Foraging Протокол Путь длиной для

Neuroscience

Your institution must subscribe to JoVE's Neuroscience section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.

If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.

 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Anreiter, I., Vasquez, O. E., Allen, A. M., Sokolowski, M. B. Foraging Path-length Protocol for Drosophila melanogaster Larvae. J. Vis. Exp. (110), e53980, doi:10.3791/53980 (2016).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

MELANOGASTER личиночной путь длиной фенотип Drosophila является установленным мерой , используемой для изучения генетических и экологических вклад в поведенческие изменения. Личиночной анализ длины пути был разработан для измерения индивидуальных различий в поведении поиска пищи , которые впоследствии были связаны с нагула гена. Личинки путь длиной является забиваются легко черта, которая облегчает сбор больших размеров выборки, при минимальных затратах, для генетических экранов. Здесь мы приводим подробное описание текущего протокола для личиночной анализа длины пути, впервые примененный Соколовского. Протокол подробно описано, как воспроизводимое обработки тестовых животных, выполняют поведенческий анализ и анализ данных. Пример того, как анализ может быть использован для измерения поведенческой пластичностью в ответ на изменения окружающей среды, путем манипулирования подачей среды перед выполнением анализа, также предусмотрено. И, наконец, соответствующий дизайн испытаний, а также факторы окружающей среды, которые могут изменитьличиночной путь длины, такие как качество продуктов питания, возраста и развития дневных эффектов обсуждаются.

Introduction

С момента открытия белого гена в лаборатории Томаса Ханта Моргана в 1910 году плодовая мушка, дрозофилы (дрозофилы), был использован в качестве модели для изучения молекулярных и физиологических основ различных биологических процессов. Популярность D. MELANOGASTER во многом связано с большим количеством и разнообразием генетических инструментов. маленький размер дрозофилы, в относительной легкости в обращении и короткое время поколения делают ее идеальной моделью для генетических исследований. Не менее важным является потенциал дрозофилы, чтобы продемонстрировать многие из фенотипов , выраженных более сложных организмов , включая млекопитающих. Это включает в себя сложные фенотипы, такие как поведение, которые стоят на границе раздела между организмом и окружающей средой. Как таковые, поведенческие исследования дрозофилы внесли существенный вклад в наше понимание того, как гены и окружающая среда опосредуют поведение1.

Одним из первых исследований Д. MELANOGASTER личиночной поведение исследованы индивидуальные различия в личиночной стратегиях поиска пищи путем измерения длины путей личинок 2 во время кормления. Путь длины определялась как общее расстояние, пройденное одной личинкой на дрожжах, в течение пяти минут. Оба лабораторных штаммов и мух из природной популяции в Торонто варьировалась в их нагула поведения и был генетический компонент индивидуальных различий в пути длины. Два личиночные нагула морфы были описаны из распределений количественных путь длины, и они были названы ровер и няню. Роверы демонстрируют более длинные длины путей во время прохождения большей площади в то время как на подложке пищи, чем натурщиков. Используя этот путь длины анализа, де Бель и др. 3 сопоставляются нагула (для) ген , лежащий в основе этих индивидуальных различий в поведении в дискретном месте на chromosome- 2 (24A3-24C5). D. мelanogaster для гена позже была клонирована 4 и показал быть цГМФ зависимой протеинкиназы 5, модулятор физиологии и поведения у дрозофилы и других организмов 6.

Здесь мы приводим текущий протокол для личиночной анализа длины пути , изначально разработанной в Соколовского 2. Хотя некоторые аспекты анализа изменились за эти годы, концепция лежит в основе дизайна не имеет. Мы также предоставляем данные, иллюстрирующие потенциал Пробирной для оценки генетических и экологических вклад в индивидуальные различия в поведении нагула личинок дрозофилы. Личиночной анализ пути длины является простым, эффективным, и тем не менее надежный. Один человек может проверить до 500 личинок с легкостью через четыре часа и результаты могут быть получены с высоким уровнем воспроизводимости. Изначально разработанный для локализации для, его можно использовать в генетических экраны, количественного картирования локуса признаков, а также в исследованияхгена-по-среде (GXE) взаимодействий. Кроме того, его простота и воспроизводимости делают его отличным ресурсом для Вузовский.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Подготовьте виноградные листы и удерживания бутылок для сбора личинок

