2019年综合实验论文：果蝇的培养、遗传性状的观察及单因子遗传分析

生物学实验教学中心目录TOC\o"1-5"\h\z弓I言 1\o"CurrentDocument"果蝇生活史 2\o"CurrentDocument"果蝇雌雄的鉴别 3\o"CurrentDocument"实验材料 3\o"CurrentDocument"4培养基的配制 4\o"CurrentDocument"5 实验方法 4\o"CurrentDocument"5.1麻醉 4\o"CurrentDocument"5.2选果蝇 5\o"CurrentDocument"5.3果蝇交配 7\o"CurrentDocument"5.4 观察 7\o"CurrentDocument"6数据分析与结果讨论 7\o"CurrentDocument"总结 9\o"CurrentDocument"参考文献 10果蝇的培养、遗传性状的观察及单因子遗传分析XX(指导老师：XX)(湖北师范学院生命科学学院 生物科学1003班湖北黄石435002)摘要：由于果蝇饲养简单，生长繁殖快，生命周期短，突变种类多，相对性状突出，因此，是用来研究孟德尔遗传分离定律的良好材料。利用黑腹果蝇常染色体上的单对等位基因，如黑腹果蝇的长翅(+)和残翅(vg)基因，我们可以验证孟得尔这个分离定律的正确性。方法：残翅黑腹果蝇品系的处女蝇与野生型品系(长翅)的雄蝇杂交，获得F1,对F1进行统计分析。关键词：果蝇；培养；遗传性状；分离定律；单因子杂交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果蝇的单因子杂交XX（指导老师：XX）

（XXXX）引言近一个世纪以来，果蝇在生物学研究的舞台上占有举足轻重的地位，是一种理想的模式生物。随着技术的发展，果蝇还将继续成为重要的模式生物，广泛应用于生命科学的各个研究领域，以探索生命的奥秘和阐明疾病的机制。近年来，我国以果蝇为模式生物的科研队伍在不断壮大可以预见，小小的果蝇将会在我国建立创新型国家的过程中作出更大的贡献［1］0在果蝇杂交中，有相对性状的品系之间进行杂交，杂种 F1表现为显性，杂种F1形成配子时，带有显隐杂合等位基因的一对同源染色体对等分离，等位基因也随着分离，产生两种不同配子，因此，不论显性性状还是隐性性状都将在 F2中按一定的比例在不同的个体上重新出现0一对基因在杂合状态中保持相对的独立性，而在配子形成时，又按原样分离到不同的配子中去。理论上配子分离比是1:1，子二代基因型分离比是1:2:1，若显性完全，子二代表型分离比是3:1。这就是分离定律。孟德尔从豌豆中选取了许多稳定的，易于观察的性状观察分析［3］o所谓的性状是生物体所表现的形态特征和生理特性的总称。 孟德尔在研究豌豆等植物的性状遗传时，把植株所表现的性状总体区分为各个单位作为研究对象，这些被区分开的每一个具体性状称为单位性状 （unitcharacter）.如豌豆的花色，种子形状，子叶颜色，豆荚形状，未成熟豆荚的颜色，花序着生部位和株高等性状。不同个体在单位性状上常有着各种不同的表现，如豌豆有红花 和白花，种子形状有圆粒和皱粒，子叶颜色有黄色和绿色等。这种同一单位性状在不同个体间所表现出来的相对差异，称为相对性状。果蝇的长翅（+）和残翅（vg）是一对相对性状。它们是位于常染色体上的一对等位基因［4］。野生型果蝇的双翅是长翅，（+/+）翅长过尾部。残翅果蝇（vg/vg）的双翅几乎没有，只有少量残痕，无飞翔能力。vg的座位是第二染色体67.0。长翅对残翅显性完全。试验中采用纯种的残翅雌果蝇与野生的雄果蝇杂交，以验证孟德尔•分离第一定律。

