觅食路径长度实验方案 黑腹果蝇 幼虫

本实验的总体目标是定量分析果蝇幼虫行为中的运动组分。该方法有助于回答行为遗传学领域中的关键问题，例如遗传和环境因素对幼虫行为个体差异的贡献。该技术的主要优势在于快速、可重复性强，并且能够收集大样本量的数据。

通常，初次接触该方法的人可能会遇到困难，因为该检测的成功取决于发育时间的把握以及对实验动物的一致且细致的处理。本实验操作将由我实验室的研究生 Ina Anreiter 和 Oscar Vasquez 进行演示。通过在容量为六盎司的塑料果蝇培养瓶的一侧打孔，制备 Holding 瓶。

接下来，使用注射器将预先配制的葡萄汁培养基注入培养皿盖中，直至葡萄汁培养基的表面在皿盖边缘上方形成穹顶状。将葡萄汁平板置于潮湿且密封的容器中，于4°C保存，最长可保存两周。将40毫升预先配制的果蝇食物倒入100 × 15毫米的培养皿中。

准备三块黑色有机玻璃板，每块板上有十个直径为十厘米的圆形孔，呈两行五列排列，用于测试幼虫；另准备一个黑色有机玻璃涂布器，用于将酵母糊涂抹到有机玻璃板上。然后，将培养皿的皿盖与皿底分开。收集100至150只雌性果蝇和50至75只雄性果蝇。

将雌性和雄性果蝇放入一个6盎司的果蝇培养瓶中，瓶内装有标准果蝇食物，使其过夜交配。将果蝇转移至一个暂存瓶中，并用医用胶带将带有少量新鲜酵母糊的葡萄培养板固定在瓶口上方。将瓶子倒置，使葡萄培养板位于底部，以便成虫在葡萄板上产卵。

24小时后丢弃第一个葡萄培养皿，并在饲养瓶中放入一个新的葡萄培养皿。22小时后，将葡萄培养皿从瓶子中取出，放入60 × 15 毫米的培养皿中。接着，在饲养瓶上放置一个新的带有新鲜酵母糊的葡萄培养皿。

使用解剖针清除并丢弃接种葡萄培养基平板上的所有幼虫。将已清除幼虫的葡萄培养基平板在标准条件下孵育4小时。4小时后，从葡萄培养基平板上每种品系挑选100只L1（一龄）幼虫，转移至食物培养基平板上。

将幼虫轻轻放置在食物上，不要刺破食物，也不要将幼虫埋入其中。每次可挑取并放置十只幼虫为一组。通过将幼虫分散分布在食物平板上，避免过于密集。

将食物培养皿孵育至测试动物开始游走前约十小时，此时幼虫会离开食物以寻找化蛹场所。如果幼虫已开始游走，并如图中所示在培养皿盖上爬行，则这些动物已过老而不适合测试，其发育时间需重新评估。按1:2的比例将酵母溶解于水中。

确保最终的糊状物能够滴落，并在糊状物表面留下细带状痕迹，且这些痕迹会迅速消失。由于不同品牌、不同批次的酵母以及环境条件存在差异，判断酵母糊状物的合适稠度比严格遵循精确比例更为重要。使用画笔轻轻将第一株系食物平板中的幼虫挑出。

将幼虫收集到培养皿中，用清水轻轻冲洗以去除所有食物。用两毫升水快速冲洗幼虫，并用实验室擦拭纸轻轻吸干幼虫表面水分。将幼虫保持在湿润环境中，但不可浸入水中，以避免造成应激。

将三个测试平板并排放置，并为每个测试平板设置五分钟计时器。将酵母糊涂抹在测试平板的表面，使用涂布棒在每个测试平板上均匀铺开一层薄薄的酵母糊，使所有孔洞均覆盖一层均匀的酵母。轻柔地将一条幼虫置于每个孔洞的中央。

将第一只幼虫放入每个培养板的孔中后，立即启动五分钟计时器。随后将剩余幼虫放入其余孔中。在每个孔上方放置一个培养皿盖。

当计时器结束时，使用永久性标记笔在酵母上描记幼虫留下的移动轨迹长度，期间无需将幼虫从培养皿中移除。描记轨迹长度的顺序和速度应与幼虫放置到培养皿上的顺序和速度保持一致。最后，对每种菌株重复进行幼虫轨迹长度测试的步骤。

连续三天的测试数据显示出显著的品系效应，漫游型幼虫的移动距离大于停留型幼虫。除品系效应外，测试前经历四小时饥饿处理的幼虫其路径长度显著低于正常喂养的幼虫。总体而言，当两种品系均在高营养食物上培养时，其路径长度均长于在低营养食物上培养的情况。

如果操作得当，该实验方法可使单人在四小时内轻松检测多达500条幼虫，因此在大规模表型分析中具有重要价值。在遵循我们刚刚展示的实验流程基础上，还可进一步测试其他变量，如性别、饥饿处理或食物质量，以探究这些变量对与食物相关运动模式的影响。观看本视频后，您应能够充分掌握如何测量果蝇幼虫与食物相关的运动行为，从而评估遗传和环境因素对个体行为差异的贡献。