接続します。
      注：赤色光の発光波長は、590〜661nmに及んでおり、627nmに鋭いピークを有していた。実験領域での結果として得られる光の強度は、約900ルクスであり、両方のライトオンと90ルクスで、赤色ライトのみが点灯している。これはスマートフォン光度計アプリを使用して測定されました。
   3. ライトボードをステンレス製キャビネ....

結果

この連続アッセイを使用して、交配行動および特異的な交配頻度を、実験的環境条件下で決定することができる。環境条件をコントロールするために、ステンレス製のキッチンキャビネットを、独自の光源と拡散機能を備えたテストエリアに変えました。これにより、光が豊富になり、対合アリーナの上部からグレアが最小限に抑えられました（ 図1A ） 。内側の試験領域はステンレス鋼とガラスで完全に覆われており、ヘキサンやエタノールなどの有機溶媒で洗浄することができます。さらに、キャビネットには、配管用のインレットとして機能する穴があり、加圧空気システムから揮発性の手がかりをもたらします（ 図1Aおよび1Bを参照）。酵母の臭いに合わせて調整された加圧空気システムは、液体酵母培養液を通した空気流で構成され、試験場に入る前に、4つのピペットスプリッター10のアウトレット（ 図1C ）。システム全体は気密性があり、酵母培養に入る前と後の両方にいくつかの粒子フィルターを取り付け.......

ディスカッション

このプロトコルは、交配する夫婦が交配頻度を決定するために使用することが仮定されている環境的合図を連続的に制御しながら、24時間にわたり交配行動を試験するためのアッセイを記載する。培地に酵母も含まれている場合（ 図2B ）、加圧空気システムを介して送達された酵母空気に応答して交配頻度を増加させることが可能である。さらに、寒天、ペプトン、および酢酸臭だけを培地中に直接含有する簡略化した食品培地では、交配頻度における同様の応答が観察され得る（ 図3B ）

ここで実証された実験では、夫婦が同じ環境条件にさらされているので、カップルの一般的な交際行動についてのみ結論を導くことができます。しかし、以前の研究から、交配頻度の変動の47％が女性によって決定され、男性の寄与は変動の11％しか占めないことがわかっている²⁰ 。したがって、観察される交配頻度の変化の大部分は、女性の性的受容性の結果である可能性が高い。増加した男性は、成人D.はメスが正常に交尾の試み

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
Cabinet
ステンレス製キッチンキャビネット	Horecaworld	7412.0105
白色LED	ラッキーライト	ll-583wc2c-001	冷白色、20mAmp、2V
赤色LED	ラッキーリグ	ll-583vc2c-v1-4da	625nm、20mAmp、6V
抵抗	ロイヤルオーム	CFR0W4J0561A50	560オーム、0.25 W、250 V、5 % 公差
スマートフォン露出計アプリ	Patrick Giudicelli		Light/Lux Meter FREE、バージョン 1.1.1
パワータイマー	Alecto	TS-121
金属ブラケット			鋭角 5 x 5 mm、  2 x 5450 および 1 x 1100 mm 長さ
曇りガラス板			1190 x 545 x 5 mm
濾紙シート	LEEフィルター	220	ホワイトフロスト
スモールファン	ナノクシア ディープサイレン	4260285292828	80 mm 超静音PCファン、1200 RPM
ビッグファン	ナノクシア ディープサイレン	4260285292910	120 mm 超静音PCファン、650-1500 RPM
ウェブカメラ	Logitech	950270	B910 HD ウェブカメラ OEM、角度:78度、解像度:500万ピクセル
カメラソフト	DeskShare		セキュリティモニター pro
名前	strong会社	カタログ番号	コメント
Fly rearing
Fly rearing bottles	Flystuff	32-130	6oz ショウジョウバエ株ボトル
フライパッド	フライスタッフ	59-114
野生型ハエ			カントン-S
フライ飼育バイアル	ドミニク・ダッチャー	789008	ショウジョウバエ チューブ 狭い 25x95 mm
インキュベーター	三洋	MIR-154
磁気ホットプレート	ハイドルフ	505-20000-00	MR ヘイスタンダード
寒天	培地イングリディエンツ B.V.	010001.26.0
グルコース	Gezond&wel	1019155	デキストロース/Druivensuiker
ショ糖	Van Gilse		ニュー糖
コーンミール	フライスタッフ	62-100
小麦胚芽	Gezond&wel	1017683
大豆粉	フライスタッフ	62-115
糖蜜	フライスタッフ	62-117
活性ドライイースト	レッドスター
テゴセプト	フライスタッフ	20-258	100%
ペプトン (バクト)	BD	211677
酢酸	メルク	1000631000	氷河、100%
小さなペトリディッシュ	グライナーバイオワン	627102	35 x 10 mm、通気口付きパラ
フィンフィルム	ベミスNA		パラフィルム
名前	Company	カタログ番号	コメント
酵母および加圧空気のセットアップ
ビッグペトリディッシュ	ゴセリン	BP140-01	140 x 20.6 mm
超純水	ミリポア株式会社		MiliQ
酵母エキス	BD	212750
寒天(純粋)	BD	214530	バクト
グルコース(0(+)-グルコース一水和物)	メルク	18270000004
オープンキャップ	ショット	29 240 28	GL45
シリコーンセプタム	VWR	548-0662
刺鉄線隔壁継手Nalgene		6149-0002
大きなPVCチューブ			の直径:外側1.2 cmと内側0.9 cm
小さなPVCチューブ			の直径:外側0.8 cmと内側0.5 cm
15 mlチューブ	ファルコン
水族館ポンプセラ	精度		セラエア 110 プラス、AC 220-240 V、50/60 Hz、3 W、圧力 >100 mbar
活性炭	スーパーフィッシュ	A8040400	Norit 活性炭
使い捨てフィルターユニット	Whatman	10462100
セロロジカルピペット	VWR	612-1600
シリンジ	BD Plastipak	300013
ホットグルー	Pattex
シリンジ	フィルターWhatman		FP 30/細孔径0.45 mm CA-S
名前	会社名	カタログ番号	コメント
strong分析
統計ソフトウェア	R		lme4 パッケージ

トの間の波長 ス ス グラ、の有