1果蝇生活史果蝇的生活周期长短与温度有密切关系。一般来说，30C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20〜25C其生活史包括：卵—幼虫—蛹—成虫。图1fig1图2fig22果蝇雌雄的鉴别雌果蝇个体较大，腹部末端较尖，腹部背面有五条黑条纹，外生殖器较简单，有阴道板和肛上板等结构，腹部腹面有6个腹片无性梳；雄果蝇个体较小，腹部末端较钝，腹部背面有三条黑条纹，最后一条极宽，并延伸到腹面外生殖器较复杂，有生殖弧、肛上板、阴茎等结构，腹部腹面有4个腹片，前腿跗节上有性梳[5]o果蝇的外形（雌雄图3 左雌，右雄fig3Femaleleft，Rightmale3实验材料材料：野生型长翅果蝇和残翅突变型果蝇。器材和仪器：显微镜、双筒解剖镜、放大镜、镊子、麻醉瓶、白瓷板、毛笔、载玻片、盖玻片等。试剂：玉米粉、酵母粉、蔗糖、琼脂、蒸馏水、乙醚、 70%酉精、丙酸等。4培养基的配制培养基的配制：4-5人为一组，按照所需的量配制相应的培养基。现在以300ml为例,培养基的配方如下：A:葡萄糖23.45g琼脂2.345g,加蒸馏水150ml，煮沸溶解。B:玉米粉30.9375g加水150ml，加热搅拌均匀后，在加2.625g酵母粉。将A和B混合加热成糊状后，加1.875ml丙酸，即可分装到培养瓶中。每瓶分装30ml左右，将瓶壁擦拭干净后，用纸包扎好后即可进行高压蒸汽灭菌。灭菌后在2到3天内未发生霉变，即可用⑹。5实验方法5.1麻醉成体果蝇好动，如何将它们成功移入新培养瓶呢？有效的方法是麻醉。所用的麻醉瓶可直接用干净的培养瓶，或用广口瓶代替。用左手小指与无名指夹取麻醉瓶瓶塞。在瓶塞滴加2〜3滴乙醚。取果蝇培养瓶轻拍瓶壁，使果蝇震落在瓶底。再用左手无名指与中指夹取培瓶塞，培养瓶口与麻醉瓶口对接轻拍上方的培养瓶将果蝇落到麻醉瓶里。然后迅速盖好两个瓶塞，半分钟左右，果蝇被麻醉，活动缓慢，注意麻醉不得过度，如果果蝇两翅展开且肢体僵硬•说明已致死。因此，必须抓紧时间移人新培养瓶中，可将培养瓶横卧于白纸或白瓷盘上，用干净毛笔把所需果蝇挑选出来，待果蝇清醒后，再竖立加塞，防止果蝇粘在培养基上。图4fig4

图5处理后的果蝇fig5Afterdealingwithfruitflies5.2选果蝇5.2.1残翅雌处女蝇雌蝇一定要选处女蝇，可在实验前2-3天陆续收集，雌雄个体分开培养。，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）。那么如何才能得到处女蝇呢？一般来说，刚羽化出来的果蝇在12小时之内是不进行交配的，所以在这段时间内选出的雌蝇即为处女蝇。为了保险起见，可以在羽化后的 8小时内挑选。因此，在杂交实验开始的一段时间内，各实验小组要根据自己的实验设计，精心挑选处女蝇。为了操作方便，可以在每天早晨8:00〜9:00将培养瓶内的成蝇杀死，次日傍晚17:00〜19:00对新羽化出的果蝇进行挑选。共三组，每组4〜5只，单独培养观察3天无卵产生说明处女蝇收集成功。

红眼残翅图6残翅雌果蝇fig6Vestigialfemalefruitflies522长翅雄果蝇用纯种长翅果蝇培养到有白色幼虫孵出时，放飞亲本果蝇，待幼虫成蛹后，收集雄果蝇，共三组，每组8〜10只。图7长翅雄果蝇fig7LongwingedmaleDrosophilamelanogaster5.3果蝇交配交配方式：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。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，移入25C温箱中进行培养。7〜8天后倒掉亲本（一定要倒干净，以免亲代和子代混淆）。由此得F1代。5.4观察10天后，F1代开始羽化，观察F1翅膀（表型），注意显、隐性关系，连续检查一周，

并计数统计，或在释放亲本7天后集中观察。可靠的计数及观察是培养开始的 20天以内（时间延长就可能产生F2代，影响实验效果）。观测数目在200只以上，不少于50只。6数据分析与结果讨论F1代：日期 6月8日6月9日6月10日6月11日 性状雌果蝇数目只 12 10 6 2 长翅雄果蝇数目只 10 13 3 3 长翅表1F1代Table1TheF1generation从收集的结果可看出，所得到的F1代果蝇都为长翅，没有发生性状的分离，符合孟德尔遗传定律。且由F1代实验结果可知，在长翅（+）与残翅（vg）性状中，长翅（+）对残翅（vg）为显性。图谱分析：P 长翅（VgVg）x残翅（vgvg）F1 长翅（Vgvg）其结果符合孟德尔分离定律，但该是经验存在以下几个弊端：1） 实验过程中记录的数据太少；2） 没有进行正反交两个杂交组合；3）由于该实验持续的时间长，有很强的连续性，而时间有限，没有进行下一步的 F2代杂交实验；因此，实验结果还不能完全作为孟德尔定律的依据，如使实验结果更具有说服力，侧还需通过正反交实验进行验证，进行下一步的 F2代杂交实验，并经x2检验。在X2检验中，当与特定的x2值对应的概率小于0.05时，可以认为实验数据与理论值的偏差是显著性的，亦即，这种偏差不是单纯的实验误差造成的，例如，可能是由实验步骤错误引起的。假如该概率远远小于0.01，甚至可能原来的理论本身就是错误的。另一方面，当与特定的x2值对应的概率大于0.05时，通常可以判断实验数据与理论值没有显著差异，亦即，实验数据支持特定的理论[7]o孟德尔定律已有大量的证据证明其正确性。如果实验结果和理论值之间出现显著偏差，一般可以考虑以下原因：1） 产卵多，幼虫密度过大，自然选择导致突变型个体生存不利，死亡率高于野生型。2） 杂交亲本弃除不完全，或者有其他品系果蝇混人。3） 部分新羽化的果蝇黏死在培养基上，导致表型无法识别。4） 将F2个体误记人Fi数据。5） 杂交所利用的基因附近恰好有其他对果蝇生存力有影响的基因。6） 即使理论和实验操作都没有错误，仍有0.05的概率发生偶然误差，结果导致实验数据显著偏离理论预期值。总结1、 在培养过程中培养基会发生发霉现象。可能性因为酵母菌与霉菌生活环境相似，均为pH4.5〜6.0。所以在培养基的配制、酵母液的制备乃至转管时瓶塞的取放等每一个细节都要按无菌操作的基本要求去完成，防止霉菌的污染。对于已经被霉菌大量污染的培养基应及时倒掉，不宜再用。2、 培养基配制时我们还应注意到酵母菌的选择。以往常常使用干酵母片，但其菌体活力较差，难以大量繁殖。现在改用发酵面包专用活性酵母粉来制备酵母菌液，效果较好。3、培养的温度对果蝇的生长发育繁殖至关重要。果蝇生活的最适温度为 20〜25C。当温度降至0C以下时，生活周期延至57d以上，生活力明最降低•而高于30E时引起不育和死亡。因此，选培养箱培养最为妥当。其次要保持相对稳定的环境条件，使杂交性状的表现不致因不同的条件影响而改变。4、 保证果蝇种系的纯正决定实验的成败，所以我们要保证遗传学实验的杂交测试不受干扰，一定要保证亲本果蝇的纯正。如发现有从瓶中逃逸者，必须捕杀。并且，经常对亲本果蝇进行性状检查，排除杂交者或突变者。5、 在挑果蝇时，除了要注意雌雄外，还要注意性状，防止因果蝇混杂而导致实验结果的失败。除此之外，我们还应选择较为复壮的果蝇。由于长期在低温下生活，果蝇的生活力大大降低