Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

بروتوكول تجريبي لاستخدام المورفولوجية كنظام نموذجي اللافقاريات لاختبار السمية في المختبر

Published: July 10, 2018 doi: 10.3791/57450
Automatic Translation
1,2, 1,2
1Communities for Building Active STEM Engagement, Colorado State University-Pueblo, 2Department of Biology, Colorado State University-Pueblo

Summary

في هذه الورقة، نقدم بروتوكول مفصل لتعريض الأنواع في جنس المورفولوجية للملوثات بالهدف دراسة أثر التعرض على مجموعة من النواتج المظهرية في مراحل إنمائية مختلفة وأكثر من جيل واحد.

Abstract

الخصائص الناشئة والعوامل الخارجية (السكان-مستوى النظام الإيكولوجي والتفاعلات، وبخاصة) تؤدي أدواراً هامة في التوسط في النهاية إيكولوجيا هاما، على الرغم من أنها نادراً ما يعتبر في دراسات السمية. ميلانوجاستير دال- تبرز كنموذج علم السموم للتأثيرات السلوكية والعصبية والوراثية سميات، على سبيل المثال لا الحصر. الأهم من ذلك، يمكن استخدام الأنواع في جنس المورفولوجية كنظام نموذجي لنهج إطار تكاملي لدمج الخصائص الناشئة والإجابة على الأسئلة ذات الصلة بإيكولوجيا في أبحاث علم السموم. الهدف من هذه الورقة تقديم بروتوكول لتعريض الأنواع في جنس المورفولوجية للملوثات التي ستستخدم كنظام نموذجي لمجموعة من النواتج المظهرية والمسائل ذات الصلة بإيكولوجيا. وبشكل أكثر تحديداً، يمكن استخدام هذا البروتوكول ل 1) ربط عدة مستويات التنظيم البيولوجي وفهم تأثير سميات في لياقة على مستوى الفرد والسكان على حد سواء؛ 2) اختبار تأثير سميات في مراحل مختلفة من التعرض الإنمائية؛ 3) اختبار الآثار الأجيال والتطورية للملوثات؛ و 4) اختبار الملوثات وضغوطات متعددة في وقت واحد.

Introduction

في كل عام، حوالي 1,000 مواد كيميائية جديدة يتم تقديمها بواسطة الصناعة الكيميائية1،2؛ ومع ذلك، يتم اختبار الآثار البيئية المترتبة على نسبة صغيرة فقط من هذه المواد الكيميائية قبل توزيع2،3. على الرغم من أن الكوارث الواسعة النطاق غير المألوف، التعرض المقاسة والمزمن لمجموعة كبيرة ومتنوعة من الملوثات على نطاق واسع في كل من البشر والحيوانات البرية4،5. وكان تركيز التاريخية السمية والسمية البيئية لاختبار الفتك وواحد التعرض للمواد الكيميائية والتعرض الحاد والآثار الفسيولوجية للتعرض، كوسيلة لقياس تأثير الملوثات على بقاء6، 7 , 8 , 9 , 10-على الرغم من أن هناك تحولاً نحو النهج الأخلاقية وغير الغازية للتجارب الحيوانية، النهج الحالية تحد بسبب الدور تلك التنمية والخصائص الناشئة، والعوامل الخارجية (مثل مستوى السكان و تلعب التفاعلات على مستوى النظام الإيكولوجي) في التوسط في النهاية إيكولوجيا هاما8. ولذلك، هناك حاجة للأساليب التي تتضمن نهجاً أكثر شمولية دون التضحية بالحياة البرية و/أو الفقاريات في المختبر.

نظم نموذجية اللافقاريات، مثل melanogaster المورفولوجية، بديل جذاب لتلبية الحاجة إلى نهج أكثر شمولاً لاختبار السمية. دال-ميلانوجاستير، وضعت أصلاً كنظام نموذجي اللافقاريات للأبحاث الجينية ذات الصلة بالإنسان عن قرن11. ميلانوجاستير دال- الآن يستخدم مكاناً بارزا كبديل فقاريات نموذجي لعدة أسباب: 1) حفظ الجينات والممرات بين البشر؛ و دال-ميلانوجاستير 2) الوقت الجيل قصيرة مقارنة بنماذج الفقاريات؛ 3) رخيصة التكلفة للصيانة؛ 4) تخفيف في توليد العينات كبيرة الحجم؛ و 5) عدد كبير من نقاط النهاية المظهرية وإيكولوجيا-ذات الصلة المتاحة لاختبار11،،من1213،،من1415،16،17 .

عدة مختبرات11،15،16،17،،من1819،،من2021،22، 23 , 24 , 25 تستخدم الآن melanogaster دال- كبديل فقاريات نموذجي لاختبار السمية لفهم آثار التلوث على البشر. ويمكن استخدام الأنواع البرية المحلية من المورفولوجية ، أيضا، كنماذج سمية للحيوانات البرية (والبشر) للرد على إيكولوجيا-، وسلوكيا-، والمسائل المتصلة تقحم على مستويات التنظيم البيولوجي متعددة. استخدام الأنواع ضمن جنس المورفولوجية كنموذج، عدة نقاط النهاية للقياس هي ممكن11،،من1516،،من1819،20 ،،من2122،23،،من2425. In addition، باستخدام نموذج المورفولوجية ، يمكن السميات: 1) أخلاقيا ربط آثار متعددة المستويات البيولوجية للمنظمة؛ 2) إدماج دور العوامل الطارئة والتنمية؛ 3) دراسة نقاط النهاية إيكولوجيا هاما (بالإضافة إلى نقاط هامة طبيا)؛ 4) اختبار الإجهاد متعددة في وقت واحد؛ 5) واختبار طويل الأجل بين الأجيال (مثل التطورية وتخذها) المترتبة على العوامل المسببة للإجهاد. ولذلك، استخدام المورفولوجية كنظام نموذجي تمكن العديد من النهج، لا تقتصر على دراسة النهج الميكانيكية مع سلالات فطري من ميلانوجاستير دال في المختبر.

في هذه الورقة، نقدم أساليب تربية وجمع المورفولوجية للرد على مختلف الأسئلة السمية. وبشكل أكثر تحديداً، يمكننا وصف منهجية 1) تربية المورفولوجية في المتوسط الذي تغلب عليه أسهم مع واحد أو أكثر من الملوثات؛ 2) جمع المورفولوجية في جميع أنحاء التنمية (مثلاً تجول يرقات الطور الثالث والحالات الخوادر وحديثا اكلوسيد الكبار والبالغين ناضجة)؛ و 3) تربية المورفولوجية في المتوسط الملوثة إلى اختبار بين الأجيال وانتقال تخذها، فضلا عن التطوري الآثار المترتبة على التعرض للسمية طويلة الأجل. باستخدام هذا البروتوكول، السابقة الكتاب18،19،20،21،22،،من2324قد ذكرت،25 الآثار الفسيولوجية والجينية والسلوكية المختلفة للتنمية يؤدي التعرض (Pb2 +). ويتيح هذا البروتوكول السميات استخدام نهج أكثر شمولية سمية، هو أمر أساسي لفهم كيف الملوثات عوامل الخطر على البشر والحياة البرية في بيئة ملوثة على نحو متزايد.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

البروتوكول التالي بروتوكول تجريبية المستخدمة في تربية الأنواع في جنس المورفولوجية في المتوسط الملوثة عند الابتلاع عن طريق الفم من السم مناسب؛ أشكال أخرى من التعرض من الممكن استخدام المورفولوجية نموذج11،15،،من1626. وقد الأساليب الموصوفة في هذا البروتوكول السابق وصف هيرش et al. 19 وبيترسون et al. 23 , 24 , 25.

