Name: Experimentele manipulatie van Body Maat aan Morfologische schalen Relaties schatten Drosophila /em (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-10-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min
Description: Leer hoe je morfologische schaalrelaties schat in Drosophila door voedselmanipulatie. Deze methode creëert variatie in lichaamsgrootte om de relatie tussen lichaams- en vleugelgrootte te analyseren.

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

Het onderzoek beschreven in dit onderzoek werd ondersteund door een National Science Foundation-beurs (DEB-0805818) aan WAF, AWS en ID Deze studie werd ook ondersteund door subsidies IOS-0845847 aan AWS, IOS-0919855 om AWS en ID en de IOS-0920720 aan WAF

<html> 1. Opvoeding en manipulatie van voeding voor variatie te produceren in het lichaam van grootte en de vleugel grootte Rationeel en overzicht. De expressie van schaalvergroting relaties uiteindelijk draait om de ontwikkelingsprocessen processen die variatie te produceren in de uiteindelijke orgaan-en lichaamsgrootte. Deze processen zijn het best te omschrijven van het werk op volledig metamorfe (dat wil zeggen, holometabolous), insecten, zoals D. melanogaster, waarbij organen als ongedifferentieerde &#39;imaginaire discs&#39; groeien binnen de grub-achtige larve 11,15-17. In Drosophila, zijn definitief orgel en lichaamsgrootte gereguleerd door de groei tijdens de larvale stadia, larven groeien door de eerste en tweede larvale instar tot ze een minimale levensvatbare gewicht voor Eclosion (MVW E) te bereiken naar het begin van het derde larvale instar 18. Honger voor het bereiken van MVW E voorkomt volwassen Eclosion. Echter, larven, die uitgehongerd op MVW E genereren levensvatbaar volwassenen, zij het ​​in een zeer kleine omvang. Dit komt omdat minder voeding tijdens de ontwikkeling vermindert finale lichaam en orgel grootte, niet alleen in vliegen, maar in bijna alle dieren 19-21. Door het manipuleren van de beschikbaarheid van voedsel nadat MVW E is bereikt, maar voordat verpopping plaatsvindt, is het mogelijk om te induceren extreme fenotypische plasticiteit in lichaamsgrootte dat sterk zwaarder weegt dan andere bronnen van variatie (bijvoorbeeld individuele genetische variatie). <ol><li> Eieren zijn verzameld uit de bevolking te fenotype, verdeeld in percelen van 50 en geplaatst in flesjes met 10 ml van de standaard vlieg voedsel. Omdat ovipositie gebeurt continu, worden de eieren verzameld elke 24 uur gedurende drie dagen, het produceren van drie leeftijdsgroepen. </li><li> Toen de oudste cohort de dolende stadium bereikt of is net begonnen om zich te verpoppen, is het dieet manipulatie toegepast. Op dit punt, het oudste cohort is tot ver buiten de MVW E, is de jongste cohort heel dicht bij de MVW E en de resterende cohort is ergens tussen deze uitersten. Zo zal het verwijderen van voedsel op dit moment produceren zeer grote volwassenen uit de oudste cohort, zeer kleine volwassenen uit het jongste cohort en de tussentijdse-en kleinbedrijf volwassenen uit de overige cohort. Voor het verwijderen van de larven van de flacons, ongeveer 5 ml van 40% sucrose-oplossing wordt toegevoegd aan alle flesjes. Om gratis de larven, is het eten geroerd gedurende 15-20 minuten op een shaker tafel ingesteld op een intermediaire toerental. </li><li> Drijvende larven worden verwijderd uit de sucrose-oplossing met een fijn (00) kwast, geplaatst in flacons met een natte katoenen plug en liet om zich te verpoppen. Als alternatief zou larven worden geplaatst op een niet-verteerbare additief voor levensmiddelen, zoals methyl cellulose 22. </li></ol> 2. Schatting van de lichaamslengte Rationeel en Overzicht. Eerdere studies tonen aan dat de lengte thorax is een minder dan ideaal maatstaf voor de globale lichaamsgrootte 22. In plaats daarvan gebruiken we pupal grootte als een maat voor de lichaamsgrootte. Maximale lichaamslengte is vastgesteld op de beëindiging van het voeden die verpopping voorafgaat. Als