一种改进的准确快速测量飞行性能的方法 果蝇

本实验的总体目标是快速、准确地测量果蝇的飞行能力。首先将果蝇投入飞行圆筒中，以实现这一目标。实验的第二步是使用数码相机对降落表面进行成像。

最后一步是使用成像软件通过测量每只果蝇的着陆高度来分析数据。该方法最终有助于识别影响飞行能力的突变及某些条件（如衰老或神经退行性病变），并可对飞行表现进行量化。与现有方法（如原始飞行测试仪）相比，该技术的主要优势在于更适用于对影响飞行能力的突变体及其他条件进行高通量筛选。

我们最初想到这一方法时，是意识到使用原始飞行测试仪检测大量基因型所耗费的时间非常长。使用链条夹将飞行圆筒固定在铁架台上，在圆筒下方预留约三厘米的空间用于放置接虫皿。

在培养皿中加入一层薄薄的矿物油，并将其滑入飞行圆筒下方。将漏斗固定在第二个铁架台上。调节漏斗的高度，使其底部与飞行圆筒的顶部齐平。

漏斗最窄的部分必须比果蝇小瓶更窄。导管的直径应略大于果蝇小瓶，以便小瓶能够自由下落。将导管插入漏斗顶部，并使用十字夹固定。

接下来，从聚丙烯酰胺板上裁下一矩形条，其长度与飞行筒长度相同，宽度略小于飞行筒的内周长。在该条片上涂布一层薄薄的Tangle-Trap粘合剂，顶部和底部留出足够未涂胶的区域以便手持。待条片上的粘合剂干燥一小时后，将条片插入飞行筒内，使粘合剂面朝向内侧。

接下来，使用松木支撑架组装相机滑轨。确保滑轨底部能够支撑相机，且不会遮挡镜头。然后将止动器固定在不妨碍相机观察塑料板的位置上。

收集待测果蝇，每管不超过20只。轻轻敲击使果蝇落入管底。打开瓶塞，将试管插入落管中。

松开小瓶。当小瓶撞击逐渐收窄的漏斗壁时，果蝇会被弹入飞行筒中。提起落管以移除空的小瓶，如有需要可继续装入更多果蝇。

一个聚丙烯酰胺胶片上可轻松测试并成像来自10个试管的多达200只果蝇。现在，取下塑料片并将其放置在平坦的白色表面上，如果实验台面颜色较深，可使用白色海报纸作为替代。在塑料片上方组装相机轨道。

相机应足够高于培养皿，以使培养皿的顶部和底部均位于视野范围内。在按住拍摄按钮的同时沿轨道移动相机，以获取全景图像。可手动计数飞行室下方培养皿油中降落的果蝇数量。

每次试验之间，可将果蝇从粘板上移除，粘板可重复使用。在 ImageJ 软件中打开图像文件，如有需要，裁剪图像以仅包含着陆表面区域。该区域涂有缠绕陷阱。

将图像转换为8位灰度图像并创建阈值，以滤除白色背景。设置参数以识别每只果蝇。

使用“分析颗粒”菜单定义参数。用于通过演示装置识别颗粒。设定面积为5至90平方像素，圆形度为0.4至1.0，可准确识别所有样本。

现在，使用为每个颗粒生成的坐标列表来测量每只果蝇的位置。可以将像素的 X 坐标转换为厘米。为计算着陆高度，将表格导入电子表格并进行分析。

将已知存在飞行缺陷的slow poke突变体果蝇与野生型canton s果蝇的飞行能力进行了比较。所有果蝇均为室温下培养的3日龄果蝇。对照组果蝇 consistently降落在圆柱体的顶部附近，而slow poke突变体的降落分布范围则大得多。

在73厘米高度下，野生型果蝇的平均着陆高度显著高于在44厘米高度下的慢步突变体。通过该实验流程，可进一步采用组织学等其他方法，探究飞行肌、运动神经元或神经肌肉接头结构完整性的相关问题。观看本视频后，您应能够充分理解如何快速评估果蝇的飞行能力。