1. إعداد السكان المورفولوجية الأسهم في مختبر البحوث

  1. قم بإعداد حاضنة تسيطر عليها بيئياً (أو غرفة صغيرة) إلى السكان المورفولوجية الأسهم البيت بإعداد الحاضنات لدرجة حرارة ثابتة ودورة الضوء: الظلام، والرطوبة، يعتمد على تفضيلات أنواع الاختبار.
    ملاحظة: يفضل الظروف البيئية سوف تختلف تبعاً للبيئة الأصلية للأنواع المختارة للدراسة. على سبيل المثال، هو الأصلي إلى الصحراء أفريقيا27 melanogaster دال- وعادة ما يحتفظ في 25 درجة مئوية، ودورة الضوء: الظلام 12:12، وحوالي 60% رطوبة16،18،،من1920 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 28 , 29 , 30-من ناحية أخرى، يمتد نطاق مونتانا دال- طوال أكثر من كندا والولايات المتحدة والغرب الأوسط، منطقة أبرد كثيرا؛ ولذلك، عادة يحتفظ دال-مونتانا في 19 – 20 درجة مئوية وفي بعض الأحيان نظاما خفيفة ح 24 لمحاكاة ظروف أثناء موسم التزاوج31. للحصول على وصف أكثر تفصيلاً للنطاقات الجغرافية للأنواع المختلفة من المورفولوجية، انظر موقع "أنماط انتواع" المورفولوجية 32.
  2. الحصول على الأنواع المورفولوجية المفضلة و/أو خط فطري من أي مركز الأوراق المالية (انظر الجدول للمواد)، مختبر أبحاث أخرى عند الطلب، أو جمع البرية والسكان وراثيا متغير من الميدان.
    ملاحظة: الخطوات التالية شرح طرق جمع سكان البرية، وراثيا متغير المورفولوجية للحفاظ على في مختبر أبحاث. تم تعديل هذه الأساليب من ماركو واوغرادي33 و فيرنر ويانيك34 لجمع أوسع تنوع الأنواع في وقت واحد، بدلاً من الأنواع المستهدفة خاصة مع مصدر الطعم واحد.
    1. تجميد نصف دزينة من الموز الناضجة في الثلاجة بين عشية وضحاها وإذابة الثلج قبل تعيين الفخاخ الطعم.
    2. إعداد زجاجات بلاستيكية متعددة 1 – 2 لتر بقطع فتحه على شكل u الجزء الأمامي من الزجاجة للسماح للذباب لالتقاطها في زجاجة الطعم وليس الهروب. كاب زجاجات بلاستيكية بأغطية زجاجة بها حتى الذباب ليس الهروب عبر الأغطية.
    3. إضافة الموز ديفروستيد إلى الجزء السفلي من الزجاجات بحيث الجزء السفلي من الزجاجات تحتوي على حوالي بوصة واحدة من الموز. ضع شريحة من الطماطم الناضجة في الزجاجة. إضافة ملاط خميرة (الخميرة متبقية من عملية صنع البيرة) للموز في الجزء السفلي من الزجاجة حتى أن يحصل الموز نقع في الملاط الخميرة.
    4. إضافة العصي الخشبية (في وضع عمودي رأسي) للزجاجة حتى الذباب الركازة نظيفة الابتعاد عن الملاط الخميرة والموز.
      ويبين الشكل 1 المنتج النهائي لهذه الأساليب.
    5. شنق الطعم الزجاجات في الأشجار بين عشية وضحاها وتحقق كل أسبيراتي الفم 24 h. الذباب من زجاجات وفردي الإناث في قارورة مع المتوسطة لإنشاء خطوط إيزو-أنثى.
      ملاحظة: خطوط متعددة من الإناث يمكن إنشاء، ولكن فقط إذا كان يمكن أن تحدد بوضوح أن الإناث من كل الأنواع. وباﻹضافة إلى ذلك، تشغل مختلف المنافذ الإيكولوجية الذباب داخل جنس المورفولوجية وسوف يكون المتطلبات الغذائية المختلفة تبعاً لتلك المنافذ (فيرنر ويانيك34)؛ انظر فيرنر ويانيك34 لتوصيات الحمية ووصفات الطعام.
    6. دراسة الكبار و1 الذرية تحت مجهر تشريح لتحديد الأنواع التي تم جمعها المورفولوجية (انظر ماركو واوغرادي33 و فيرنر ويانيك34 للمساعدة في تحديد الأنواع المختلفة ).

Figure 1
الشكل 1 : تمثيل تصويرية الفخاخ والطعم المستخدمة في تجميع سكان البرية المورفولوجية في الميدان- (أ) يطير الفخاخ تعيين موقع مجال محلي في ولاية كولورادو. (ب) طريقة عرض توثيق ذبابة الفخاخ مجموعة في هذا الموقع الميداني. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. الحفاظ على الأيزو-الأنثى أو خطوط متعددة من الإناث في حاضنة تسيطر عليها بيئياً أو غرفة بدرجة حرارة ثابتة ودورة الضوء: الظلام والرطوبة. الذباب البيت للقيام بهذا، في قنينات أو الزجاجات في يفضل المتوسطة والسماح جرابيد الإناث وضع البيض في الأجل المتوسط. رصد القنينات لوجود اليرقات والخوادر.
    ملاحظة: الذباب داخل جنس المورفولوجية احتلال منافذ إيكولوجية مختلفة وسيكون لمختلف الاحتياجات الغذائية والبيئية تفضيلات اللاأحيائية تبعاً لتلك المنافذ33،34. ويمكن الاطلاع على التفضيلات البيئية والتوصيات الغذائية (وكذلك تعليمات بشأن تربية ذبابة) الجين وميلر28، شافير وآخرون. 29، ستوكر والشهم30وماركو واوغرادي33و فيرنر ويانيك34. في حالة استخدام الأنواع البرية اشتعلت، يمكن أن تكون محاكاة الظروف البيئية المحلية حتى يمكن التعرف على الأنواع في الحاضنات.
  2. نقل الأرصدة كثيرا إلى متوسطة جديدة، وتجاهل القوارير القديمة، للإبقاء على خطوط صحية وتجنب العدوى من العث.
    ملاحظة: تواتر نقل سيتوقف على دورة حياة الأنواع. على سبيل المثال، نقل melanogaster المورفولوجية كل أسبوعين إلى متوسطة جديدة. لمزيد من المعلومات حول الحفاظ على خطوط في المختبر، راجع راند وآخرون. 16، والجين وميلر28، شافير وآخرون. 29ستوكر والشهم30، غرينسبان35وتعليم العلوم36قاعدة البيانات.