een gevolg daarvan is er een nauwe correlatie tussen popstadium grootte en de volwassen lichaamsgrootte 23. <ol><li> Poppen zijn gerangschikt ventrale kant naar boven op glas microscoopglaasjes en beeld gebracht met behulp van een digitale camera bevestigd aan een dissectie microscoop. Elk beeld is vastgelegd, krijgt een unieke identificatiecode en overgebracht naar een computer via een live feed aansluiten van de digitale camera naar de computer. </li><li> Afgebeeld poppen worden verplaatst naar de individuele 2 ml epitubes met 1 ml van vlieg voedsel, voorzien van de unieke code voor die persoon, en doorboord met luchtgaten aan de gasuitwisseling mogelijk te maken. </li><li> Popstadium grootte wordt geschat als het aantal pixels van de popstadium silhouet. Andere grootte statistieken kunnen ook worden gebruikt. </li></ol> 3. Eigenschap (vleugel) maat schatting Rationeel en Overzicht. Om de afbeelding vleugels, gebruiken we een &#39;wing grabber&#39; 24, die trekt en houdt de vleugel van een leven, verdoofd vliegen loodrecht op zijn lichaam. Geperst tussen twee stukken glas, dit stelt de vleugel af te beelden als een twee dimensionaal object. <ol><li> Vliegen zijn verdoofd licht met CO 2 en in positie geplaatst in de vleugel grabber op een dissectiemicroscoop uitgerust met een digitale camera die is aangesloten op een computer. </li><li> De vleugel is afgebeeld en opgeslagen onder de unieke code voor die persoon. </li><li> Wing grootte kan worden geschat met behulp van de minimale convexe veelhoek die marginale vaste oriëntatiepunten omschrijft of als het aantal pixels van de vleugel silhouet. </li></ol> 4. Scaling relatie schatting <ol><li> De gegevens worden samengevoegd over de cohorten, maar van elkaar gescheiden door seks en log-getransformeerd. </li><li> Scaling relaties geschikt zijn om de grootte gegevens met behulp van type II (dat wil zeggen, Reduced hoofdas) regressie (zie overzicht in 12) en de parameters geschat voor elke groep. </li></ol> 5. Representatieve resultaten: tent &quot;&gt; Onze dieet manipulatie zal produceren een breed scala van lichaam maten (figuur 1) en trait maten (figuur 2). Opstellen van de log-getransformeerde eigenschappen tegen elkaar onthult hun patroon van covariatie binnen een bepaalde biologische groep en maakt de montage van de schaal relatie aan de groep (figuur 3). Extractie van de schaal relatie parameters die beschrijven hoe de vorm schalen met het lichaam van formaat kunt vergelijken hoe de vorm covaries met grootte tussen groepen. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/3162/3162fig1.jpg" /> Figuur 1. Pupa van extremen van de grootte-verdeling geproduceerd via de voeding te manipuleren na individuen bereiken van de MVW E. De werkelijke popstadium beelden worden getoond op de linker met de bijbehorende silhouetten voor de meting van popstadium grootte aan de rechterkant. Schaal bar is 1mm. <img alt="Figuur 2" src="/files/ftp_upload/3162/3162fig2.jpg" /> Figuur 2. Wings uit extremen van het lichaam grootte-verdeling geproduceerd via de voeding te manipuleren na individuen bereiken van de MVW E. De werkelijke vleugel beelden worden getoond op de links met de bijbehorende silhouetten voor het meten van de vleugel grootte afgebeeld aan de rechterkant. Schaal bar is 1mm. <img alt="Figuur 3" src="/files/ftp_upload/3162/3162fig3.jpg" /> Figuur 3. Wing-lichaamsomvang schaling voor Drosophila melanogaster naar geslacht. Log-getransformeerde gegevens voor personen van elk geslacht die werden volledig gevoed (donkere kringen), uitgehongerd een (grijze cirkels) of twee dagen (open cirkels) als larven. Type II regressielijn wordt voor elk geslacht. Tussen elke leeftijdscohort, dalingen in de gemiddelde vleugel gebied van ~ 0,1 mm (~ 7%) en ~ 0,2 mm (~ 8%) ontstaat, waardoor het totale bereik van de waargenomen fenotypes. De regressies blijkt dat vrouwen iets hypoallometric voor deze schalen relatie (helling van 0,96), terwijl mannen zijn iets hyperallometric (helling 1,06).

<ol><li>Schmidt-Nielsen, K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSchmidt-Nielsen%2C+K+%22Scaling%3A+Why+is+animal+size+so+important%22">Scaling: Why is animal size so important</a>. , Cambridge University Press. (1984).</li>
<li>Calder, W. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCalder%2C+WA+%22Size%2C+function+and+life+history%22">Size, function and life history</a>. , Harvard University Press. (1984).</li>
<li>Huxley, J. S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHuxley%2C+JS+%22Problems+of+relative+growth%22">Problems of relative growth</a>. , Methuen & Co. (1932).</li>
<li>Gould, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Allometry+and+size+in+ontogeny+and+phylogeny%5BTitle%5D)+AND+%22Biol.+Rev%22%5BJournal%5D)">Allometry and size in ontogeny and phylogeny.</a> Biol. Rev. 41, 587-640 (1966).</li>
<li>Alberch, P., Gould, S. J., Oster, G. F., Wake, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+and+shape+in+ontogeny+and+phylogeny%5BTitle%5D)+AND+%22Paleobiology%22%5BJournal%5D)">Size and shape in ontogeny and phylogeny.</a> Paleobiology. 5, 296-317 (1979).</li>
<li>Thompson, D. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aThompson%2C+DW+%22On+growth+and+form%22">On growth and form</a>. , Cambridge University Press. (1917).</li>
<li>Klingenberg, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heterochrony+and+allometry%3A+The+analysis+of+evolutionary+change+in+ontogeny%5BTitle%5D)+AND+%22Biol.+Rev%22%5BJournal%5D)">Heterochrony and allometry: The analysis of evolutionary change in ontogeny.</a> Biol. Rev. 73, 79-123 (1998).</li>
<li>Dubois, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sur+le+rapport+de+l%27enc%C3%A9phale+avec+la+grandeur+du+corps+chez+les+Mammiferes%5BTitle%5D)+AND+%22Bull.+Soc.+Anthropol%22%5BJournal%5D)">Sur le rapport de l'encéphale avec la grandeur du corps chez les Mammiferes.</a> Bull. Soc. Anthropol. 8, 337-374 Forthcoming.</li>
<li>Huxley, J. S., Teissier, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Terminology+of+relative+growth%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Terminology of relative growth.</a> Nature. 137, 780-781 (1936).</li>
<li>Huxley, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Constant+differential+growth-ratios+and+their+significance%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Constant differential growth-ratios and their significance.</a> Nature. 114, 895-896 (1924).</li>
<li>Shingleton, A. W., Frankino, W. A., Flatt, T., Nijhout, H. F., Emlen, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+and+shape%3A+The+developmental+regulation+of+static+allometry+in+insects%5BTitle%5D)+AND+%22BioEssays%22%5BJournal%5D)">Size and shape: The developmental regulation of static allometry in insects.</a> BioEssays. 29, 536-548 (2007).</li>
<li>Frankino, W. A., Emlen, D., Shingleton, A. W. Experimental approaches to studying the evolution of morphological allometries: The shape of things to come. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFrankino%2C+WA+%22Experimental+evolution%3A+Concepts%2C+methods%2C+and+applications%22">Experimental evolution: Concepts, methods, and applications</a>. Garland, T., Rose, M. , University of California Press. (2009).</li>
<li>Emlen, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Artificial+selection+on+horn+length-body+size+allometry+in+the+horned+beetle+Onthophagus+acuminatus%5BTitle%5D)+AND+%22Evolution%22%5BJournal%5D)">Artificial selection on horn length-body size allometry in the horned beetle Onthophagus acuminatus.</a> Evolution. 50, (1996).</li>
<li>Emlen, D. J., Nijhout, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+development+and+evolution+of+exaggerated+morphologies+in+insects%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Entomol%22%5BJournal%5D)">The development and evolution of exaggerated morphologies in insects.</a> Annu. Rev. Entomol. 45, 661-708 (2000).</li>
<li>Shingleton, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Body-size+regulation%3A+Combining+genetics+and+physiology%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">Body-size regulation: Combining genetics and physiology.</a> Curr. Biol. 15, 825-827 (2005).</li>
<li>Nijhout, H. F., Davidowitz, G., Roff, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+quantitative+analysis+of+the+mechanism+that+controls+body+size+in+Manduca+sexta%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biol%22%5BJournal%5D)">A quantitative analysis of the mechanism that controls body size in Manduca sexta.</a> J. Biol. 5, 16.11-16.15 (2006).</li>
<li>Davidowitz, G., Nijhout, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+physiological+basis+of+reaction+norms%3A+The+interaction+among+growth+rate%2C+the+duration+of+growth+and+body+size%5BTitle%5D)+AND+%22Integr.+Comp.+Biol%22%5BJournal%5D)">The physiological basis of reaction norms: The interaction among growth rate, the duration of growth and body size.</a> Integr. Comp. Biol. 44, 443-449 (2004).</li>
<li>Stieper, B. C., Kupershtok, M., Driscoll, M. V., Shingleton, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaginal+discs+regulate+developmental+timing+in+Drosophila+melanogaster%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Biol%22%5BJournal%5D)">Imaginal discs regulate developmental timing in Drosophila melanogaster.</a> Dev. Biol. 321, 18-26 (2008).</li>
<li>Colombani, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+nutrient+sensor+mechanism+controls+Drosophila+growth%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">A nutrient sensor mechanism controls Drosophila growth.</a> Cell. 114, 739-749 (2003).</li>
<li>Mirth, C. K., Riddiford, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+assessment+and+growth+control%3A+How+adult+size+is+determined+in+insects%5BTitle%5D)+AND+%22BioEssays%22%5BJournal%5D)">Size assessment and growth control: How adult size is determined in insects.</a> BioEssays. 29, 344-355 (2007).</li>
<li>Thissen, J. P., Ketelslegers, J. M., Underwood, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nutritional+regulation+of+the+insulin-like+growth+factors%5BTitle%5D)+AND+%22Endocr.+Rev%22%5BJournal%5D)">Nutritional regulation of the insulin-like growth factors.</a> Endocr. Rev. 15, 80-101 (1994).</li>
<li>Boots, M., Begon, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resource+limitation+and+the+lethal+and+sublethal+effects+of+a+viral+pathogen+in+the+Indian+meal+moth%2C+Plodia+interpunctella%5BTitle%5D)+AND+%22Ecol.+Entomol%22%5BJournal%5D)">Resource limitation and the lethal and sublethal effects of a viral pathogen in the Indian meal moth, Plodia interpunctella.</a> Ecol. Entomol. 19, 319-326 (1994).</li>
<li>Shingleton, A. W., Mirth, C. K., Bates, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+model+of+static+allometry+in+holometabolous+insects%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+R.+Soc.+B%22%5BJournal%5D)">Developmental model of static allometry in holometabolous insects.</a> Proc. R. Soc. B. 275, 1875-1885 (2008).</li>
<li>Stern, D. L., Emlen, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+developmental+basis+of+allometry+in+insects%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">The developmental basis of allometry in insects.</a> Development. 126, 1091-1101 (1999).</li>
<li>Emlen, D. J., Allen, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genotype+to+phenotype%3A+Physiological+control+of+trait+size+and+scaling+in+insects%5BTitle%5D)+AND+%22Integr.+Comp.+Biol%22%5BJournal%5D)">Genotype to phenotype: Physiological control of trait size and scaling in insects.</a> Integr. Comp. Biol. 43, 617-634 (2003).</li>
</ol>

Geen belangenconflicten verklaard.

Morfologische schaalvergroting is het onderwerp van intense studie in de evolutionaire biologie voor bijna een eeuw. Meer recent heeft de naaste basis van de regulering van de groei en de schaalvergroting steeds belangrijker geworden in de ontwikkeling, de fysiologie en genetica (zie bijvoorbeeld beoordelingen in 12,15,23-25). Onze methodologie maakt schatting van de morfologische schalen relaties over het gehele bereik van trait lichaam en maten. Dit kan belangrijk zijn, als trait afmetingen mogen niet lineair schaal met het lichaam van grootte (bijv. 13,14). Dit kan echter niet worden duidelijk als dieren worden gehouden alleen onder ideale omstandigheden lab. Hoewel onze protocol is expliciet ontwikkeld om schatting van de vleugel-lichaamsomvang schalen relatie in Drosophila mogelijk te maken, kan het gebruikt worden met de trait-specifieke aanpassing van de schaal relatie voor elke morfologische eigenschap in vliegen te schatten. Op dezelfde manier kan het dieet manipulatie waarschijnlijk worden gebruikt om het volledige scala van trait lichaam en maten te produceren in andere volledig metamorfe insecten; dergelijke toepassingen gewoon voor dat weten wanneer de MVW E is bereikt en het toepassen van de manipulatie op dat punt in ontogenie.

experimentele manipulatie van body maat aan morfologische schalen relaties schatten drosophila</em

Experimental Manipulation of Body Size to Estimate Morphological Scaling Relationships in Drosophila

De schaling van lichaamsdelen is een centraal kenmerk van dierenmorfologie 1-7. Binnen soorten, morfologische kenmerken moeten goed geproportioneerd zijn, teneinde het lichaam voor het organisme te laten functioneren; grotere exemplaren hebben meestal een grotere delen van het lichaam en kleine individuen hebben over het algemeen kleinere lichaamsdelen, is zodanig dat de totale vorm van het lichaam behouden over een reeks van volwassen lichaam maten. De eis voor de juiste verhoudingen betekent dat individuen binnen een soort meestal weinig variatie vertonen in de relatieve eigenschap grootte. In tegenstelling, kan de relatieve eigenschap omvang sterk variëren van soort tot soort en is een primaire mechanisme waarmee morfologische diversiteit wordt geproduceerd. Meer dan een eeuw van vergelijkende werk heeft deze intra-en interspecifieke patronen 3,4. Misschien wel de meest gebruikte benadering van deze variatie te beschrijven is het berekenen van de schaal relatie tussen de grootte van twee morfologische kenmerken met behulp van de allometrische vergelijking y = bxα, waarbij x en y zijn de grootte van de twee eigenschappen, zoals orgaan-en lichaamsgrootte 8 , 9. Deze vergelijking beschrijft de binnen-groep (bijvoorbeeld, soort, populatie) scaling relatie tussen twee kenmerken als zowel variëren in grootte. Log-transformatie van deze vergelijking levert een eenvoudige lineaire vergelijking, log (y) = log (b) + αlog (x) en log-log plots van de grootte van de verschillende eigenschappen tussen individuen van dezelfde soort normaal gesproken openbaren lineair schalen met een intercept van log (b) en een helling van α, genaamd de &#39;allometrische coëfficiënt &quot;9,10. Morfologische variatie tussen groepen wordt beschreven door verschillen in de schalen relatie onderschept of hellingen voor een bepaalde eigenschap paar. Bijgevolg, variatie in de parameters van de allometrische vergelijking (b en α) beschrijft elegant de vorm variatie gevangen in de relatie tussen orgel en lichaamsgrootte binnen en tussen biologische groepen (zie 11,12). Niet alle eigenschappen lineair schaal met elkaar of met het lichaam van grootte (bijv. 13,14) Dus, morfologische scaling relaties zijn het meest informatieve wanneer de gegevens zijn ontleend aan het volledige scala van trait maten. Hier beschrijven we hoe simpel experimentele manipulatie van voeding kan worden gebruikt om het volledige scala van lichaamsgrootte produceren in insecten. Dit maakt een schatting van de volledige schaal relatie voor ieder paar van eigenschappen, waardoor een volledige beschrijving van hoe de vorm covaries met de grootte en een robuust vergelijking van de schalen relatie parameters tussen biologische groepen. Hoewel we ons richten op Drosophila, moeten onze methodologie van toepassing zijn op bijna elke volledig metamorfe insect.

Morfologische scaling relaties vast te leggen en te beschrijven organismale vorm. We presenteren een methode om morfologische scaling relaties te meten over het natuurlijke verspreidingsgebied van het lichaam maten in volledig metamorfe insecten. Met behulp van een eenvoudig dieet manipulatie verhogen we de verdeling van de eigenschap maten, waardoor de nauwkeurige beschrijving van hoe vorm en grootte co-variëren.

Experimentele manipulatie van Body Maat aan Morfologische schalen Relaties schatten Drosophila</em

De schaling van lichaamsdelen is een centraal kenmerk van de diermorfologie1-7. Binnen soorten moeten morfologische kenmerken correct geproportioneerd zijn ten opzichte van het lichaam ...

Het algemene doel van het volgende experiment is om door middel van een ontwikkelingsafhankelijke manipulatie van de voedselbeschikbaarheid een breed scala aan lichaamsgroottes te creëren, die vervolgens kunnen worden gebruikt om de schalingsrelatie tussen morfologische kenmerken te schatten. Eerst worden gedurende drie dagen eieren verzameld uit dezelfde vliegenpopulatie, waardoor drie leeftijdscohorten ontstaan. Wanneer de oudste cohort larven begint te poppenspelden (pate), worden de larven van alle cohorten van het voedsel verwijderd.Het resultaat van deze dieetmodificatie is een uitgebreidere variatie in de grootte van de pupae. Vervolgens worden beelden van de pupae en de vleugels van de volwassen individuen genomen van alle exemplaren om de morfologische schalingsrelatie tussen lichaams- en vleugelgrootte te kunnen schatten. Uiteindelijk worden resultaten verkregen die aantonen hoe de vleugelgrootte schaalt met het volledige bereik van mogelijke lichaamsgroottes door een lineaire regressie van type twee op de gegevens toe te passen.In deze studie maken we gebruik van een ontwikkelingsgebonden tijdmanipulatie van de toegang tot voeding om de variatie in lichaamsgrootte onder volwassen vliegen experimenteel te vergroten. Dit stelt ons in staat om morfologische schalingsrelaties over het volledige spectrum van lichaamsgroottes te schatten. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen over de expressie en evolutie van morfologische schaling, zoals het identificeren van de proximale basis van variatie in de parameters van schalingsrelaties tussen biologische groepen.Plaats een populatie vliegen in een paringskamer en verzamel vervolgens elke 24 uur gedurende drie dagen eieren. Creëer uiteindelijk drie leeftijdscohorten met behulp van een dissectiemicroscoop. Verplaats groepen van 50 eieren uit elke cohort naar vials die 10 milliliters standaardvliegenvoedsel bevatten.Incubeer de vials bij de gewenste temperatuur voor de larvale ontwikkeling. Wanneer de oudste cohort het zwerfstadium bereikt, is het tijd om de dieetmanipulatie toe te passen door de larven van het voedsel te verwijderen. Op dit punt zijn de larven in de oudste cohort ruim boven het minimale levensvatbare gewicht voor occlusie en zullen ze bijna de natuurlijke maximale lichaamsgrootte hebben bereikt.Larven in de middelste cohort hebben het minimale levensvatbare gewicht overschreden, maar zullen kleinere volwassenen produceren dan larven uit de oudste cohort. Larven en de jongste cohort bevinden zich zeer dicht bij het minimale levensvatbare gewicht en zullen daarom zeer kleine volwassenen produceren. Om de larven van het voedsel te verwijderen.Voeg ongeveer vijf milliliter 40% sucrose-oplossing toe aan de vials en schud deze vervolgens 15 tot 20 minuten op een schudtafel met een gemiddelde instelling. Verwijder na het schudden de drijvende larven uit de sucrose-oplossing met een fijn penseel en plaats ze per cohort in vials met een natte wattenprop voor de vochtigheid. Incubeer bij de gewenste temperatuur tot de verpopping plaatsvindt.Plaats de poppen met de ventrale zijde naar boven op een objectglas. Zodra de poppen zijn geplaatst, worden er beelden vastgelegd met een digitale camera die aan de microscoop is bevestigd. Zorg ervoor dat de instellingen zodanig zijn geconfigureerd dat elke pop als een donker silhouet op een witte achtergrond verschijnt.Breng na de beeldvorming elke pop over naar een individuele epit-buis van twee milliliter met één milliliter vliegenvoedsel. Schat de grootte van de pop in als het aantal pixels van het silhouet van de pop. Andere groottematen, zoals lengte of breedte, kunnen ook worden gebruikt onder een dissectiemicroscoop.Anestheseer de vlieg licht met koolstofdioxide en positioneer deze met een vleugelgrijper, een zuigapparaat dat de vleugel tussen twee glasplaatjes trekt en deze loodrecht op het lichaam van de vlieg houdt. Voor beeldvorming: hoewel in deze studie een vleugelgrijper wordt gebruikt voor het fotograferen van vleugels van levende vliegen, kunnen vleugels en andere kenmerken ook worden gedisseceerd en gefotografeerd met standaard instrumenten. Maak een afbeelding van de vleugel met de microscoopcamera die is aangesloten op de computer en noteer het geslacht van de vlieg. Nadat de vleugel is gefotografeerd en opgeslagen, kan de vleugelgrootte worden geschat door gebruik te maken van de minimale convexe polygoon die de marginale vaste landmarks omsluit als lineaire metingen, of via het aantal pixels van het vleugelsilhouet. De hier gefotografeerde pupae vertoonden de extremen van de grootteverdeling als gevolg van dieetmanipulatie.Nadat de pop het minimale levensvatbare gewicht voor occlusie heeft bereikt. Ook worden de overeenkomstige silhouetten voor de meting van de pupilgrootte getoond. De bijbehorende vleugelafbeeldingen van dezelfde individuen aan de uiterste uiteinden van de grootteverdeling worden hier naast het silhouet weergegeven.Gebruikt om de vleugelgrootte te schatten en de schalingrelatie te extraheren. Parameters die beschrijven hoe de vleugelgrootte schaalt met de lichaamsgrootte maken het mogelijk om te vergelijken hoe de algehele vorm covarieert met de grootte tussen groepen. Hier worden gegevens getoond voor individuen van elk geslacht die als larve volledig gevoed waren, één dag waren uitgehongerd of twee dagen waren uitgehongerd.Hoewel de afzonderlijke stappen van deze procedure snel zijn, kan het geheel arbeidsintensief zijn. Over het algemeen kost het ongeveer 350 manuren om circa 3.500 vliegen van ei tot volwassene te verwerken. Met oefening kunnen personen hun tijd voor het hanteren van de vliegen aanzienlijk verbeteren, en deze procedure kan worden gebruikt om andere morfologische kenmerken te meten, wat de schatting van aanvullende morfologische schalingsrelaties mogelijk maakt.

experimental-manipulation-body-size-to-estimate-morphological-scaling

Research

JoVE Journal

Biology

Biologie

We laten zien hoe u de RNAi voeden techniek te gebruiken om knock down doelwitgenen en score lichaamsgrootte fenotype...

Met behulp van RNA-gemedieerde interferentie voerstrategie om te screenen op genen die betrokken zijn Lichaam Grootte verordening in de nematode<em&gt; C. elegans</em

De voeding circuit in Drosophila melanogaster larven serveert een eenvoudige maar krachtige model waarmee veranderingen in de voeding koers die moet worden gecorreleerd met veranderingen in de stomatogastric neurale circuits. Dit circuit bestaat uit centrale serotonerge neuronen die uitsteeksels aan de mond haken en de voordarm sturen.

Functionele analyse van de larvenvraat Circuit in Drosophila</i

Hier beschrijven we protocollen die specifiek zijn ontworpen om morfogenetische defecten te monitoren die optreden tijdens de vroege en late fasen van embryonale verlenging van de rondworm Caenorhabditis elegans. Uiteindelijk zijn deze protocollen ontworpen om genen te identificeren die deze fasen reguleren en om hun differentiële vereisten langs de antero-posterior as van het embryo te karakteriseren.

Novel Metrics te karakteriseren Embryonale Verlenging van de nematode<em&gt; Caenorhabditis elegans</em

Dit artikel beschrijft een gedrags-test die mannetje mating drive in Drosophila melanogaste r om de motivatie te bestuderen gebruikt. Met deze methode kunnen onderzoekers gebruiken geavanceerde fly neurogenetische technieken om de genetische, moleculaire en cellulaire mechanismen die ten grondslag liggen aan deze motivatie ontdekken.

Het meten en de wijziging van Mating Drive in Male<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Hier beschrijven we een methode om de grootte van zebravis embryo's te verkleinen zonder de normale ontwikkelingsprocessen te verstoren. Deze techniek maakt de studie van het patroon schalen en ontwikkelingsstoornissen robuustheid tegen grootte te veranderen.

Chirurgische grootte vermindering van zebravis voor de studie van het embryonale patroon schrapen

Endocriene verstorende chemicaliën (Edc's) vormen een ernstig probleem voor organismen en voor natuurlijke omgevingen. Fruit vliegje melanogaster is een ideaal model om EDC-effecten in vivo te bestuderen. Hier presenteren we methoden om endocriene verstoring in fruitvliegje te onderzoeken, het aanpakken van EDC effecten op Fecundity, vruchtbaarheid, ontwikkelingsstoornissen timing, en de levensduur van de vliegen.

Methoden voor het testen van endocriene verstoring in fruitvliegje melanogaster

Hier wordt een protocol gepresenteerd voor de implementatie van expansiemicroscopie in vroege Drosophila-embryo's om beeldvorming met superresolutie te bereiken met behulp van een conventionele confocale microscoop met laserscanning.

Expansiemicroscopie gebruiken om Drosophila-embryo's in het geheel fysiek te vergroten voor beeldvorming met superresolutie

Hier presenteren we een snelle, goedkope workflow voor beeldvorming met hoge resolutie van volwassen Drosophila-ogen om patronen en groeidefecten te kwantificeren. We beschrijven ons protocol voor monstervoorbereiding door middel van puntmontage, beeldacquisitie met hoge resolutie en beeldanalyse.

Een snelle, eenvoudige workflow voor het kwantificeren van externe volwassen Drosophila-structuren

We beschrijven een fysieke constrictiemethode om mini-embryo's te maken van Xenopus laevis 1-cel embryo's.

Fysieke manipulatie om Xenopus mini-embryo's te genereren

Experimentele benaderingen van Tissue Engineering

Leer hoe je morfologische schaalrelaties schat in Drosophila door voedselmanipulatie. Deze methode creëert variatie in lichaamsgrootte om de relatie tussen lichaams- en vleugelgrootte te analyseren.

Experimentele manipulatie van Body Maat aan Morfologische schalen Relaties schatten Drosophila

Meer video's verkennen