2019年綜合實(shí)驗(yàn)論文：果蠅的培養(yǎng)、遺傳性狀的觀察及單因子遺傳分析

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心目錄TOC\o"1-5"\h\z弓I言 1\o"CurrentDocument"果蠅生活史 2\o"CurrentDocument"果蠅雌雄的鑒別 3\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)材料 3\o"CurrentDocument"4培養(yǎng)基的配制 4\o"CurrentDocument"5 實(shí)驗(yàn)方法 4\o"CurrentDocument"5.1麻醉 4\o"CurrentDocument"5.2選果蠅 5\o"CurrentDocument"5.3果蠅交配 7\o"CurrentDocument"5.4 觀察 7\o"CurrentDocument"6數(shù)據(jù)分析與結(jié)果討論 7\o"CurrentDocument"總結(jié) 9\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 10果蠅的培養(yǎng)、遺傳性狀的觀察及單因子遺傳分析XX(指導(dǎo)老師：XX)(湖北師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院 生物科學(xué)1003班湖北黃石435002)摘要：由于果蠅飼養(yǎng)簡(jiǎn)單，生長(zhǎng)繁殖快，生命周期短，突變種類(lèi)多，相對(duì)性狀突出，因此，是用來(lái)研究孟德?tīng)栠z傳分離定律的良好材料。利用黑腹果蠅常染色體上的單對(duì)等位基因，如黑腹果蠅的長(zhǎng)翅(+)和殘翅(vg)基因，我們可以驗(yàn)證孟得爾這個(gè)分離定律的正確性。方法：殘翅黑腹果蠅品系的處女蠅與野生型品系(長(zhǎng)翅)的雄蠅雜交，獲得F1,對(duì)F1進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。關(guān)鍵詞：果蠅；培養(yǎng)；遺傳性狀；分離定律；單因子雜交CultivationofDrosophilaObservationonthegeneticcharactersandSingleFactorCrossxx(Tutor:Yxxx)(CollegeofLifeSciencesdepartment,xxxx)Abstract:Drosophiladuetosimplyraising,growthandpropagationoffast,shortlifecycle,variationofmanytypes,relativecharacterprominent,therefore,isusedtostudytheMendelgeneticsegregationlawofthegoodmaterial.Wecanusethedrosophilamelanogasterchromosomesingleallele,suchasdrosophilamelanogasterlongwinged(+)andvestigialwinged(vg)genestoverifythecorrectnessofMondor'slawofsegregation.Methods:thewingedDrosophilamelanogasterstrainsofvirginfemaleandwildtypestrains(wings)maleflyhybridizationF1,andstatisticalanalysisF1.Keywords:fruitfly; cultivation; thegeneticcharacters;lawofsegregation;SingleFactorCross果蠅的單因子雜交XX（指導(dǎo)老師：XX）

（XXXX）引言近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，果蠅在生物學(xué)研究的舞臺(tái)上占有舉足輕重的地位，是一種理想的模式生物。隨著技術(shù)的發(fā)展，果蠅還將繼續(xù)成為重要的模式生物，廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)的各個(gè)研究領(lǐng)域，以探索生命的奧秘和闡明疾病的機(jī)制。近年來(lái)，我國(guó)以果蠅為模式生物的科研隊(duì)伍在不斷壯大可以預(yù)見(jiàn)，小小的果蠅將會(huì)在我國(guó)建立創(chuàng)新型國(guó)家的過(guò)程中作出更大的貢獻(xiàn)［1］0在果蠅雜交中，有相對(duì)性狀的品系之間進(jìn)行雜交，雜種 F1表現(xiàn)為顯性，雜種F1形成配子時(shí)，帶有顯隱雜合等位基因的一對(duì)同源染色體對(duì)等分離，等位基因也隨著分離，產(chǎn)生兩種不同配子，因此，不論顯性性狀還是隱性性狀都將在 F2中按一定的比例在不同的個(gè)體上重新出現(xiàn)0一對(duì)基因在雜合狀態(tài)中保持相對(duì)的獨(dú)立性，而在配子形成時(shí)，又按原樣分離到不同的配子中去。理論上配子分離比是1:1，子二代基因型分離比是1:2:1，若顯性完全，子二代表型分離比是3:1。這就是分離定律。孟德?tīng)枏耐愣怪羞x取了許多穩(wěn)定的，易于觀察的性狀觀察分析［3］o所謂的性狀是生物體所表現(xiàn)的形態(tài)特征和生理特性的總稱(chēng)。 孟德?tīng)栐谘芯客愣沟戎参锏男誀钸z傳時(shí)，把植株所表現(xiàn)的性狀總體區(qū)分為各個(gè)單位作為研究對(duì)象，這些被區(qū)分開(kāi)的每一個(gè)具體性狀稱(chēng)為單位性狀 （unitcharacter）.如豌豆的花色，種子形狀，子葉顏色，豆莢形狀，未成熟豆莢的顏色，花序著生部位和株高等性狀。不同個(gè)體在單位性狀上常有著各種不同的表現(xiàn)，如豌豆有紅花 和白花，種子形狀有圓粒和皺粒，子葉顏色有黃色和綠色等。這種同一單位性狀在不同個(gè)體間所表現(xiàn)出來(lái)的相對(duì)差異，稱(chēng)為相對(duì)性狀。果蠅的長(zhǎng)翅（+）和殘翅（vg）是一對(duì)相對(duì)性狀。它們是位于常染色體上的一對(duì)等位基因［4］。野生型果蠅的雙翅是長(zhǎng)翅，（+/+）翅長(zhǎng)過(guò)尾部。殘翅果蠅（vg/vg）的雙翅幾乎沒(méi)有，只有少量殘痕，無(wú)飛翔能力。vg的座位是第二染色體67.0。長(zhǎng)翅對(duì)殘翅顯性完全。試驗(yàn)中采用純種的殘翅雌果蠅與野生的雄果蠅雜交，以驗(yàn)證孟德?tīng)?分離第一定律。

1果蠅生活史果蠅的生活周期長(zhǎng)短與溫度有密切關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，30C以上溫度能使果蠅不育或死亡，低溫能使生活周期延長(zhǎng)，生活力下降，飼養(yǎng)果蠅的最適溫度為20?25C其生活史包括：卵—幼蟲(chóng)—蛹—成蟲(chóng)。圖1fig1圖2fig22果蠅雌雄的鑒別雌果蠅個(gè)體較大，腹部末端較尖，腹部背面有五條黑條紋，外生殖器較簡(jiǎn)單，有陰道板和肛上板等結(jié)構(gòu)，腹部腹面有6個(gè)腹片無(wú)性梳；雄果蠅個(gè)體較小，腹部末端較鈍，腹部背面有三條黑條紋，最后一條極寬，并延伸到腹面外生殖器較復(fù)雜，有生殖弧、肛上板、陰莖等結(jié)構(gòu)，腹部腹面有4個(gè)腹片，前腿跗節(jié)上有性梳[5]o果蠅的外形（雌雄圖3 左雌，右雄fig3Femaleleft，Rightmale3實(shí)驗(yàn)材料材料：野生型長(zhǎng)翅果蠅和殘翅突變型果蠅。器材和儀器：顯微鏡、雙筒解剖鏡、放大鏡、鑷子、麻醉瓶、白瓷板、毛筆、載玻片、蓋玻片等。試劑：玉米粉、酵母粉、蔗糖、瓊脂、蒸餾水、乙醚、 70%酉精、丙酸等。4培養(yǎng)基的配制培養(yǎng)基的配制：4-5人為一組，按照所需的量配制相應(yīng)的培養(yǎng)基?，F(xiàn)在以300ml為例,培養(yǎng)基的配方如下：A:葡萄糖23.45g瓊脂2.345g,加蒸餾水150ml，煮沸溶解。B:玉米粉30.9375g加水150ml，加熱攪拌均勻后，在加2.625g酵母粉。將A和B混合加熱成糊狀后，加1.875ml丙酸，即可分裝到培養(yǎng)瓶中。每瓶分裝30ml左右，將瓶壁擦拭干凈后，用紙包扎好后即可進(jìn)行高壓蒸汽滅菌。滅菌后在2到3天內(nèi)未發(fā)生霉變，即可用⑹。5實(shí)驗(yàn)方法5.1麻醉成體果蠅好動(dòng)，如何將它們成功移入新培養(yǎng)瓶呢？有效的方法是麻醉。所用的麻醉瓶可直接用干凈的培養(yǎng)瓶，或用廣口瓶代替。用左手小指與無(wú)名指夾取麻醉瓶瓶塞。在瓶塞滴加2?3滴乙醚。取果蠅培養(yǎng)瓶輕拍瓶壁，使果蠅震落在瓶底。再用左手無(wú)名指與中指夾取培瓶塞，培養(yǎng)瓶口與麻醉瓶口對(duì)接輕拍上方的培養(yǎng)瓶將果蠅落到麻醉瓶里。然后迅速蓋好兩個(gè)瓶塞，半分鐘左右，果蠅被麻醉，活動(dòng)緩慢，注意麻醉不得過(guò)度，如果果蠅兩翅展開(kāi)且肢體僵硬?說(shuō)明已致死。因此，必須抓緊時(shí)間移人新培養(yǎng)瓶中，可將培養(yǎng)瓶橫臥于白紙或白瓷盤(pán)上，用干凈毛筆把所需果蠅挑選出來(lái)，待果蠅清醒后，再豎立加塞，防止果蠅粘在培養(yǎng)基上。圖4fig4

圖5處理后的果蠅fig5Afterdealingwithfruitflies5.2選果蠅5.2.1殘翅雌處女蠅雌蠅一定要選處女蠅，可在實(shí)驗(yàn)前2-3天陸續(xù)收集，雌雄個(gè)體分開(kāi)培養(yǎng)。，因此

在做雜交試驗(yàn)時(shí)，雌蠅必須選用處女蠅 （沒(méi)有交配過(guò)的雌蠅）。那么如何才能得到處女蠅呢？一般來(lái)說(shuō)，剛羽化出來(lái)的果蠅在12小時(shí)之內(nèi)是不進(jìn)行交配的，所以在這段時(shí)間內(nèi)選出的雌蠅即為處女蠅。為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，可以在羽化后的 8小時(shí)內(nèi)挑選。因此，在雜交實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi)，各實(shí)驗(yàn)小組要根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，精心挑選處女蠅。為了操作方便，可以在每天早晨8:00?9:00將培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)的成蠅殺死，次日傍晚17:00?19:00對(duì)新羽化出的果蠅進(jìn)行挑選。共三組，每組4?5只，單獨(dú)培養(yǎng)觀察3天無(wú)卵產(chǎn)生說(shuō)明處女蠅收集成功。

紅眼殘翅圖6殘翅雌果蠅fig6Vestigialfemalefruitflies522長(zhǎng)翅雄果蠅用純種長(zhǎng)翅果蠅培養(yǎng)到有白色幼蟲(chóng)孵出時(shí)，放飛親本果蠅，待幼蟲(chóng)成蛹后，收集雄果蠅，共三組，每組8?10只。圖7長(zhǎng)翅雄果蠅fig7LongwingedmaleDrosophilamelanogaster5.3果蠅交配交配方式：將雌雄果蠅放在一起培養(yǎng)，雌蠅的生殖器中有貯精囊，可保留交配所得的大量精子，雌蠅一次交配所得的精子，足夠它多次排出的卵受精。雜交時(shí)把所需品系的雄蠅直接放到處女蠅培養(yǎng)瓶中，貼好標(biāo)簽，注明兩親本的基因型及交配日期，移入25C溫箱中進(jìn)行培養(yǎng)。7?8天后倒掉親本（一定要倒干凈，以免親代和子代混淆）。由此得F1代。5.4觀察10天后，F(xiàn)1代開(kāi)始羽化，觀察F1翅膀（表型），注意顯、隱性關(guān)系，連續(xù)檢查一周，

并計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)，或在釋放親本7天后集中觀察?？煽康挠?jì)數(shù)及觀察是培養(yǎng)開(kāi)始的 20天以?xún)?nèi)（時(shí)間延長(zhǎng)就可能產(chǎn)生F2代，影響實(shí)驗(yàn)效果）。觀測(cè)數(shù)目在200只以上，不少于50只。6數(shù)據(jù)分析與結(jié)果討論F1代：日期 6月8日6月9日6月10日6月11日 性狀雌果蠅數(shù)目只 12 10 6 2 長(zhǎng)翅雄果蠅數(shù)目只 10 13 3 3 長(zhǎng)翅表1F1代Table1TheF1generation從收集的結(jié)果可看出，所得到的F1代果蠅都為長(zhǎng)翅，沒(méi)有發(fā)生性狀的分離，符合孟德?tīng)栠z傳定律。且由F1代實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在長(zhǎng)翅（+）與殘翅（vg）性狀中，長(zhǎng)翅（+）對(duì)殘翅（vg）為顯性。圖譜分析：P 長(zhǎng)翅（VgVg）x殘翅（vgvg）F1 長(zhǎng)翅（Vgvg）其結(jié)果符合孟德?tīng)柗蛛x定律，但該是經(jīng)驗(yàn)存在以下幾個(gè)弊端：1） 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄的數(shù)據(jù)太少；2） 沒(méi)有進(jìn)行正反交兩個(gè)雜交組合；3）由于該實(shí)驗(yàn)持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)，有很強(qiáng)的連續(xù)性，而時(shí)間有限，沒(méi)有進(jìn)行下一步的 F2代雜交實(shí)驗(yàn)；因此，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還不能完全作為孟德?tīng)柖傻囊罁?jù)，如使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有說(shuō)服力，側(cè)還需通過(guò)正反交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)行下一步的 F2代雜交實(shí)驗(yàn)，并經(jīng)x2檢驗(yàn)。在X2檢驗(yàn)中，當(dāng)與特定的x2值對(duì)應(yīng)的概率小于0.05時(shí)，可以認(rèn)為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論值的偏差是顯著性的，亦即，這種偏差不是單純的實(shí)驗(yàn)誤差造成的，例如，可能是由實(shí)驗(yàn)步驟錯(cuò)誤引起的。假如該概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.01，甚至可能原來(lái)的理論本身就是錯(cuò)誤的。另一方面，當(dāng)與特定的x2值對(duì)應(yīng)的概率大于0.05時(shí)，通?？梢耘袛鄬?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論值沒(méi)有顯著差異，亦即，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持特定的理論[7]o孟德?tīng)柖梢延写罅康淖C據(jù)證明其正確性。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論值之間出現(xiàn)顯著偏差，一般可以考慮以下原因：1） 產(chǎn)卵多，幼蟲(chóng)密度過(guò)大，自然選擇導(dǎo)致突變型個(gè)體生存不利，死亡率高于野生型。2） 雜交親本棄除不完全，或者有其他品系果蠅混人。3） 部分新羽化的果蠅黏死在培養(yǎng)基上，導(dǎo)致表型無(wú)法識(shí)別。4） 將F2個(gè)體誤記人Fi數(shù)據(jù)。5） 雜交所利用的基因附近恰好有其他對(duì)果蠅生存力有影響的基因。6） 即使理論和實(shí)驗(yàn)操作都沒(méi)有錯(cuò)誤，仍有0.05的概率發(fā)生偶然誤差，結(jié)果導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯著偏離理論預(yù)期值?？偨Y(jié)1、 在培養(yǎng)過(guò)程中培養(yǎng)基會(huì)發(fā)生發(fā)霉現(xiàn)象?？赡苄砸?yàn)榻湍妇c霉菌生活環(huán)境相似，均為pH4.5?6.0。所以在培養(yǎng)基的配制、酵母液的制備乃至轉(zhuǎn)管時(shí)瓶塞的取放等每一個(gè)細(xì)節(jié)都要按無(wú)菌操作的基本要求去完成，防止霉菌的污染。對(duì)于已經(jīng)被霉菌大量污染的培養(yǎng)基應(yīng)及時(shí)倒掉，不宜再用。2、 培養(yǎng)基配制時(shí)我們還應(yīng)注意到酵母菌的選擇。以往常常使用干酵母片，但其菌體活力較差，難以大量繁殖。現(xiàn)在改用發(fā)酵面包專(zhuān)用活性酵母粉來(lái)制備酵母菌液，效果較好。3、培養(yǎng)的溫度對(duì)果蠅的生長(zhǎng)發(fā)育繁殖至關(guān)重要。果蠅生活的最適溫度為 20?25C。當(dāng)溫度降至0C以下時(shí)，生活周期延至57d以上，生活力明最降低?而高于30E時(shí)引起不育和死亡。因此，選培養(yǎng)箱培養(yǎng)最為妥當(dāng)。其次要保持相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境條件，使雜交性狀的表現(xiàn)不致因不同的條件影響而改變。4、 保證果蠅種系的純正決定實(shí)驗(yàn)的成敗，所以我們要保證遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的雜交測(cè)試不受干擾，一定要保證親本果蠅的純正。如發(fā)現(xiàn)有從瓶中逃逸者，必須捕殺。并且，經(jīng)常對(duì)親本果蠅進(jìn)行性狀檢查，排除雜交者或突變者。5、 在挑果蠅時(shí)，除了要注意雌雄外，還要注意性狀，防止因果蠅混雜而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的失敗。除此之外，我們還應(yīng)選擇較為復(fù)壯的果蠅。由于長(zhǎng)期在低溫下生活，果蠅的生活力大大降低