果蝇杂交实验中处女蝇收集方法的改进

2018-12-20 09:34张远莉庞延军
生物学教学 2018年12期
关键词:雌雄处女亲本

张远莉 庞延军

(南京大学生命科学学院 南京 210046)

果蝇杂交实验是验证遗传学中分离规律、自由组合规律和连锁互换规律的经典实验[1],它既可以使学生加深对理论课所学知识的理解,又可以锻炼学生的实验操作能力。果蝇杂交实验包括果蝇生活史观察、性别鉴定、性状观察、培养基配置、处女蝇收集、亲本杂交、F1表现型、F2表现型观察及其比例统计[2]等。可见,果蝇杂交实验工作量大、周期长、不确定因素多。

雌性果蝇生殖器官中有贮精囊,一次交配可保留大量精子,供多次排卵受精之用,因而以果蝇为材料进行的遗传分析实验需要提前收集大量处女蝇(未交配过的雌果蝇)。而高质量的处女蝇是果蝇杂交实验成功的保证,因此收集处女蝇成为实验中非常重要的一个环节。本文介绍收集果蝇处女蝇的一种新方法。

1 材料与方法

1.1 实验材料 实验中选取5种果蝇进行研究,分别是: 野生型果蝇(长翅、灰体、红眼、直刚毛)、黑体果蝇(突变体: 长翅、黑檀体、红眼、直刚毛)、白眼果蝇(突变体: 长翅、灰体、白眼、直刚毛)、三隐性果蝇(突变体: 小翅、灰体、白眼、焦刚毛)、黑残果蝇(突变体: 残翅、黑檀体、红眼、直刚毛)。

1.2 常规方法收集处女蝇 接种纯种亲本果蝇,当观察瓶壁上出现较多的黑褐色的蛹时,清除亲本,每隔8~10h分别收集新羽化出来的果蝇,麻醉后在解剖镜下观察,鉴别雌雄,收集处女蝇。

1.3 利用果蝇的蛹收集处女蝇 接种纯种亲本果蝇,当观察瓶壁上出现较多的黑褐色的蛹时,用干净解剖针轻轻地把黑褐色的蛹取出,单独放到10mL的塑料离心管里,置于温度25℃、湿度60%的培养箱里进行培养。每天观察,待果蝇羽化出来后进行麻醉,鉴别雌雄,收集处女蝇。

2 实验结果

2.1 常规方法收集处女蝇的特点 常规方法收集处女蝇是通过清除亲本,控制培养时间,每隔8~10h分别收集新羽化出来的果蝇,麻醉后在解剖镜下观察,将果蝇雌雄分开,这时得到的雌果蝇应该全部都是处女蝇。

如果要验证选取的处女蝇是否准确,先不要放入雄蝇,单独培养处女蝇,3d后看雌蝇是否产卵,如果产卵就不是处女蝇了。如果要获得比较多的处女蝇,也可将培养瓶转移至温度较低的16℃培养箱中以延长羽化时间[3],再将培养瓶转置于25℃培养箱中羽化果蝇,这样就能获得较多的处女蝇。这种方法收集处女蝇的难点是: ①刚羽化出的果蝇,鉴别雌雄对学生来说比较困难,容易出错;②对刚羽化出的果蝇进行乙醚麻醉,容易造成果蝇的死亡;③需要学生每隔8~10h就要到实验室处理果蝇,占用的时间过多。

2.2 利用果蝇的蛹收集处女蝇的特点 实验中,分别选取了5种果蝇的蛹进行研究,结果如表1。从表1可以看出,取果蝇的蛹单独进行培养,羽化得到果蝇的成活率是70%~80%。虽然在操作的过程中会造成一些蛹的死亡,但总体成活率还是很高的。这种方法收集处女蝇的特点是: ①用10mL离心管培养非常方便,可以根据需要的量取合适数量的蛹进行单独培养,比较容易获得足够数量的处女蝇;②单独培养蛹不需要控制在8~10h内,方便学生进行处理;③羽化的果蝇在10mL离心管培养基外短暂培养一段时间,不会死亡,便于学生进行雌雄的鉴定,大大提高实验效率。研究中还发现,实验前收集的处女蝇在温度25℃、相对湿度40%~60%的情况下,离开培养基可以保存8~12h,不会影响果蝇的生存和繁殖能力。

表1 5种不同果蝇的蛹羽化成果蝇的情况表

2.3 处女蝇的收集时间探讨 无论是哪种方法收集处女蝇,时间的控制对处女蝇的收集都很重要。果蝇在接种以后,前期羽化的果蝇中雌果蝇数量较多,而羽化2~3批次后雄果蝇数量偏多。原因是当培养基中的营养成分减少,雌蝇的发育受到限制,雄蝇却发育正常。但是在杂交实验亲本选择时,一定要优先保证处女蝇(即雌蝇)的数量。因此,在果蝇接种后每隔1周要在培养基表面加入2~3滴营养液,以保证整个培养过程中雌蝇发育所需的营养,平衡雌雄蝇羽化的比例[4]。同时,也尽量根据果蝇的培养时间来收集处女蝇,确保杂交实验的成功。

教学实践证明: 利用果蝇的蛹收集处女蝇的新方法,与常规收集处女蝇的方法相比,具有操作简单、耗时较少、容易成功等特点。

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