2-الخلفية المورفولوجية في الأجلين المتوسط والملوثة

ملاحظة: إذا كان اختبار المورفولوجية في المختبر لأول مرة أو مع contaminant(s) جديدة، تحديد الجرعة المميتة (انظر كاستانيدا et al. 37 ومآسي et al. 38 للطرق) و LD50 (انظر كاستانيدا et al. 37 وأكينس وآخرون. 39 لأساليب) الأولى. ثم قم بتشغيل على منحنى استجابة لجرعة لتحديد التركيزات البيولوجية ذات الصلة للإخراج المظهرية المطلوب؛ انظر هيرش وآخرون. 19 وتشو وآخرون. 40 للأساليب.

  1. إعداد حلول الأسهم المتوسطة الملوثة في concentration(s) المرجوة، تبعاً لكيمياء الملوث.
    ملاحظة: على سبيل المثال، لإعداد حلول الأسهم لتقوم: إعداد حلول الأسهم المتوسطة خلات الرصاص (PbAc) عن طريق إضافة الملوثات إلى الماء المقطر (dH20) حتى المتوسطة مع ملوث المياه يصل إلى التركيز المطلوب. على سبيل المثال، حل أسهم من 1,000 ميكرومتر تقوم، يمكن إعداد بإضافة PbAc إلى dH20 حتى تصل إلى 1,000 ميكرومتر تقوم. علاوة على ذلك، يؤدي إلى تمييع الحل الأسهم (مثلاً 1,000 الحل تقوم ميكرومتر) إلى التركيز المطلوب (مثل 500 ميكرومتر تقوم) والحفاظ على هذه الحلول كالأسهم، وكذلك.
  2. إعداد متوسطة، المبادئ التوجيهية التالية للشركة المصنعة ليكون بمثابة وسيلة التحكم. إعداد إضافية المتوسطة، المبادئ التوجيهية الشركة المصنعة التالية؛ ومع ذلك، إعداد الملحق حل ملوث dH20.
    ملاحظة: على سبيل المثال، في حالة استخدام فورية المتوسطة المورفولوجية ، إضافة تقريبا ملعقة متوسطة الفورية إلى قنينة بلاستيكية. إضافة حوالي 5 – 5.5 مل dH20 إلى المتوسط. رش الحبوب قليلة من الخميرة الشعبية بيكر حية لإعداد التحكم المتوسطة. إعداد المتوسطة التجريبية، تكملة الحل الأسهم (مثل 500 ميكرومتر تقوم) ل dH20.
  3. نقل التناسل صالحة ناضجة من الذكور والإناث من السكان الأسهم إلى عنصر التحكم والمتوسطة التجريبية.
    ملاحظة: يختلف eclosion بعد انتهاء الوقت للنضج الإنجابية بين الأنواع المورفولوجية 41.
    1. اضغط بلطف قنينة الذباب الأسهم أسفل مع اليد المسيطرة. ضمان أن الذباب الانتقال تلقائياً إلى أسفل القنينة. باليد الأخرى، إزالة غطاء القنينة أثناء التنصت على القنينة ووضع قنينة جديدة من عنصر التحكم أو المتوسطة الملوثة على رأس القنينة مع الذباب. اضغط القنينات معا واعكس لهم، التنصت بلطف، حيث يتم نقل الذباب تلقائياً إلى القنينة جديدة من عنصر التحكم أو المتوسطة الملوثة. بينما لا يزال التنصت على القنينة مع الذباب، كاب القنينة.
    2. كرر مع قنينة أكثر، مع التأكد من توحيد عدد الذباب في كل قنينة.
      ملاحظة: العدد الإجمالي للبالغين تنقل عن طريق نقل واحد أو التخدير سيعتمد على حجم القوارير المستخدمة لتجنب الازدحام.
    3. احتضان البالغين في حالة بيئية قياسية (أي حاضنة) والسماح للكبار رفيقه، وتضع بيضها في الأجل المتوسط ح 24 – 96.
    4. بعد ح 24 – 96، تجاهل الكبار في مشرحة (قارورة مليئة بالزيوت المعدنية، وتوج مع قمع ضيقة) تاركين وراءهم يخصب البيض (التي ستصبح فيما بعد مواضيع تجريبية) ناضجة للاختبار. وضع في قارورة في الحاضنة للسماح للبيض إلى تطوير.
    5. رصد القنينات ليرقات الطور تجول بالبحث عن اليرقات الخارجة من المتوسط.

3-جمع المواضيع التجريبية في مختلف مراحل النمو

ملاحظة: المواضيع التجريبية يمكن جمعها في أي مرحلة إنمائية، توضع في أنابيب مخروطية الشكل 15 مل المبرمج الأعمى، واختبار للتراكم. أساليب لاختبار تراكم الملوثات سيتوقف على الملوث قيد الدراسة. على سبيل المثال، يمكن اختبار التراكم لتقوم باستخدام "إيندوكتيفيليكوبليد البلازما الكتلي" (برنامج المقارنات الدولية-MS)42. وباﻹضافة إلى ذلك، مواضيع تجريبية يمكن جمعها في أي مرحلة من مراحل النمو لفحصها لمجموعة متنوعة من التأثيرات المظهرية من الملوثات. ويبين الشكل 2 دورة الحياة المورفولوجية 43. ويوضح الشكل 3 البروتوكول التجريبي للتعرض ومراحل إنمائية مختلفة لجمع.

