果蝇的观察

  1. 果蝇成蝇的麻醉:为便于观察,可将果蝇预先麻醉。将成蝇放入麻醉瓶,立即盖好瓶盖,瓶盖附有棉花团,预先滴上少量乙醚。大约半分钟后, 成蝇会被麻醉昏迷。将其倾倒在白纸上进行观察。注意果蝇麻醉过度会死亡, 死亡果蝇翅外展,与身体呈 45°角。被麻醉的果蝇不直接放回培养基上,以免粘住。最好将果蝇先放在消毒滤纸做成的小圆锥体中,一同放入瓶内;或暂时先将培养瓶侧卧。

  2. 果蝇的生活史:从果蝇卵到成虫期约需 10~15 天。成蝇存活约 15 天。羽化后的果蝇一般在 12 小时后开始交配,两天后产卵。卵长约 0.5 毫米,呈白色,椭圆形,其前端有触丝。1~2 天后,从卵孵出幼虫。经过两次蜕皮, 3 龄幼虫长约 4.5 毫米,肉眼可见一端稍尖为头部,有一黑点为口器,稍后有一对半透明的唾腺。约 5~8 天后,变成蛹,呈梭形。再经 4~6 天左右, 从蛹羽化出成蝇。

  3. 果蝇外部形态:果蝇成蝇分头、胸、腹三部。头部有 1 对大复眼,由

779 个小眼组成,3 个单眼和 1 对触角;胸部有 3 对足、1 对翅,在最后 1 对

足和翅之间有 1 对平衡棒;腹部背面有黑色条纹,腹部腹面有腹片,腹部末端有外生殖器。

  1. 果蝇的雌雄鉴别:根据主要特征可鉴别成蝇的雌雄。一般从腹部末端形状、背面条纹数目,也可以立即予以辨别。

表 1 雌雄果蝇的区别

果蝇性别

体型

腹部

前 足 跗节性梳

外生殖器

末端

背面黑条纹

雌雄

大小

稍类圆钝

5 条

3 条,最后一条极宽,呈明显明黑带

无有

阴道板,肛上板等

生殖弧,肛上板,阴茎

  1. 几种常用突变型 野生型果蝇所具有的性状特征为正常型,多为显性性状,这是以+或以相应性状的英文的第一个大写字母或再附加一个小写字母表示,例如野生型果蝇为灰体(E),正常翅(V),红眼(W)等。而其相应隐性突变型用小写字母表示,显性突变和畸变型用大写字母表示,例如棒眼

(Bar,B)(表 2)。

果蝇的有性杂交 掌握有性杂交可以观察基因的显隐性,研究遗传变异规律,如分离律、自由组合律及伴性遗传等;进行基因定位等。一般用 x2 测验,检测所得结果是否符合遗传定律。

将具有一对相对性状的个体杂交,如长翅(VgVg)母本×残翅(vgvg) 父本,或者灰体(EE)母本×黑檀体(ee)父本,以这些交配为正交,则反过来,残翅(vgvg)母本×长翅(VgVg)父本,或黑檀体(ee)母本×灰体

(EE)父本为反交。通过这些正、反交配,可以观察到杂种第一代和杂种第二代的杂合体(VgVg 或 Ee)总是表现长翅或者灰体。这是因为显性基因(Vg 或 E)压倒隐性基因(vg 或 e)的缘故。并且通过分析杂种第二代性状,呈 3 显∶1 隐比例,可以验证分离规律。

表 2 果蝇突变型的特点

突变型名称

基因

性状特征

符号

所在染色体

白眼( White )

w

X

复眼白色

棒眼( Bar )

B

X

复眼横条形,小眼数目少( 68 个)

黑檀体( ebony )

e

Ⅲ右臂

体呈乌木色,黑亮

黄体( yellow )

y

X

全身呈鲜黄色

残翅( vestigial )

vg

Ⅱ右臂

翅退化、残缺、不能飞

小翅( miniature )

m

X

翅比野生型短小,只比腹部略长

焦刚毛( singed )

sn

X

刚毛卷曲如烧焦状

实验步骤:以果蝇长翅×残翅为例说明。杂交母本要用处女雌,以保证杂交结果的可靠性。因此,需要将培养瓶内已孵出的成蝇全部移出,再将后来 8~12 小时内孵出的果蝇收集作母本用。按杂交组合挑选 10 对左右雌、雄果蝇,放入培养瓶,在瓶上注明杂交亲本、杂交日期。挑选果蝇可在麻醉状态下进行。当杂交 7~9 天后,F1 孵出之前而蛹已变黑时,移出亲本以避免亲子代混杂。F1 孵出后,观察记载其表现型(翅膀大小)。然后,取大约 10 对 F1 雌、雄果蝇放入新的培养瓶中交配。当 F1 交配 7~9 天后,F2 孵出前, 移出 F1 亲蝇。F2 孵出后,每天观察计数 F2 各类表型的个体数目,连续 8~ 10 日。最后将实验结果按下列表格整理统计。

对 F2 结果,还可以进行 X2 测验分析。X2 即卡平方,表示实得数与理论

数间的差异。算出 X2 后,通过查 X2 表(表 3)可求出概率(P)。查表时需要确定自由度(n),这是指可以自由变动的项目。等于观察项目减 1,本实验 n=2-1=1。

试验编号: 杂交组合: 杂交日期: F1 及 F2:

观察内容杂交后代

正常翅

残翅

个教

个数

F1

F2

x2 测验:

正常翅

残翅

合计

实验观察数( O )

理论数( C )(按 3 ∶ 1 计算)

偏差( O-C )

x2 = (O − C)2 =

C

P =

根据 P 值可以判断实验结果是否符合理论比例。如 P>0.05,即实验结果与预期理论规律相符合。如 P≤0.05,则为不符合。

如果要验证自由组合规律,则用两对相对性状的实验结果分析。此处自由度(n)=4-1=3。当进行伴性遗传实验时,可选用雌性白眼(XwXw)×雄性 红眼(X-Y),也可用雌性红眼(X-X-)×雄性白眼(XWY)。上述各种类型的杂交实验步骤都是相同的。

X2

P

n

0.99

0.95 0.50

0.10

0.05

0.02

0.01

1

0.00016

0.0039 0.15

2.71

3.84

5.41

6.64

2

0.0201

0.103 1.39

4.61

5.99

7.82

9.21

3

0.115

0.352 2.37

6.25

7.82

9.84

11.35

4

0.297

0.711 3.36

7.78

9.49

11.67

13.28

5

0.554

1.145 4.35

9.24

11.07

13.39

15.09

10

2.558

3.940 9.34

15.99

18.31

21.16

23.21

果蝇唾腺染色体的制片及观察 果蝇唾腺染色体又称巨大染色体,多线染色体,它宽约 5 微米,长约 400 微米,相当于普通染色体的 100~150 倍。因为染色线复制,但不分开,使一条染色体内含有 1000~4000 多条染色线。

果蝇有 4 对同源染色体(2n=8)。其同源染色体具有体细胞染色体配对因而能紧靠在一起的特点。第 1 对为性染色体,X 染色体呈棒状,Y 染色体呈J 形;第 2,3 对染色体呈 V 形,各带左(L)右(R)两个臂;第 4 对为不易看到的盘状或点状染色体。染色体上有带纹,这是染色线紧密螺旋盘绕的部位。带纹的数目、宽窄及排列顺序是一定的已分区编号。有的学者提出带纹

是基因所在部位。实验步骤:

  1. 幼虫的培养:为了制备好的唾腺染色体玻片标本,首先需要有合适的培养条件以得到肥大的幼虫。(1)制片前 7~10 天,将果蝇接种在培养基上, 为避免个体多,接种适当少些,一培养瓶中以 10 对左右为宜。最好每两天将亲本移换一次,以免产过多的卵。(2)将培养瓶移至阴凉处,大约为 16~ 18℃。(3)用营养丰富的合适培养基,可以补加些酵母粉,适当增高水的比例和降低琼脂比例。在幼虫出现后,还可往培养基中补加 2~10%的酵母液数滴。

  2. 唾腺的剥取:选肥大的即将化蛹的三龄幼虫,放于载片上,加 1 滴生理盐水。于解剖镜下,用解剖针按住幼虫后部 1/3 处,另一手持针压住头部向前拉,将头部从身体拉开,唾腺即随之而出。这是一对半透明的长形小囊, 其前端呈三叉形。尽可能把附在腺体旁边的脂肪剔除。除去幼虫残体。

  3. 压片:先将唾腺加一滴 1N 盐酸,处理 2~3 分钟,用滤纸吸干盐酸, 再用蒸馏水洗 2~3 遍,再吸去多余水分。滴加醋酸洋红染液(或改良品红, 龙胆紫等)。染色数分钟至 20 分钟,待唾腺着色后,盖上盖片于显微镜下观察,可看到细胞核呈红色,说明其中的染色体已着色,此时进行压片。在玻片上下加滤纸适当加压,可用铅笔滚压,或用镊子、拇指、橡皮头敲压,将核压破,使染色体伸展开。显微镜下可观察染色体的形态和染色体横纹。

若熟悉幼虫的解剖,也可在染色液中直接剖出唾腺,染色约 10 分钟,待唾腺着色后,加盖片、压片。

  1. 永久片的制备:为了将染色体玻片标本临时保存数天,可用石蜡将盖片周围封住以防干燥。如需长久保存,将玻片标本放入 70%酒精或冰醋酸中,待盖片自然脱去。经 95%酒精、纯酒精脱水各 1~5 分钟,再经二甲苯透明 5 分钟,最后用中性加拿大树胶封片。