  1. Для того, чтобы удерживающие бутылки, вырезать отверстия в одну сторону 6 унций бутылки муха культуры, достаточно большой , чтобы соответствовать муху флакон штекер для подачи воздуха (рис. 1D).
  2. Для того, чтобы винограда пластины, готовят 250 мл виноградного сока среды (1,8% агар, 45% виноградного сока, 2,5% уксусной кислоты, 2,5% этанола) при кипячении агар, виноградный сок и большую часть воды, охлаждают до 70 ° С ( перемешиваться при охлаждении), а затем добавить уксусную кислоту и этанол, и довести до нужного объема водой.
  3. Используйте шприц (без иглы) , чтобы заполнить 35 х 10 мм чашки Петри крышки , пока поверхность виноградного сока среды не делает купол над кромкой крышки (рис. 1А).
  4. Магазин винограда пластины во влажном и герметичном контейнере при температуре 4 ° С до использования (до максимум 2 недели).

2. Приготовление еды Плиты

  1. Подготовьте стандартный рецепт лету пищи.
    Примечание: ТEST эффекты качества выращивания продуктов питания на пути длины мы использовали низкое содержание питательных веществ летучую пищи: 10% сахарозы, 1,3% агара, 0,8% натриевого тартрата калия, 0,1% первичный кислый фосфат кали, 0,05% хлорида натрия, 0,05% хлорида кальция, 0,05% хлорида магния, 0,05% сульфат железа, 5% дрожжей и 0,5% пропионовой кислоты в воде; и высокое содержание питательных веществ муха пища: 1,5% сахарозы, 1,4% агара, 3% глюкозы, 1,5% кукурузной муки, 1% зародышей пшеницы, 1% соевой муки, 3% патоки, 3,5% дрожжей, 0,5% пропионовой кислоты, 0,2% Tegosept и 1 % этанола в воде. Для обоих продуктов автоклава решение и охладить до 50 ° С перед добавлением пропионовой кислоты, Tegosept и этанол.
  2. Налейте 40 мл летучей пищи в 100 х 15 мм чашки Петри.
  3. Продовольственный магазин пластины во влажном и герметичном контейнере при температуре 4 ° С до использования (до максимум 2 недели).

3. Приготовьте листы Test

  1. Приготовьте 58 х 25 см, толщиной 6 мм черные плексигласа пластины с 10, 1 мм глубиной круговых скважин, 10 см в диаметре и расположены в 2 х 5 днейESIGN (рис. 1С) , чтобы проверить личинок.
    Примечание: до 30 личинок могут быть проверены в то время, если 3 или более из вышеуказанных Plexiglas пластин доступны. В качестве альтернативы, личинки могут быть испытаны в чашки Петри, 10 см в диаметре. Этот вариант является гораздо более трудоемким и позволяет меньшим количеством личинок для тестирования.
  2. Получить черный 39 х 8 см, толщиной 6 мм из плексигласа разбрасыватель для распространения дрожжевой пасты на тестовых пластинах из оргстекла.
  3. Подготовьте 100 х 15 мм чашки Петри крышки для записи личиночной длины путей путем отделения крышки от днища заранее.

4. Настройка Родительского групп населения

  1. Держите условия выращивания постоянной на протяжении всего анализа (например, 25 ° С , влажность воздуха 60% и 12:12 свет: темнота на стандартной летучей пищи).
  2. Повышение родительского населения в тех же условиях выращивания.
  3. Соберите 100 - 150 самок и 50 - 75 мужчин и возраст их в течение 5 ± 1 дней для оптимального плодовитости.
  4. Разрешить пemales и самцы спариваться в течение ночи в 6 унций летучей культуры бутылки со стандартной зольной пищи.
  5. Передача летит в бутылку холдинга и обеспечить виноградный пластину (небольшое количество свежих дрожжей пасты на виноградной пластины будет способствовать яйценоскость;. Фиг.1В) над верхней частью с клейкой лентой (. Рис 1E).
  6. Оставьте бутылки , стоящие вверх ногами (рис. 1F), с виноградным пластиной в нижней части, чтобы позволить взрослым откладывают яйца на тарелке винограда.
  7. Выбросьте первый виноградный пластину через 24 часа и поместите новый виноградный пластину в бутылке холдинга. Это будет виноград пластины, из которых личинки собираются на следующий день.
    Примечание: виноградные пластины должны быть очищены от личинок 22 ч после того , как установить, настроить пластины таким образом , что они могут быть очищены в начале следующего дня (. , Например, установить пластину в 12 часов и ясно , в 10 часов утра на следующий день). Желательно, чтобы отбросить первую виноградную пластину, чтобы избежать каких-либо яйца, которые самки, возможно, были удержанию и тхат может быть выдвинуто в стадии разработки.