Figure 2
الشكل 2 : نظرة عامة تصورية دورة الحياة من ميلانوجاستير دال ( المورفولوجية نموذج النظام الأكثر استخداماً). مراحل دورة الحياة المورفولوجية : 1) بيضة، يرقة 2) أولاً-الطور، اليرقة 3) الثانية-الطور، اليرقة 4)-الطور الثالث، 5) تجول اليرقة الطور الثالث، عذراء 6) العين وعذراء 7) احمرار العين، 8) حديثا اكلوسيد الكبار والكبار 9) الناضجة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3 : نظرة عامة تصورية أساليب لفضح المورفولوجية شفويا إلى متوسط الملوثة في كل من الأبوين (و0) والأجيال اللاحقة (إف1 وما بعدة). (أ) الأساليب للتعرض عن طريق الفم من خلال التنمية في توليد المكشوفة. (ب) أساليب لاختبار نقل الملوثات إلى ذرية (و1 للجيل المنشود). وقد تم تعديل هذا الرقم من بيترسون et al. 24 الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. جمع يرقات الطور الثالث تجول
    1. بدء رصد قنينة عند تشغيل الأضواء في الحاضنة، كما سوف تخرج من المتوسط اليرقات وتتحرك صعودا إلى جانب القنينة داخل ح بعد تشغيل الأضواء في الحاضنة. داخل هذا ح، إزالة يرقات الطور الثالث تتخبط من الجانبين من القنينة بعناية باستخدام عصا خشبية أو الملقط.
      ملاحظة: عدد اليرقات متاح لجمع سيتوقف على عدد البيض تضعه في "2.3.4".
    2. لإزالة الزائدة المتوسطة من اليرقات، وضع اليرقات في كوب صغير مع dH2صب سين dH2س من الكأس ووضع اليرقات على ممسحة مهمة حساسة. استخدام ممسحة مهمة حساسة، بلطف بإزالة dH الزائدة2س من اليرقات.
    3. الحفاظ على السكان تجريبية في حاضنة تسيطر عليها بيئياً.
  2. جمع الكبار حديثا--اكلوسيد
    1. رصد قنينات ل eclosion بمراعاة التلوين الخوادر على طول جانبي قارورة.
      ملاحظة: سوف تغميق الخوادر أثناء التطوير. الوقت الإنمائية، لا سيما من قبل اكلوسيون، يعتمد على الأنواع التي تم اختبارها.
    2. عندما يبدأ الكبار أول اكلس، تفريغ وتجاهل هؤلاء الكبار إلى مشرحة المحتوية على الزيوت المعدنية.
    3. عند تشغيل الأضواء في الحاضنة في صباح اليوم التالي، تفريغ وتجاهل أي البالغين من العمر غير معروف (أو البكارة) التي قد اكلوسيد بين عشية وضحاها أو أثناء مورنينجبيفوري الأضواء على.
    4. في وقت لاحق، تخدير حوالي 4 ح أي الكبار التي ظهرت كبالغين حديثا--اكلوسيد بمسدس2 CO في القنينات. مكان الكبار على صفيحة2 CO تحت مجهر تشريح. الجنس الكبار الجنس بالنظر الامشاط في الأمامية من الذكور وأوفيبوسيتورس من الإناث.
      ملاحظة: يجب جمع melanogaster دال- ضمن ح 6 من اكلوسيون لتجنب التزاوج ولكن الأنواع الأخرى قد تعد التنموية مرات (و ولذلك لا تحتاج إلى جمعها ضمن هذا الإطار الزمني).
    5. الكبار منفصلة على اللوحة2 أول أكسيد الكربون باستخدام عصا خشبية. نقل الكبار في مجموعات جنس معين باستخدام عصا خشبية لتاريخ موجود مسبقاً مطابقة المتوسطة بلطف.
  3. جمع الكبار ناضجة بعد اكلوسيون
    1. السماح للكبار بالبقاء على التعرض اكلوسيون قبل مطابقة متوسطة من مرحلة البيض إلى اكلوسيون بعد انتهاء العمر المطلوب في حاضنة تسيطر عليها بيئياً.
    2. منفردة بنقل الكبار إلى متوسطة مراقبة لمدة 24 ساعة قبل الاختبار للسماح للكبار العريس الزائدة المتوسطة الملوثة خارج أجسادهم.

4-خلفية مواضيع تجريبية لاختبار آثار الأجيال أو التعرض تخذها.

  1. تنشئة جيل الوالدين (الملقب ف0 أو0 و الأجيال)، نقل البالغين من السكان الأسهم للتحكم والمتوسطة التجريبية اتباع الخطوات في "2.1" إلى "2.3" و "3.1" إلى "3.3".
  2. التناسل ناضجة عند البالغين (انظر بيتنيك et al. 41)، إحداها نقل (كما ورد في 2.3.1) قنينة واحدة من الذكور لقنينة جديدة لعنصر التحكم أو المتوسطة التجريبية. منفردة بنقل قنينة واحدة من الإناث إلى القنينة الطازجة التي تحتوي الآن على الذكور. تسمح الكبار إلى رفيقه وتضع البيض في المتوسط 24-96 حاء تفريغ وتجاهل الكبار إلى مشرحة المحتوية على الزيوت المعدنية وإعادة احتضان قنينات للسماح لذرية لتطوير.
  3. كرر الخطوات من 4، 1 من خلال 4.2 اعتماداً على العدد المطلوب من الأجيال.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

بتعريض شفويا المورفولوجية contaminant(s) في جميع أنحاء التنمية، يمكن اختبار مختلف الأسئلة السمية بتعريض المورفولوجية على مختلف مستويات التنظيم البيولوجي. ويعرض هذا القسم الممثل النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام هذا البروتوكول في الورقات المنشورة سابقا23،24. على وجه الخصوص، كان يستخدم هذا البروتوكول تقييم التراكم، والقضاء وتنحية من الرصاص (Pb) داخل الجيل نفسه من التعرض، وعبر الجيل الأول من نسل23؛ ودراسة الآثار المترتبة على تراكم في اختيار رفيقه24.

الجدول 1 و الشكل 4 إظهار الممثل النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام هذا البروتوكول لتحديد تراكم والقضاء من الجريدة الرسمية في كل من و0 والأجيال و1 .

ويبين الجدول 1 النتائج الممثل يدل على تراكم الرصاص عندما يتعرض داخل الجيل (بجرعات مختلفة: 0، 10، 40، 50، 75، 100 و 250 و 500 ميكرومتر تقوم) في العينات التي تم اختبارها في عدة مراحل النمو (تجول اليرقات الطور الثالث، الحالات الخوادر، البالغين حديثا--اكلوسيد، وناضجة من الإناث والذكور) في بيترسون وآخرون. 23 تم جمع العينات في مراحل إنمائية مختلفة، المجمدة في-20 درجة مئوية، وتعامل مع حمض النيتريك، وفوق أكسيد الهيدروجين، واختبار للجريدة الرسمية باستخدام برنامج المقارنات الدولية--مرض التصلب العصبي المتعدد23،42.

الجرعة (تقوم ميكرومتر) يرقة الحالات الخوادر البالغين حديثا--اكلوسيد الإناث البالغات الناضجة الذكور البالغين ناضجة
0 0.009 ± 0.001 0.099 ± 0.02 0.04 ± 0.005 0.069 ± 0.031 0.0015 ± 0.003
10 0.42 ± 0.025 0.46 ± 0.03 0.12 ± 0.009 0.12 ± 0.012 0.056 ± 0، 008
40 7.5 ± 0.67
50 5.2 ± 0.71 2.77 ± 0.30 1.11 ± 0.14
75 14 ± 1.06
100 12 ± 0.95 4.7 ± 0.38 3.36 ± 0.58 1.20 ± 0.63 1.24 ± 0.46
250 89 ± 8.49 25.06 ± 4.72 5.46 ± 0.75
500 271 ± 41.01 334.30 ± 39.43 8.44 ± 0.84 46.50 ± 14.72 14.43 ± 1.83

الجدول 1: يعني Pb الأحمال (نانوغرام/الفرد) اختبار في دال-ميلانوجاستير خلال التنمية بعد التعرض عن طريق الفم للجريدة الرسمية من مرحلة البيض إلى مرحلة اختبار- الخطأ القياسي ± الوسائل (نانوغرام/يطير) يعني سيظهر (n = 8 اليرقة، n = 3 بالغين تمت تربيتها في عنصر التحكم، ن = 3 بالغين تمت تربيتها في الجريدة الرسمية). نوع البرية melanogaster دال- كانت تربى في عنصر التحكم أو المحتوى على الرصاص المتوسطة (0، 10، 40، 50، 75، 100، 250 أو 500 ميكرومتر تقوم) من مرحلة البيض إلى مراحل مختلفة من التنمية. جمع العينات واختبارها لتراكم Pb استخدام برنامج المقارنات الدولية-السيدة42 تم تعديل هذا الجدول من بيترسون وآخرون. 23

في الشكل 4، جيل الوالدين (و0) تعرضت للجريدة الرسمية من مراحل البيض إلى مرحلة البلوغ، وتزاوج في مراقبة متوسطة، وكانت تربى الجيل الأول من ذرية (و1) في التحكم المتوسطة حتى مرحلة البلوغ24. أساليب الكشف عن تراكم الجريدة الرسمية والقضاء كانت مماثلة بيترسون وآخرون. 23-نتائج هذه التجربة تشير إلى أن التعرض للوالدين لا ينتقل إلى الجيل الأول من الأبناء البالغين24. ولذلك، باستخدام هذا البروتوكول، من الممكن لاختبار الاستجابات التكيفية في جداول تطورية مختلفة، فضلا عن آثار تخذها و0 التعرض. تم العثور على نتائج مماثلة في بيترسون وآخرون. 23

Figure 4
4 الرقم: تراكم الرصاص في دال-ميلانوجاستير (A) الآباء (و0) و (ب) وبالاوفست ذرية (و1). إظهار أشرطة في (أ) و (ب) يعني (نانوغرام/الكبار) ±SEM. أحجام العينات المعروضة أعلاه أشرطة في (أ) و (ب). ف = < 0.001. (أ) بالغين0 و تعرضوا شفويا إلى 250 ميكرومتر تقوم باستخدام هذا البروتوكول من مرحلة البيض إلى سن د 5 سن اكلوسيون بعد والتي تم جمعها 6 أيام بعد اكلوسيون (بعد التنقية ح 24) لفحصها لتراكم Pb استخدام برنامج المقارنات الدولية-السيدة42(ب) تم تزاوج و0 الكبار ضمن العلاج في التحكم المتوسطة. ذرية1 و لم يتعرضوا كانت تربى في المتوسط التحكم من مرحلة البيض إلى مرحلة البلوغ (باستخدام هذا البروتوكول) واختبارها لتراكم Pb استخدام برنامج المقارنات الدولية--مرض التصلب العصبي المتعدد. في (ب): تربى الكبار1 و "CF + سم"= مع الآباء والأمهات في التحكم المتوسطة، "CF + PbM" =1 و الكبار مع الآباء تربى في استخدام الرصاص المتوسطة، "PbF + سم" =1 و الكبار مع أمهات تربى في استخدام الرصاص المتوسطة، "PbF + PbM" = F1 تربى الكبار مع الآباء والأمهات في المتوسط الذي يحتوي على الرصاص. وقد تم تعديل هذا الرقم من بيترسون et al. 24 الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم- 

النتائج المعروضة في الجدول 1 و الشكل 4 يشير إلى أن سهولة المورفولوجية يتراكم في الجريدة الرسمية في جرعات مختلفة ومراحل النمو التطوري جداول باستخدام هذا البروتوكول. لذلك، يشير هذا إلى الفعالية البروتوكول في فضح melanogaster دال على ملوث الفم.

في الشكل 5، كان يستخدمها البروتوكول الموصوفة هنا بيترسون et al. 24 لاختبار آثار إنمائية Pb التعرض على تفضيل رفيقه. المواضيع التجريبية كانت تربى من مرحلة البيض إلى مرحلة البلوغ في عنصر التحكم أو المحتوى على الرصاص المتوسطة من مرحلة البيض إلى مرحلة البلوغ واختبارها لتفضيل رفيقه بعد 24 ساعة التنقية. بيترسون وآخرون. 24 وجدت أن الإناث المعرضة للجريدة الرسمية تزاوج تفضيلي مع الذكور المعرضة للجريدة الرسمية عند إعطاء الخيار لعنصر التحكم أو الذكور المعرضة للجريدة الرسمية. هذه النتائج مثال ممثل واحد لتنفيذ البروتوكول دراسة الإخراج المظهرية.

Figure 5
5 الرقم: تفضيل رفيقه في الذكور والإناث اللواتي تعرضن إلى 250 ميكرومتر المرحلة تقوم من البيض إلى مرحلة البلوغ. أشرطة في (أ)، (ب)، و (ج) إظهار متوسط النسبة المئوية (%) التزاوج النجاح (في 60 دقيقة) ± sem. * * * ف = < 0.001. * ف = < 0.05. المواضيع التجريبية في (A) و (ب) و (ج) تعرضوا لعنصر التحكم أو المحتوى على الرصاص المتوسطة (250 ميكرون تقوم) من مراحل البيض إلى أن تنضج مرحلة البلوغ واختبارها للاختلافات في اختيار رفيقه. (أ) تفضيل الإناث أما الذكور تربى التحكم أو الجريدة الرسمية (أي اثنين-اختيار الاختبار). كانت أحجام العينة: N = 126 الإناث تربى التحكم و 137 من الإناث تمت تربيتها في الجريدة الرسمية. (ب) تفضيل الذكور للإناث التي تربى التحكم والجريدة الرسمية (أي اثنين-اختيار الاختبار). كانت أحجام العينات: N = 59 من الذكور التي تمت تربيتها في التحكم و N = 64 الذكور التي تمت تربيتها في الجريدة الرسمية. (ج) رفيقه الأفضلية في كل من الذكور والإناث عندما يقترن منفردة مع شريك واحد أما التعرض (أي لا اختيار الاختبارات). في (ج): "CF + سم" = واحد أنثى تربيتها التحكم يقترن ذكر تمت تربيتها في عنصر تحكم واحد (N = أزواج 85)، "CF + PbM" = واحد أنثى تربيتها التحكم المقترنة مع أحد الذكور التي تمت تربيتها في الجريدة الرسمية (N = أزواج 79)، "PbF + سم" = واحد أنثى تربيتها Pb يقترن ذكر تمت تربيتها في عنصر تحكم واحد (ن = أزواج 91)، "PbF + PbM "= أنثى واحدة تربى Pb + أحد الذكور التي تمت تربيتها في الجريدة الرسمية (N = أزواج 98). وقد تم تعديل هذا الرقم من بيترسون et al. 24- الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

تم إنشاء melanogaster المورفولوجية كنموذج قوي لمجموعة من العمليات البيولوجية بسبب حفظ واسعة النطاق للجينات والممرات بين13، ميلانوجاستير د والبشر14. وبرز المورفولوجية لنفس الأسباب فإن نموذج قوي للعلوم الطبية، نظام نموذج مناسب لدراسة تأثير التلوث البشرية المنشأ على طائفة من نهايات سمية. تستخدم عدة مختبرات بنجاح melanogaster دال- كنظام نموذجي لدراسة مجموعة من المركبات، بما في ذلك المعادن الثقيلة11،،من1618–25،37 ،،من3839،40،،من4445،46من الإيثانول، جسيمات نانوية26،47، مبيدات الآفات48 ، والمذيبات49. وعلى الرغم من الجهود التي بذلت مؤخرا استخدام المورفولوجية كنموذج علم السموم، استخدامه كنظام نموذجي للإجابة على الأسئلة السمية لا حصر لها لا تزال في مهدها. ومع ذلك، نظراً لاستخدام واسع النطاق كنموذج لنهايات سلسلة التفاعل المتصلة طبيا، وكذلك استخدامها في إيكولوجيا50 والدراسات التطورية17، إمكاناته كنظام نموذجي سمية هائلة.

نقدم هنا، أساليب لتربية الأنواع المختلفة داخل جنس المورفولوجية في المتوسط ملوثة لاختبار مختلف نهايات سمية. على الرغم من أن أشكال أخرى من التعرض الممكن استخدام المورفولوجية كنموذج (مثل الاستنشاق والتعرض عن طريق الجلد)، يركز هذا البروتوكول على استهلاك الملوثات عن طريق الفم هو أمر ضروري للملوثات التي ستكون بطبيعة الحال (بلعها مثل من خلال السلسلة الغذائية). وتتسع هذه الأساليب استخدام متعددة الأنواع المورفولوجية والملوثات. يمكن أيضا جمعت في الميدان السكان البرية، وراثيا متغير من المورفولوجية وصيانتها في مختبر أبحاث. هناك العديد من الخيارات من الفخاخ والطعم يمكن استخدامها، استناداً إلى التفضيلات الغذائية الأنواع؛ لأدلة ميدانية في مجموعة الحقل، راجع ماركو واوغرادي33 و فيرنر ويانيك34. وباﻹضافة إلى ذلك، الأساليب يمكن تغيير لتحديد تأثير التعرض الإنمائية في مختلف الفترات الحرجة التنموية ويسمح للتجارب بين الأجيال الطويلة الأجل من التعرض للملوثات.

وتشمل الخطوات الحاسمة من هذه الأساليب: (1) المحافظة على ذبابة الأرصدة الخاضعة لسيطرة بيئياً ظروف، (2) تجنب اكتظاظ السكان يطير و (3) إضعاف الملوث الاختبار وفقا لخصائصه الكيميائية (4) اختيار ذات الصلة ببيولوجيا تركيزات الملوث الاختبار. الاحتفاظ بالمخزون في حاضنات ينظم بيئياً (أو غرفة صغيرة) يضمن أن تغيرات إضافية في ظروف بيئية لا يتيه النتائج. وباﻹضافة إلى ذلك، التغيرات الموسمية في السلوك قد وجد سابقا51 وإدخال العديد من الأنواع المورفولوجية ديبوس خلال فصل الشتاء52. ثانيا، اليرقات الازدحام يمكن أن الآثار طويلة الأمد للتنمية30و حجم الجسم البالغين30وطول العمر53. وباﻹضافة إلى ذلك، تمييع الملوث خطوة ضرورية لضمان أن الملوث متاحة بيولوجيا المورفولوجية لتراكم المادة الملوثة. على سبيل المثال، يحل تقوم في dH2س23،24،25، بينما مواد كيميائية أخرى قد تحتاج إلى حل في المياه المالحة أو الإيثانول. اختيار التركيزات البيولوجية ذات الصلة من المادة الملوثة يمكن أن يؤثر على اتجاه النتائج؛ على سبيل المثال، زيادة جرعات منخفضة لتقوم الإناث رقم يعني التزاوج مع الذكور (في غضون 20 دقيقة)، بينما جرعات أعلى وتبين حدوث انخفاض كبير في عدد الإناث التزاوج19يعني. تحديد التركيزات ذات الصلة ببيولوجيا الملوث الاختبار، ينبغي أن تنظر القراء تشغيل إجراء دراسات أولية لتحديد الجرعة المميتة و LD50 لتحديد الجرعات المناسبة لأداء منحنى استجابة لجرعة. عن طريق إجراء منحنى استجابة لجرعة لاختبار مجموعة من تركيزات في نقطة معينة، يمكن تحديد القراء الجرعات التي أما "مفيدة" أو "خطرة" للأفراد أو السكان لإجراء المزيد من التجارب.

هذا البروتوكول يوفر سبيلاً لتحديد: 1) التفاعل بين مستويات بيولوجية متعددة للمنظمة على اللياقة البدنية ونهايات سمية؛ 2) دور العوامل الإنمائية والناشئة؛ 3) نقاط النهاية الإيكولوجية الهامة؛ 4) نقاط النهاية طبيا الهامة؛ 5) الضغوطات متعددة كيف تتفاعل لتحقيق النتائج؛ و 6) أثر التعرض الطويل الأمد الذي يتخطى الأجيال. لتوضيح فعالية هذا البروتوكول، قدمت أدلة تشير إلى أن الأفراد المعرضين في جميع أنحاء تطوير تتراكم Pb (الجدول 1)23،24. وبالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج الممثل أنه يمكن استخدام هذا البروتوكول لاختبار الآثار المترتبة على التعرض في النهاية إيكولوجيا هاما (مثلاً.، أثر التعرض Pb التنموية في اختيار رفيقه24). الآخرين بالإضافة إلى ذلك، اختبرت آثار الملوثات على مستويات التنظيم البيولوجي متعددة (بما في ذلك21من الفسيولوجية18،، الوراثية20،22 والمظهرية مستويات19 , 23 , 24 , 25)، نقاط النهاية الهامة طبيا18،20،21،،من2223، وطويلة الأجل آثار الأجيال23،24 ،،من2554. وبالإضافة إلى ذلك، تشير البيانات الأولية إلى أن يدفع الإنمائية Pb التعرض تخذها آثار جينية على الخصوبة في melanogaster دال-54. قيداً هاما من هذا البروتوكول أن استخدام هذا البروتوكول مع المورفولوجية في مهدها. ولذلك، هناك منشورات محدودة18،19،20،21،،من2223،24،25 لمواجهة احتمال البروتوكول للإجابة على أسئلة إضافية السمية، مثل دور التنمية والعوامل الطارئة والنهاية إيكولوجيا هامة إضافية وضغوطات متعددة والتطوري الآثار المترتبة على التعرض.

باستخدام هذا البروتوكول، يمكن للقراء اختبار الملوثات التي يتم بلعها بطبيعة الحال استخدام الأساليب البيولوجية ذات الصلة. تغذية السائل المستمر، وضعتها سواريس وآخرون. 55 نهج بديل للابتلاع عن طريق الفم، خاصة بالنسبة للتعرض لمبيدات الآفات. تغذية السائل المستمر غير ملائمة لابتلاع الكبار من الملوثات السائلة ولا تنطبق على الملوثات التي قد يكون فيها الأفراد eclosion قبل عرضه. وهذا مهم بشكل خاص نظراً لاحتمال الفترات الحرجة في التنمية للتعرض. وقد أظهرت الدراسات السابقة فترة حرجة للجريدة الرسمية التعرض23. ولذلك، ينبغي أن تتعرض المورفولوجية طوال التنمية لتجنب القضاء النشطة المحتملة للملوثات المورفولوجية قبل اختبار حتى يمكن تحديد الفترات الحرجة.

وباختصار، لقد قدمنا بروتوكولا لفضح شفويا المورفولوجية للملوثات. باستخدام هذا البروتوكول، ونموذج النظام، يمكن أن تحول السميات نحو النهج الأخلاقية وغير الغازية للتجارب الحيوانية بينما في نفس الوقت تتضمن نهجاً أكثر شمولية لفهم تأثير الملوثات8.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgments

أيد هذا المنشور بمنحه من وزارة التعليم (العلاقات العامة جائزة #P031C160025-17، وعنوان المشروع: ج 84.031) إلى مجتمعات جامعة ولاية كولورادو-بويبلو (CSU-بويبلو) "وقف نشاط بناء" مشاركة (ج-قاعدة). ونحن نشكر "الحيوان الحالي" ونشرت السفير لتوفير الحق في استخدام النتائج ممثلة في الورقات السابقة، فضلا عن المحررين من جوف على إتاحة لنا الفرصة لنشر هذا البروتوكول. ونود أيضا أن نشكر ج-قاعدة "البرنامج"، الدكتور برايان فاندن Heuvel (ج-قاعدة وقسم علم الأحياء، والاتحاد الاجتماعي المسيحي-بويبلو)، وقسم "البيولوجيا" الاتحاد الاجتماعي المسيحي-بويبلو، غرازيانو توماس، والدكتور برنارد بوسيدينتي (قسم البيولوجيا، كلية سكيدمور)، والدكتورة كلير آريان راموس (قسم علم الأحياء، جامعة ولاية كولورادو-بويبلو) للدعم والمساعدة.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Carolina Biological Instant Drosophila Medium Formula 4-24 Carolina Biological 173204
Drosophila vials, Narrow (PS), Polystyrene, Superbulk, 1000 vials/unit Genessee Scientific 32-116SB Used to store flies
Flugs Closures for vials and bottles, Narrow plastic vials Genessee Scientific 49-102 Used to store flies
Cardboard trays, trays only, narrow Genessee Scientific 32-124 Used to organize populations of flies
Cardboard trays, dividers only, narrow Genessee Scientific 32-126 Used to organize populations of flies
Thermo Scientific Nalgene Square Wide-Mouth HDPE Bottles with Closure Fischer Scientific 03-312D Useful for storage of contaminants
Thermo Scientific Nalgene Color-Coded LDPE Wash Bottles Fischer Scientific 03-409-17C Useful for storage of contaminants
Eppendorf Repeater M4 Manual Handheld Pipette Dispenser Fischer Scientific 14-287-150 Used to prepare medium
Combitips Advanced Pipetter Tips - Standard, Eppendorf Quality Tips Fischer Scientific 13-683-708 Used to prepare medium
Flypad, Standard Size (8.1 X 11.6cm) Genessee Scientific 59-114 Used to anesthetize flies
Flystuff foot valve Genessee Scientific 59-121 Used to anesthetize flies
Tubing, green (1 continguous foot/unit) Genessee Scientific 59-124G Used to anesthetize flies
Mineral Oil, Light, White, High Purity Grade, 500 mL HDPE Bottle VWR 97064-130 Used to make a morgue
Glass Erlenmeyer Flask Set - 3 Sizes - 50, 150 and 250ml, Karter Scientific 214U2 Walmart Not applicable Used to make a morgue
BGSET5 Glass Beaker Set Of 5 Walmart
Inbred or wildtype line of Drosophila Bloomington Drosophila Stock Center at Indiana University https://bdsc.indiana.edu
Wild popultions of Drosophila UC San Diego Drosophila Stock Center https://stockcenter.ucsd.edu/info/welcome.php

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Postel, S. Defusing the Toxics Threat: Controlling Pesticides and Industrial Waste. , Worldwatch Institute. Washington, DC. (1987).
  2. Vitousek, P. M., Mooney, H. A., Lubchenco, J., Melillo, J. M. Human domination of earth's ecosystems. Science. 277, 494-499 (1997).
  3. United Nations Environment Program (UNEP). Saving Our Planet: Challenges and Hopes. , UNEP. Nairobi. (1992).
  4. Hansen, L. J., Johnson, M. L. Conservation and toxicology: Integrating the disciplines. Conservation Biology. 13, 1225-1227 (1999).
  5. Johnston, E. L., Mayer-Pinto, M., Crowe, T. P. REVIEW: Chemical contaminant effects on marine ecosystem functioning. Journal of Applied Ecology. 52, 140-149 (2015).
  6. Dell'Omo, G. Behavioral ecotoxicology. , John Wiley & Sons, LTD. West. Sussex, UK. (2002).
  7. Clotfelter, E. D., Bell, A. M., Levering, K. R. The role of animal behaviour in the study of endocrine-disrupting chemicals. Animal Behaviour. 68, 665-676 (2004).
  8. Peterson, E. K., Buchwalter, D. B., Kerby, J. L., LeFauve, M. K., Varian-Ramos, C. W., Swaddle, J. P. Integrative behavioral ecotoxicology: bringing together fields to establish new insight to behavioral ecology, toxicology, and conservation. Current Zoology. 63, 185-194 (2017).
  9. Scott, G. R., Sloman, K. A. The effects of environmental pollutants on complex fish behaviour: Integrating behavioural and physiological indicators of toxicity. Aquatic Toxicology. 68, 369-392 (2004).
  10. Zala, S. M., Penn, D. J. Abnormal behaviors induced by chemical pollution: A review of the evidence and new challenges. Animal Behaviour. 68, 649-664 (2004).
  11. Abolaji, A. O., Kamdem, J. P., Farombi, E. O., Rocha, J. B. T. Drosophila melanogaster as a promising model organism in toxicological studies. Archives of Basic & Applied Medicine. 1, 33-38 (2013).
  12. Jennings, B. H. Drosophila-a versatile model in biology and medicine. Materials Today. 14, 190-195 (2011).
  13. Pandey, U. B., Nichols, C. D. Human disease models in Drosophila melanogaster and the role of the fly in therapeutic drug discovery. Pharmacology Reviews. 63, 411-436 (2011).
  14. Rubin, G. M., et al. Comparative genomics of the eukaryotes. Science. 287, 2204-2215 (2000).
  15. Rand, M. D. Drosophotoxicology: The growing potential for Drosophila in neurotoxicology. Neurotoxicol Teratol. 32, 74 (2010).
  16. Rand, M. D., Montgomery, S. L., Prince, L., Vorojeikina, D. Developmental toxicity assays using the Drosophila model. Current Protocols in Toxicology. 59, 1.12.1-1.12.20 (2015).
  17. Burke, M. K., Rose, M. R. Experimental evolution with Drosophila. American Journal of Physiology: Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 296, R1847-R1854 (2009).
  18. He, T., Hirsch, H. V. B., Ruden, D. M., Lnenicka, G. A. Chronic lead exposure alters presynaptic calcium regulation and synaptic facilitation in Drosophila larvae. NeuroToxicology. 30, 777-784 (2009).
  19. Hirsch, H. V., et al. Behavioral effects of chronic exposure to low levels of lead in Drosophila melanogaster. NeuroToxicology. 24, 435-442 (2003).
  20. Hirsch, H. V. B., et al. Variations at a quantitative trait locus (QTL) affect development of behavior in lead-exposed Drosophila melanogaster. NeuroToxicology. 30, 305-311 (2009).
  21. Morley, E. J., Hirsch, H. V. B., Hollocher, K., Lnenicka, G. A. Effects of chronic lead exposure on the neuromuscular junction in Drosophila larvae. NeuroToxicology. 24, 35-41 (2003).
  22. Ruden, D. M., et al. Genetical toxicologenomics in Drosophila identifies master- modulatory loci that are regulated by developmental exposure to lead. NeuroToxicology. 30, 898-914 (2009).
  23. Peterson, E. K., et al. Accumulation, elimination, sequestration, and genetic variation of lead (Pb2+) loads within and between generations of Drosophila melanogaster. Chemosphere. 181, 368-375 (2017).
  24. Peterson, E. K., et al. Asymmetrical positive assortative mating induced by developmental lead (Pb2+) exposure in a model system, Drosophila melanogaster. Current Zoology. 63, 195-203 (2017).
  25. Peterson, E. K. Consequences of developmental lead (Pb2+) exposure on reproductive strategies in Drosophila. , University at Albany-State University of New York. Dissertation (2016).
  26. Chifiriuc, M. C., Ratiu, A. C., Popa, M., Ecovolu, A. A. Drosophotoxicology: An emerging research area for assessing nanoparticles interaction with living organisms. International Journal of Molecular Sciences. 17, 36 (2016).
  27. Lachaise, D., Cariou, M. L., David, J. R., Lemeunier, F., Tsacas, L., Ashburner, M. Historical biogeography of the Drosophila melanogaster species subgroup. Evolutionary Biology. 22, 159-225 (1988).
  28. Elgin, C. R., Miller, D. W. Mass rearing of flies and mass production and harvesting of embryos. The Genetics and Biology of Drosophila. Ashburner, M., Wright, T. R. F. 2a, 112-121 (1978).
  29. Shaffer, C. D., Wuller, J. M., Elgin, C. R. Chapter 5: Raising large quantities of Drosophila for biochemical experiments. Methods in Cell Biology. 44, 99-108 (1994).
  30. Stocker, H., Gallant, P. Getting started: an overview on raising and handling Drosophila. Methods in Molecular Biology. 420, 27-44 (2008).
  31. Jennings, J. H., Etges, W. J., Schmitt, T., Hoikkala, A. Cuticular hydrocarbons of Drosophila montana: geographic variation, sexual dimorphism and potential roles as pheromones. Journal of Insect Physiology. 61, 16-24 (2014).
  32. Drosophila Speciation Patterns. , http://www.drosophila-speciation-patterns.com/rangemaps.html. (2018).
  33. Markow, T. A., O'Grady, P. M. Drosophila: A Guide to Species Identification and Use. , Academic Press. London. (2005).
  34. Werner, T., Jaenike, J. Drosopholids of the midwest and northeast. , River Campus Libraries, University of Rochester. Rochester NY. (2017).
  35. Greenspan, R. J. The basics of doing a cross. Fly Pushing: The theory and practice of Drosophila genetics. , 2nd, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor. New York. 3-24 (1997).
  36. JoVE Science Education Database. . Biology I: yeast, Drosophila and C. elegans. Drosophila Maintenance. , JoVE. Cambridge, MA. (2018).
  37. Castañeda, P. L., Muñoz, G. L. E., Durán, D. A., Heres, P. M. E., Dueñas, G. I. E. LD50 in Drosophila melanogaster. fed on lead nitrate and lead acetate. Drosophila Information Service. 84, 44-48 (2001).
  38. Massie, H. R., Aiello, V. R., Whitney, S. J. P. Lead accumulation during aging of Drosophila and effect of dietary lead on life span. Age. 15, 47-49 (1992).
  39. Akins, J. M., Schroeder, J. A., Brower, D. L., Aposhian, H. V. Evaluation of Drosophila melanogaster as an alternative animal for studying the neurotoxicity of heavy metals. BioMetals. 5, 111-120 (1992).
  40. Zhou, S., et al. The genetic basis for variation in sensitivity to lead toxicity in Drosophila melanogaster. Environmental Health Perspectives. 124, 1062-1070 (2016).
  41. Pitnick, S., Markow, T. A., Spicer, G. S. Delayed male maturity is a cost of producing large sperm in Drosophila. Proceedings of National Academy of Sciences USA. 92, 10614-10618 (1995).
  42. Beauchemin, D. Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry. Analytical Chemistry. 82, 4786-4810 (2010).
  43. Tyler, M. S. Development of the fruit fly Drosophila melanogaster. Developmental Biology, a Guide for Experimental Study. Tyler, M. S. , 2nd, Sinauer Associates Inc. Sunderland, MA, USA. 8-27 (2000).
  44. Ortiz, J. G., Opoka, R., Kane, D., Cartwright, I. L. Investigating arsenic susceptibility from a genetic perspective in Drosophila reveals a key role for glutathione synthetase. Toxicological Sciences. 107, 416-426 (2009).
  45. Bonilla, E., Contreras, R., Medina-Leendertz, S., Mora, M., Villalobos, V., Bravo, Y. Minocycline increases the life span and motor activity and decreases lipid peroxidation in manganese treated Drosophila melanogaster. Toxicology. 294, 50-53 (2012).
  46. Guarnieri, D. J., Heberlein, U. Drosophila melanogaster, a genetic model system for alcohol research. International Review of Neurobiology. 54, 199-228 (2003).
  47. Posgai, R., Cipolla-McCulloch, C. B., Murphy, K. R., Hussain, S. M., Rowe, J. J., Nielsen, M. G. Differential toxicity of silver and titanium dioxide nanoparticles on Drosophila melanogaster development, reproductive effort, and viability: size, coatings and antioxidants matter. Chemosphere. 85, 34-42 (2011).
  48. Gupta, S. C., et al. Adverse effect of organophosphate compounds, dichlorvos and chlorpyrifos in the reproductive tissues of transgenic Drosophila melanogaster: 70kDa heat shock protein as a marker of cellular damage. Toxicology. 238, 1-14 (2007).
  49. Wasserkort, R., Koller, T. Screening toxic effects of volatile organic compounds using Drosophila melanogaster. Journal of Applied Toxicology. 17, 119-125 (1997).
  50. Markow, T. A., O'Grady, P. O. Reproductive ecology of Drosophila. Functional Ecology. 22, 747-759 (2008).
  51. Dev, K., Chahal, J., Parkash, R. Seasonal variations in the mating-related traits of Drosophila melanogaster. Journal of Ethology. 31, 165-174 (2013).
  52. Salminen, T. S., Vesala, L., Laiho, A., Merisalo, M., Hoikkala, A., Kankare, M. Seasonal gene expression kinetics between diapause phases in Drosophila virilus group species and overwintering differences between diapausing and non-diapausing females. Nature Scientific Reports. 5, 11197 (2015).
  53. Miller, R. S., Thomas, J. L. The effects of larval crowding and body size on the longevity of adult Drosophila melanogaster. Ecology. 39, 118-125 (1958).
  54. Peterson, E. K., Ghiradella, H., Possidente, B., Hirsch, H. Transgenerational epigenetic effects of lead exposure on behavior in Drosophila melanogaster. Abstracts of the IBANGS Genes, Brain and Behavior Meeting, May 16-19, 2012, Boulder, CO, 11, Genes, Brain & Behavior 492-493 (2012).
  55. Soares, J. J., et al. Continuous liquid feeding: New method to study pesticides toxicity in Drosophila melanogaster. Analytical Biochemistry. 537, 60-62 (2017).

Tags

البيولوجيا 137 قضية، علم السموم، والسمية الإيكولوجية، والسمية الإيكولوجية السلوكية التكاملية، الخصائص الناشئة، الناشئة، خصائص الثالثة تجول اليرقات الطور، الخوادر، اكلوسيون، بين الأجيال، تخذها
بروتوكول تجريبي لاستخدام <em>المورفولوجية</em> كنظام نموذجي اللافقاريات لاختبار السمية في المختبر
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Peterson, E. K., Long, H. E.… More

Peterson, E. K., Long, H. E. Experimental Protocol for Using Drosophila As an Invertebrate Model System for Toxicity Testing in the Laboratory. J. Vis. Exp. (137), e57450, doi:10.3791/57450 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter