果蝇实验技术

一、实验原理

果蝇（fruit fly）是双翅目（Diptera）昆虫，属果蝇属（genus Drosophila），约有2500个种。通常用作遗传学实验材料的是黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）。

果蝇优点：

1. 饲养容易。在常温下，以玉米粉等作饲料就可以生长，繁殖。

2. 生长迅速。十二天左右就可完成一个世代，每个受精的雌蝇可产卵400～500个，因此在短时间内就可获得大量的子代，便于遗传学分析。

3. 染色体数少。只有4对。

4. 唾腺染色体制作容易。横纹清晰，是细胞学观察的好材料。

5. 突变性状多，而且多数是形态突变，便于观察。

果蝇的生活史：

果蝇的生活周期长短与温度有密切关系。一般来说，30℃以上温度能使果蝇不育或死亡，低温能使生活周期延长，生活力下降，饲养果蝇的最适温度为20～25℃。

生活周期长短与饲养温度的关系

果蝇在25℃时，从卵到成蝇需10天左右，成虫可活26～33天。果蝇的生活史如下：

果蝇的性别及突变性状的鉴别：

果蝇的每一体细胞有8个染色体（2n=8），可配成4对，其中3对在雌雄果蝇中是一样的，称常染色体。另外一对称性染色体，在雌果蝇中是XX，在雄蝇中是XY。

果蝇的雌雄在幼虫期较难区别，但到了成虫期区别相当容易。雄性个体一般较雌性个体小，腹部环纹5条，腹尖色深，第一对脚的跗节前端表面有黑色鬃毛流苏，称性梳（Sex combs）。雌性环纹7条，腹尖色浅，无性梳。

实验中选用的果蝇突变性状一般都可用肉眼鉴定，例如红眼与白眼，正常翅与残翅等。而另一些性状可在解剖镜下鉴定，如焦刚毛与直刚毛等。现列表如下：

实验中使用的果蝇突变品系

焦刚毛的基因座为sn3, 本文简写为sn。

二、实验材料

不同品系的黑腹果蝇。

三、培养基和培养瓶

1. 果蝇饲料的配制
果蝇是以酵母菌作为主要食料的，因此实验室内凡能发酵基质，都可用作果蝇饲料。常用的饲料有玉米饲料、米粉饲料、香蕉饲料等。配方如下表：

果蝇饲料的几种配方

1）玉米饲料：

i)取应加水量的一半，加入琼脂，煮沸，使充分溶解，加糖，煮沸溶解。
      ii)取另一半水混和玉米粉，加热，调成糊状。
      iii)将上述两者混和，煮沸。以上操作都要搅拌，以免沉积物烧焦。
      iv）待稍冷后加入酵母粉及丙酸，充分调匀，分装。按附表用量配制，可得饲料200毫升左右。

2）米粉饲料：方法与玉米饲料相同，用米粉代替玉米粉。

3）香蕉饲料：

i)将熟透的香蕉捣碎，制成香蕉浆。
      ii)将琼脂加到水中煮沸，使充分溶解。
      iii)将琼脂溶液加入香蕉浆，煮沸。
      iv）待稍冷后加入酵母粉及丙酸，充分调匀，分装。

丙酸的作用是抑制霉菌污染，用量参照附表，每200毫升饲料约加1毫升左右。如无酵母粉，也可用酵母液代替，但用法不同。若用酵母菌液则在饲料分装到培养瓶中以后再加入，每瓶加数滴。

2.培养瓶

培养果蝇用的培养瓶可用牛奶瓶，或大、中型指管，用海棉或纱布包的棉花球作瓶塞。实验室中保存原种以及杂交实验以中指管为宜。培养瓶用前要消毒，而后再装饲料（每瓶2厘米厚即可），待饲料冷却后，用酒精棉花擦瓶的内壁，然后插入消毒过的吸水纸，作幼虫化蛹时的干燥场所。

四、实验药品和器具

1. 药品

（1）乙醚     （2）配制培养基所需药品(略)

2. 器具

（1）麻醉瓶  （2）镊子  （3）白瓷板  （4）毛笔  （5）吸水纸  （6）海绵垫 （7）果蝇瓶（指管） （8）棉花  （9）解剖镜  （10）死蝇盛留器  （11）灭菌锅

五、实验步骤

1. 麻醉

对果蝇进行检查时，用乙醚麻醉，使果蝇处于昏迷状态。使用时将乙醚（2～3滴）滴到麻醉瓶的棉花球上（注意不要让乙醚流进瓶内），麻醉瓶要保持干燥，否则会粘住果蝇翅膀，影响观察。麻醉果蝇时，先将长有果蝇的培养瓶在海棉垫上敲，使果蝇全部震落在培养瓶底部，然后迅速打开培养瓶的棉塞，把果蝇倒入去盖的麻醉瓶中，并立即盖好麻醉瓶，待果蝇全部昏迷后，倒在白瓷板上进行观察。

果蝇的麻醉程度看实验要求而定，对仍需培养的果蝇，以轻度麻醉为宜。但对不再培养，单单进行性状观察的果蝇可以深度麻醉，甚至致死也无妨（果蝇翅膀外展45°角，说明死亡）。检查完毕后，把不需要的果蝇倒入盛有煤油或酒精的瓶中（死蝇盛留器）。

2. 果蝇交配

将雌雄果蝇放在一起培养，雌蝇的生殖器中有贮精囊，可保留交配所得的大量精子，雌蝇一次交配所得的精子，足够它多次排出的卵受精，因此在做杂交试验时，雌蝇必须选用处女蝇（没有交配过的雌蝇）。雌蝇孵出后12小时内不会交配，这个时间内把果蝇全部倒出，分出雌雄蝇，单独饲养，这时收集的雌蝇是处女蝇。杂交时把所需品系的雄蝇直接放到处女蝇培养瓶中，贴好标签，注明两亲本的基因型及交配日期，进行培养。7～8天后倒掉亲本（一定要倒干净，以免亲代和子代混淆），待F1成蝇羽化后开始计算，观察性状。可靠的计数及观察是培养开始的20天以内（再晚上F2也可能有了）。若须继续实验，观察F2，可在F1内挑出雌雄数对，另外培养，因为这次是用F1作亲本，进行个体间互交，所以这时不是处女蝇也可以。但如要把F1雌蝇与另一品系雄蝇杂交时，还要严格地选取处女蝇，方法同上。

3. 原种培养

在作新的留种培养时，应事先检查一下果蝇有没有混杂，以防原种丢失。亲本的数目一般每瓶5～10对，移入新瓶时，须将培养瓶横卧，然后用毛笔将麻醉的果蝇从白瓷板上轻轻扫入，待果蝇醒过来后再把培养瓶竖起，以防果蝇粘在饲料上。原种每2～4周换一次培养基（依温度而定，10～15℃约4周换一次，20～25℃约二周换一次）。每一原种培养至少保留两套，培养瓶的标签上要写明突变名称，培养日期等。作原种培养温度可控制在10～15℃，培养时避免日光直射。

果蝇在适宜条件下会产子代，在肉眼能看到幼虫时就可把亲本倒掉，几天以后，新的成蝇便产生。待成蝇有了足够保种的数量后，要调换培养瓶，作为下一代的亲本，继续培养。

原种果蝇培养遇到的麻烦是饲料发霉。发霉的原因很多，如用具没有灭菌，空气污染，亲本不及时倒掉……，都会引起饲料发霉。严重的霉菌污染会影响果蝇的生长。饲料中加丙酸可以抑制霉菌，但并不能完全制止。发现培养瓶中有少量霉点时可用烧过的解剖针挑出。若大量霉菌污染，可把果蝇全部倒在一个消毒过的空指管中，让它活动2～3小时，换一支指管，再活动1～2小时，而后倒入一支新的培养瓶中继续培养，这样可以防止霉菌污染。

原种保存遇到的另一个问题是混杂，几个不同品系的果蝇在一起培养，一定要防止混杂。培养瓶的塞子要做得紧些，不使果蝇逃出。调换培养瓶时，要防止果蝇飞散。外逃的果蝇要打死。发现了混杂的原种，要根据原种果蝇的全部特征，挑出数对雌雄蝇饲养，进行筛选直到完全没有分离为止。这样做，费时费力，只是在不得已时才采用。一般混杂时，只要方便，可以重新引种，将混杂种弃去。