5. Соберите L1 (личиночных) Личинки из винограда Плиты

  1. Удалить виноградные пластины из бутылок 22 ч после того, как они были созданы и место в 60 х 15 мм чашки Петри.
  2. Поместите новый виноградный тарелку со свежими дрожжами пасты на бутылке холдинга.
  3. Очистить и отбросить все личинки из сеяной винограда пластины с использованием рассекает зонда.
  4. Инкубировать очистили виноградные пластины в течение 4 часов в стандартных условиях.
  5. Через 4 часа, забрать 100 личинок L1 на штамм из виноградных пластин и помещают на пищевых пластинах.
    1. Поместите личинки на пищу аккуратно (без перфорирования пищи и хоронить личинок) и избегать скученности путем распределения личинок по всей пищевой пластины.
  6. Выдержите пищевые пластины до тех пор, подопытные животные не приблизительно 10 ч до начала странствий.
    Примечание: При температуре 25 ° С, 10 ч, прежде чем блуждающих в целом соответствует 72 - 96 ч после вылупления. exacт количество времени инкубации должна быть определена до начала эксперимента, собирая начальный набор личинок для каждого штамма и не записывать количество часов до начала странствий (блуждающих личинки будут двигаться из пищи на сторонах и крышке пищи тарелки).
    Примечание: При необходимости, одни и те же родители могут быть использованы для сбора личинок в течение 3 - 4 дней тестирования, повторяя шаги 4.7 до 5.5. Изменение порядка, в котором штаммы настроены и протестированы через дней, чтобы избежать эффекта тестовый заказ на пути длины. Проверьте один и тот же "контроль" напряжение / напрягает каждый день тестирования для контроля дневных эффектов.
  7. Если многие штаммы тестируют, шатаются настройки и сбора раз личинок, чтобы проводить тестирование каждого штамма в соответствующий момент времени в дальнейшем.

6. Личинки Путь длиной испытания

  1. Растворить сухой активный пекарских дрожжей в воде при соотношении 1: 2 (вес к объему). Готовое дрожжи паста должна быть тоньше, чем в годncake жидкое тесто, таким образом, что при подъеме ложку из пасты, она капает и оставляет позади ленты на поверхности пасты, которая быстро растает.
    Примечание: Последовательность дрожжевой пасты имеет важное значение и должно быть постоянным в течение всего эксперимента. Точные дрожжи: соотношение вода, возможно, придется быть скорректирована в зависимости от марки и партии дрожжей.
  2. Осторожно выбрать личинки первого штамма быть испытанным из пищевой пластины с помощью кисти.
  3. Сбор личинок в чашку Петри и осторожно промыть водой, чтобы удалить все продукты питания.
    1. Быстро промыть личинки с 1 - 2 мл воды и осторожно лиманда личинки насухо лаборатории протирать, чтобы избежать переноса любой воды при помещении личинок на испытательной пластине. Для того, чтобы избежать стресса, держать личинок влажной, но не погружать в воде.
  4. Расположить три тестовые пластины бок о бок и установить 5 мин таймер для каждой испытательной пластины.
  5. Нанесите дрожжевую пасту к верхней части тестовых пластин и с помощью шпателя, распространение тонкий Layэр дрожжевой пасты на каждой испытательной пластине таким образом, что все скважины имеют ровный слой дрожжей.
  6. Аккуратно поместите одну личинку в центре каждой лунки, начиная с 5 мин после того, как таймер размещения первого личинки на каждой пластине. Примечание: Три пластины может быть сделано в то время, что дает размер выборки 30 / штамм / день тестирования, в общей сложности до 500 личинок.
  7. Поместите блюдо крышкой Петри в верхней части каждой лунки.
  8. Когда таймер закончится, не снимая личинок из пластины, начните отслеживании длины путей, оставленных в дрожжах, используя постоянный маркер. Микроэлементы длины путей в том же порядке, что и личинки были помещены на испытательных пластин.
    1. Выполните трассировку с той же скоростью, как личинки были помещены на планшетах. Для обеспечения согласованности в последующего анализа данных, использовать один и тот же маркер для всех длин путей. Рекомендуется постоянный маркер.
  9. Повторите шаги 6.2 для 6.8.1 для каждого штамма, подлежащего испытанию. Выберите каждый штамм из пищи непосредственно перед тестированием, чтобы избежать воздействия на голодном годовыхй длины.

7. Пищевая Лишение

  1. Если личинки быть пищей лишены перед испытанием, собирать личинок , как описано в пунктах 6.2 до 6.3, но необходимое количество времени лишение пищи ранее (например, если личинки в пищу лишены в течение 4 часов, собирают личинки 4 ч до того время тестирования).
  2. Разделить промытый личинок на две группы и поместите продукты лишены группы в 60 х 15 мм чашки Петри с 5 мл 1% агара, и контрольной группой в чашку Петри с помощью 5 мл пищевого стандарта.
  3. Поместите вес на вершине перевернутой крышке чашки Петри (в противном случае личинки способны выползать при поиске пищи).
  4. Выдержите в течение ранее установленного срока лишения пищи и приступить к тестированию, как описано в пунктах 6.2 до 6.9.
  5. Если многие штаммы должны быть испытаны, потрясают лишение пищи времени начала, чтобы позволить для тестирования каждого штамма в соответствующий момент времени.

Анализ 8. Данные

Примечание: В данном разделе описывается метод анализа данных с использованием ImageJ 7 или 8 Фиджи для обработки длины путей, хотя и другое программное обеспечение может быть использовано.

  1. Используйте легкий стол, чтобы передать все прослежены длины путей от чашки Петри крышек на белой бумаге (крышки можно промывают этанолом и повторно использовать для дальнейшей записи пути длины).
  2. Трассировка 50 мм прямой опорной линии на одном из листов бумаги.
  3. Сканирование длины путей при разрешении 300 точек на дюйм и сохранить в виде растровых или TIFF файлов изображений.
  4. Откройте файл изображения, выберите вкладку "Процесс"> "двоичный"> "Make двоичным". Затем на вкладке "Process", выберите "Binary"> "скелетируют". Это дает ширину линии один пиксель, независимо от толщины следа.
  5. Убедитесь, что каждый путь длины появляется в виде непрерывной одной строки без каких-либо кроссоверов.
  6. Отделить любые пересечения с помощью "Straight Линэ инструмент "и окраска белой линии (непрерывность пути можно проверить с помощью" "(кальку) инструмента Wand, весь путь должен быть выделены желтым цветом (рис. 2).
  7. Выберите "Анализировать" на вкладке> Установить измерения и выберите "Периметр" и "Display" ярлык.
  8. Выберите вкладку "Проанализировать"> "Установить масштаб" и выберите "Удалить масштаб".
  9. На изображении, выберите опорную линию только, выберите вкладку "Проанализировать"> "Проанализировать частицы" и выберите "Показать: Контуры", "Показывать результаты" и "Очистить результаты таблицы". Примечание: Выход покажет количество пикселей, соответствующих масштабу линии 50 мм.
  10. Выберите "Проанализировать"> вкладка "Установить масштаб" и заполнить числа пикселей в "Расстояние в пикселях" и соответствующее расстояние (50 мм) в "известном расстоянии".
  11. И, наконец, выбрать все пути длины рисунки одного генотипата времени, выберите вкладку "Проанализировать"> "Проанализировать частицы" и выберите "Показать: контуры", "Показывать результаты" и "Очистить результаты таблицы".
    1. Удалите любые письменные этикетки или явные посторонние маркировки (они будут признаны в качестве длины путей) в пределах выбранной области, выбрав область и заполняя его белым цветом.
  12. Осмотреть "очертаний" выходного файла, чтобы обеспечить периметры были правильно установлены. Выход покажет путь длины в мм для каждого пути длины рисунка в отборе. Это можно легко экспортировать в электронную таблицу и проанализированы с помощью любого статистического программного обеспечения.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Различия в пути длины ровера и няней для штаммов , а также влияние лишения пищи на пути длины показаны на рис. . 3 Данные , собранные в течение трех последовательных дней тестирования показали значительный эффект деформации (F (1,421) = 351,89, р <2,20 х 10 -16;. Фиг.3А), с марсохода путешествует дальше , чем натурщиков. В дополнение к эффекту деформации, существует также значительное влияние обработки пищевых продуктов (F (1, 421) = 461.62, р <2,20 х 10 -16;. Фиг.3А), с личинками , которые были еда , лишенное в течение четырех часов перед тестированием имеющие значительно более низкие длины путей, чем кормили личинок. Кроме того, дисперсионный анализ показал значительную нагрузку путем взаимодействия обработки (F (1423) = 9,78, р = 2 х 10 -3), а это означает роверы и сиделки ответили на лишение пищи в разной степени.

