果蝇的饲养与保存

Biology I

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Summary

黑腹果蝇,又称果蝇, 是生命科学研究中常用的一种模式生物。 尽管开始培养这些小生物看起来就象只需在你的厨房桌面上长久放置一根香蕉那么简单,在实验室培养繁殖旺盛的果蝇品系事实上需要谨慎的饲养和保存。

本短片演示了保存健康果蝇品系的必须步骤。先介绍了配制和保存含酵母膏和糖分的培养基,也就是果蝇的食物。然后演示了培养果蝇常用的器皿,以及如何和何时将果蝇从不同器皿中转移。最后短片还举例说明怎样根据生物实验对培养器皿和食物条件进行调整。

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JoVE Science Education Database. 模式生物I:酵母,果蝇和秀丽线虫. 果蝇的饲养与保存. JoVE, Cambridge, MA, (2019).

果蝇研究上获得的成功还要归功于对这个极有价值的模式生物的饲养养和保存。接下来的视频将讨论给果蝇提供所需的营养,饲养容器和如何操作果蝇的一些必须环节。

尽管都认为果蝇如其名字一样是以水果为食,它的食物其实是腐烂发酵水果上的微生物,如酵母。在实验室里,为了便于操作,将果蝇的食物做了些改动。

现有几个配方里的基本成分都含有糖和酵母。以下的配方来自印第安纳大学伯明顿分校,该校因保存有大量不同品系的果蝇而闻名。其配方含:蒸馏水,酵母粉,豆粉,玉米粉,琼脂,玉米糖浆以及抑制霉菌和细菌生长的丙酸。将这些组分混合,加热,搅拌后用泵分装到塑料饲养管中。然后塞上棉花塞,包裹好, 4度冷却。待凝固后高压蒸汽灭菌。

现在我们已经了解了果蝇的食物,再来看看它们的饲养容器和如何进行操作。 可以用不同大小的器皿来饲养果蝇。试管可用于果蝇的保存,可容纳50-100只成虫。培养瓶用于稍大规模的饲养,可容纳300-600只成虫。恒温培养箱能同时饲养上百支试管和培养瓶。果蝇的常规饲养条件为温度25度,湿度60-65%。

操作果蝇时,尤为重要的是做好标签和记录,并保持清洁的环境确保果蝇品系和实验不受污染。当约有半数破蛹或透明的空蛹壳时 ,器皿必须更换。 另外,蛹期介于幼虫期和成虫期,是幼虫休眠,发育成成虫的时期。将培养器皿对着光源检查蛹,可以判断蛹壳是否透明。

通过一种叫“翻转果蝇”的过程将果蝇转移到含果蝇食物新鲜培养基 的试管中。翻转之前,要先检查培养基。果蝇在干裂的或被霉菌细菌污染的培养基上无法存活。 翻转时,首先在实验台上轻敲试管底部使果蝇从管壁上掉下来。然后迅速打开塞子,把果蝇从旧试管快速翻转到新管中。整个过程要及其迅速,以防果蝇飞走或被塞子夹死,同时还要防止外面的果蝇在翻转过程中混入。

翻转果蝇用于整瓶转移果蝇,若要 将果蝇分类分开则需麻醉。这里我们要讨论两种麻醉方法:冷冻和二氧化碳。冷冻是指将果蝇置于 -20ºC冰箱8-12分钟。然后将果蝇放在冷冻的工作台上进行筛选。也可在冰冻的工作台上直接对果蝇进行冷冻麻醉。

二氧化碳是一种更常用的麻醉方法,因为它 不会导致果蝇猝死,对研究人员也无害。输送二氧化碳的系统包括一个二氧化碳罐,一个连接针头的塑料管,用来麻醉培养管和培养瓶中果蝇,以及一个连接塑料管的二氧化碳平板,用于在显微镜下观察果蝇。

麻醉果蝇时,可从塞子处直接插入二氧化碳针头, 也可先在工作台上轻敲器皿,打开塞子,然后迅速将果蝇倒在二氧化碳平板上,保持密封直至果蝇麻醉不动。用刷子或镊子轻轻将果蝇转移至新的器皿中。

将不要的果蝇倒入果蝇灭活罐中,它是一个顶部是漏斗,内装有异丙醇或乙醇以及矿物油的大瓶子。

刚才我们已经了解了在实验室如何保存和操作果蝇。下面再让我们看看如何根据不同实验来调整培养器皿和培养条件。

有些实验需要用其他的饲养容器以获得更大数量的果蝇。

在这个实验里,研究人员用蝇笼来大量收集卵。蝇笼为透明塑料盒子,能同时饲养上千只果蝇。研究人员把想要的果蝇从几个不同的培养瓶释放到蝇笼中,然后放入琼脂板以收集卵。

有些实验需要对果蝇的食物进行调整。

在这个实验里,研究人员想要观察转基因果蝇的逃逸行为,该果蝇在神经元表达调控逃逸响应的光激活离子通道。在其饲料中需要添加全反式视黄醛,它是该离子通道行使其功能的辅助因子,可在溶化培养基时加入。然后用蓝光照射果蝇以激活离子通道并诱导逃逸响应,记录下果蝇的逃逸时间。

还有很多种饲养容器和操作条件可以根据实验要求进行调整。

在这个实验里,用了一个电动塔来研究运动对果蝇的影响。连续升降的电动塔是针对果蝇具有向上攀爬的自然反应也就是‘负趋地性’而设计的。

可用快速相对负趋地性实验,简称RING实验来测定在电动塔中运动过的果蝇的表现。将装有果蝇的空管置于相机前。敲管使果蝇从壁上掉下后记录果蝇向上爬的距离。这个实验显示,与对照组相比,经过一段时间,运动会对活动能力产生正面影响。

本JoVE短片讲述了黑腹果蝇的培养和保存。通过观看,您应该学会了如何准备果蝇培养基,选择合适的饲养器皿,果蝇转瓶,并能进行简单的实验。感谢您的观看!

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