"ВОК: Keep-together.within-страницу =" 1 "> Хотя данные выше также показали значительное влияние тестового дня (F (2,420) = 7,22, р = 8 × 10 -4; фиг.3В - 3C.) Есть не было никакого существенного деформации в течение дня взаимодействия (F (2,846) = 2,32, р = 0,10), а это означает , что день пострадали роверы и натурщиков аналогичным образом . тем не менее был знаменательный день взаимодействием лечения (F (2420) = 8,07, р = 4,00 х 10 -4), показывая , что эффект лечения варьировались в зависимости от дней. воспитание качество пищи также оказывает существенное влияние на пути длин (рис. 4). в целом длины путей были длиннее , когда личинки обоих штаммов были выращены на наше высокое содержание питательных веществ пищи по сравнению с низкой питательной пищи (F (1, 352) = 126,38, р <2,20 х 10 -16). Ровер ситтеровской различия , однако по - прежнему сохраняется , несмотря на качество продуктов питания во время личиночной выращивания (F (1, 352) = 94,89, р <2,20 х 10 -16 ). Эффекты , которые день были значительными (F (2, 351) = 3,77, р = 0,024) были включены в генеративной статистической модели. Кроме того, существует значительная деформация за днем взаимодействия (F (1704) = 7,15, р = 9,00 х 10 -4), а также значительное пищи в течение дня взаимодействия (F (1704) = 5,06, р = 7,60 х 10 - 3).

И, наконец, важно отметить, что относительные различия ровер ситтеровской были значительными через день, качества продуктов питания и лишение пищи эффектов, но о том, что абсолютные измерения длины пути различались дней и лечения. Эти результаты не только подчеркивают надежность личиночной анализа длины пути, но и важность контроля за воспитывающих условий, работает каждый штамм / лечение процентов на каждый день испытаний, а также факторинг в дневных эффектов в анализах.

1 "SRC =" / файлы / ftp_upload / 53980 / 53980fig1.jpg "/>
Рисунок 1. Подготовка удерживания бутылок и испытательных пластин. (A) , виноградные пластины для яйцекладки должны быть заполнены над ободом , чтобы сформировать гладкую купол медиа. Добавление небольшого количества свежей дрожжевой пасты (B) способствует яйценоскость. Тестирование пластины (С) оргстекло с краями в скважинах и расширитель. (D) Fly культуры бутылку с отверстием разрезана для подачи воздуха. После передачи родительского населения к бутылке культуры, виноградные плиты должны быть установлены над отверстием с клейкой лентой (E) и бутылки должны быть расположены с виноградным пластины в нижней части (F). Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть большую версию этой фигуры ,

г "/>
Рисунок 2. Изображение Анализ запутанным Следы Путь длины. Длины путей , где личинки перешли свой ​​собственный путь , должны быть вручную разделены на пересечении , чтобы создать одну непрерывную линию. (А) показан пример трех проверяемых длины путей, с красной стрелкой , указывающей в точке пересечения верхнего пути длины. (Б) показывает тот же путь длины отредактированного в ImageJ , чтобы отделить пересечение. (С) Показывает ImageJ периметр выходе пересекающей траектории длины, с ошибочной оценкой по периметру пути 1 из - за пересечения. (D) Показывает ImageJ периметр вывода редактируемого файла с расщепленной пересечения и правильной оценки периметра пути длины 1. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.


Рисунок 3. ФРС и еды Лишенные Rover и ситтеровском личиночной длины путей Среднее значение личиночной пути длины (мм ± SEM) для вездеходов и натурщиков, демонстрируя:. (A) Обобщённые длины путей для сытом и 4 ч пищи , лишенного личинок в течение трех последовательных дней тестирования, 105 <N <120; (B) Fed личиночные длины путей на день 38 <п <40 в сутки; и (C) 4 часа пищи лишены личиночной длины путей по дням, 38 <п <40 в день. Все личинки и родители были выращены на низкой питательной пищи при 25 ° С, влажности 60% и 12:12 L A: D цикла. Различия между группами тестирования и / или лечения оценивали с помощью дисперсионного анализа (ANOVA) и тест Тьюки для апостериорных множественных сравнений попарно. Для получения (А) блокирующий фактор день был добавлен к модели. Письма представляют статистические группировки; означает, что с той же буквы, не сиgnificantly отличается (р <0,05). Федеральная резервная система и FD подставка для сытых и 4 ч пищевых лишенными условиях. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 4
Рисунок 4. Качество питания и Личиночные длины путей. Среднее значение личиночной путь длины (миллиметрах ± SEM) для вездеходов и натурщиков, демонстрирующих длины путей личинок , выращенных на высокой и низкой питательной пищи. Данные собирали в течение трех дней подряд тестирования с блокирующим фактором день добавляется к статистической модели, 75 <п <90. Все личинки и родители были выращены на низкой или высокой пищи питательных веществ при 25 ° С, влажности 60% и 12:12 L: D цикл. Различия между группами тестирования и / или лечения оценивали с помощью дисперсионного анализа (ANOVA) и тест Тьюки для апостериорных попарно Умножитье сравнение. Письма представляют статистические группировки; означает, что с той же буквой значимо не отличаются (р <0,05). Высокий и низкий стенд для высокое содержание питательных веществ и низким качеством питательных веществ пищи. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Анализ пути длины изложены здесь предлагает надежную и простую меру нагула поведения личинок дрозофилы. Протокол следует общей методологии , описанной в Sokolowski 2, но в отношении эффективности и экспериментальных управления с тех пор была улучшена. Насколько нам известно, этот метод является единственным доступным методом для измерения личиночной пути длины. Оригинальная версия пути длиной протокола 2, 3, 15, 16 проходят личинок на чашки Петри с тонким слоем дрожжевой пасты наносится с помощью кисти, а позже стакан расширяющей стержень. Более поздние версии протокола 10, 17 перешли к использованию пластин оргстекла , описанных здесь. Использование чашки Петри и стекла разбрасыватель представил преимущество очень тонким слоем дрожжей, что давало очень длинный путь длин и усугубляются различия между ровера и Ситтером фенотипов. Использование оргстекла пластин приводит к общей более короткие длины пути, но роVer-ситтеровских различия сохранялись и в равной степени воспроизводимы. Хотя использование плексигласа пластин гораздо менее трудоемок, чем дольше длины путей , полученные с помощью метода чашках Петри позволило для лучшего разделения ровера и ситтеровских фенотипов, что облегчает генетическое картирование разности ровер ситтеровской к для гена 3. Использование оргстекла тестовых пластин вместо чашки Петри, а также расчетных анализов следов пути длины основные изменения, внесенные в протокол, так как метод был впервые разработан, и значительно увеличилось число личинок, которые могут быть проверены одним человеком , а также скорость анализа данных. Мы также улучшили наши знания о нескольких экспериментальных и экологических факторов, которые могут повлиять на результаты анализа, некоторые из которых приведены ниже.

Во-первых, этот анализ измеряет индивидуальные различия в поведении пути длины на нагула в подложке (дрожжи-вода пасты). Значительное differences в этом анализе может возникнуть в результате дефектов в общей личиночной передвижению. Это можно контролировать с помощью параллельного анализа на личиночной поведения локомоции на непитательных чашках с агаром. Если различия деформации сохраняются на чашках, можно с уверенностью предположить, что различия, обнаруженные на подложке дрожжевого воды не нагула поведение, определенные. Ранее было показано , что в то время как ровер для аллеля значительно дает более длинные длины путей на дрожжах, роверы и натурщиков не отличаются при отсутствии пищи, так как они обладают так же длинные длины путей на агаре 9. К тому же, так как личинки как правило, увеличивают их локомоции при отсутствии пищи, находя практически без движения на чашках с агаром, вероятно, свидетельствует о дефектах в двигательный аппарат. Поскольку дефекты движения еды независимые может выступать в качестве искажающего переменной при исследовании нагула поведения, агар управления может уменьшить количество ложных срабатываний в генетических экранах 10. Важно также отметить, что если ларVAE были повреждены перед испытанием, они не могли двигаться. Неподвижный, мертвые или поврежденные личинки можно отличить от здоровых личинок, наблюдая за движением рта крючок. Неподвижный личинки без каких-либо движений крюка рот должен быть отброшен.

Во-вторых, как и другие виды поведения, личиночной путь длины может зависеть от факторов окружающей среды, которые необходимо учитывать и контролировать для при выполнении этого теста. Факторы окружающей среды известно, влияют на путь длины включают разведение температуру, влажность, качество пищевых продуктов, выращивание плотность, толщину дрожжевой пасты, случайные различия между дней, и обработку личинок. Личинки развитие и возраст во время тестирования также влияют на длину пути 11. Как показано на рис. 4, повышение личинок в нижней пищи качества уменьшается путь длины. Рекомендуется использование одного из рецептов пищи мух, описанных в данном протоколе или другой мертвый рецепт дрожжевого, что эквивалентно в его содержание питательных веществ. Также suggeSTED, чтобы избежать высокой или низкой плотности выращивания, всегда высева пищевые пластины 100 личинок и интервалы между ними равномерно на еде. Выращивание личинок при высокой плотности ограничивает наличие пищи и задерживает развитие личиночной, что может привести к различиям в развитии между личинок во время тестирования 12. Условия низкой плотности выращивания также может влиять на развитие , так как дрозофилы личинки могут образовывать группы социальных фуражировать , чтобы сломать пищи и увеличить нагула успех 13. Когда личинки с мутациями, которые влияют на размер личиночной анализируют, это может быть необходимо для учета этих эффектов путем вычисления длины пути в зависимости от личиночной длины тела или периметра. Во всех случаях важно, чтобы гарантировать, что личинки не перешли в блуждающих стадию, когда они проходят испытания. Если личинки двигаться вверх на блюдо крышкой Петри во время испытания, вполне вероятно, что они блуждают и эксперимент должен быть отброшен и повторить с младшей Лос-Анджелесеrvae.

Еще одним фактором, стоит упомянуть, это последовательность дрожжевой пасты, используемой в тестировании путь длины, так как это влияет на скорость ползания личинок. Личинки протестирован на толстой дрожжевой пасты будет иметь более короткие длины путей, чем личинок испытанной на более водной дрожжевой пасты. Кроме того, различия между стохастические дней тестирования также влияют на абсолютные значения длины пути. Крайне важно, чтобы рандомизировать порядок, при котором штаммы / генотипы испытаны в течение нескольких дней и блокировать их между днями. И, наконец, следует соблюдать осторожность, чтобы не подчеркнуть личинок перед тестированием пути длины. Два стрессоры, которые обычно вводят через обработку являются голодание и утопление. Как показано на рис. 3, голодали личинок перед тестированием уменьшается путь длины, и , хотя голодание может быть введен в качестве окружающей среды манипуляции, его непреднамеренное возникновение следует избегать. Подчеркивая личинок следует избегать, работая мягко, но быстро, таким образом, ограничивая количество времени зрлор сбора, очистки и переноса личинок. Так как личинки проявляют отрицательный фототаксис 14, интенсивный свет может также выступать в качестве стрессора и анализа должно быть сделано при ровном, рассеянном освещении. Несмотря на многочисленные факторы окружающей среды, которые могут изменить путь длины, важно отметить, что хотя абсолютные значения длины пути чувствительны к условиям окружающей среды, относительные различия между штаммами сохраняются, когда все люди рассматривают одинаково.

Точность, эффективность и надежность в количественной оценке находятся в центре исследований, направленных на изучение генетических и экологических факторов, которые опосредуют поведение. Личиночной анализ длины пути дрозофилы предлагает все эти преимущества в дополнение к тому , низкая стоимость, высокая пропускная способность , и легко выполнить. Таким образом, этот анализ может быть широко использован для генетических экранов для идентификации молекулярных и генетических путей, связанных с поведенческими реакциями. Кроме того, анализ может бытьpplied для проверки токсичности или фармакологических экранов, или приспособлены для обучения в классе.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
6 oz fly culture bottles  Fisher Scientific  AS355 
Fly vial plugs Droso-Plugs 59-201
35 x 10 mm Petri dishes  Falcon 351008
100 x 15 mm Petri dishes  Fisher 875712
60 x 15 mm Petri dishes VWR 25384-168 
Dissecting probes Almedic 2325-58-5300 
Yeast Lab Scientific FLY-8040-20F

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Behavioral Genetics of the Fly (Drosophila melanogaster). Dubnau, J. Cambridge University Press. New York. 173 (2014).
  2. Sokolowski, M. B. Foraging strategies of Drosophila melanogaster: a chromosomal analysis. Behav Genet. 10, 291-302 (1980).
  3. de Belle, J. S., Hilliker, A. J., Sokolowski, M. B. Genetic localization of foraging (for): A major gene for larval behavior in Drosophila melanogaster. Genetics. 123, 157-164 (1989).
  4. Osborne, K. A., Robichon, A., Burgess, E., Butland, S., Shaw, R. A., Coulthard, A., Pereira, H. S., Greenspan, R. J., Sokolowski, M. B. Natural behavior polymorphism due to a cGMP-dependent protein kinase of Drosophila. Science. 277, 834-836 (1997).
  5. Kalderon, D., Rubin, G. cGMP-dependent protein kinase genes in Drosophila. J Biol Chem. 264, (18), 10739-10748 (1989).
  6. Reaume, C. J., Sokolowski, M. B. cGMP-dependent protein kinase as a modifier of behavior. Handb Exp Pharmacol. 191, 423-443 (2009).
  7. Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nat Methods. 9, 671-675 (2012).
  8. Schindelin, J., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat Methods. 9, (7), 676-682 (2012).
  9. Pereira, H. S., MacDonald, D. E., Hilliker, A. J., Sokolowski, M. B. Chaser (Csr), a new gene affecting larval foraging behavior in Drosophila melanogaster. Genetics. 140, 263-270 (1995).
  10. Shaver, S. A., Riedl, C. A. L., Parkes, T. L., Sokolowski, M. B., Hilliker, A. J. Isolation of larval behavioral mutants in Drosophila melanogaster. J Neurogenet. 14, 193-205 (2000).
  11. Graf, S. A., Sokolowski, M. B. The rover/sitter Drosophila foraging polymorphism as a function of larval development, food patch quality and starvation. J Insect Behav. 2, 301-313 (1989).
  12. Gonzalez-Candelas, F., Mensua, J. L., Moya, A. Larval competition in Drosophila melanogaster: effects on development time. Genetics. 82, 33-44 (1990).
  13. Durisko, Z., Kemp, R., Mubasher, R., Dukas, R. Dynamics of social behavior in fruit fly larvae. PLoS One. 9, (4), e95495 (2014).
  14. Sawin, E. P., Harris, L. R., Campos, A. R., Sokolowski, M. B. Sensorimotor transformation from light reception to phototactic behavior in Drosophila larvae (Diptera: Drosophilidae). J Insect Behav. 7, 553-567 (1994).
  15. de Belle, J. S., Sokolowski, M. B. Heredity of rover/sitter: alternative foraging strategies of Drosophila melanogaster. Heredity. 59, 73-83 (1987).
  16. de Belle, J. S., Sokolowski, M. B., Hilliker, A. J. Genetic analysis of the foraging microregion of Drosophila melanogaster. Genome. 36, 94-101 (1993).
  17. Sokolowski, M. B., Pereira, H. S., Hughes, K. Evolution of foraging behavior in Drosophila by density dependent selection. PNAS. 94, 7373-7377 (1997).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics