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[[File:360截图20200622144126949.jpg|缩略图|居中|[http://img1.iplant.cn/image2/b/2885751.jpg 原图链接][http://ppbc.iplant.cn 来自  中国植物图像库 的 图片]]]
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[[File: 果蝇.jpg|缩略图|居中|[https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1605697259374&di=be0a72bfd6a0c9bc8069c6548cc71fe9&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fimg.pconline.com.cn%2Fimages%2Fupload%2Fupc%2Ftx%2Fitbbs%2F1611%2F04%2Fc31%2F29431501_1478253107400_mthumb.jpg 原图链接][https://image.baidu.com/search/detail?ct=503316480&z=0&ipn=d&word=%E6%9E%9C%E8%9D%87&step_word=&hs=0&pn=4&spn=0&di=172480&pi=0&rn=1&tn=baiduimagedetail&is=0%2C0&istype=2&ie=utf-8&oe=utf-8&in=&cl=2&lm=-1&st=-1&cs=1418434967%2C628744550&os=2042928361%2C85338478&simid=4279764426%2C532526555&adpicid=0&lpn=0&ln=1755&fr=&fmq=1605687145058_R&fm=detail&ic=undefined&s=undefined&hd=undefined&latest=undefined&copyright=undefined&se=&sme=&tab=0&width=undefined&height=undefined&face=undefined&ist=&jit=&cg=&bdtype=0&oriquery=&objurl=http%3A%2F%2Fimg.pconline.com.cn%2Fimages%2Fupload%2Fupc%2Ftx%2Fitbbs%2F1611%2F04%2Fc31%2F29431501_1478253107400_mthumb.jpg&fromurl=ippr_z2C%24qAzdH3FAzdH3F1r_z%26e3Brv5gstgj_z%26e3Bv54_z%26e3BvgAzdH3Fri5p5AzdH3Fstfp_nml8bdc_z%26e3Bip4s&gsm=3&rpstart=0&rpnum=0&islist=&querylist=&force=undefined 来自  百度 图片]]]
  
 
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中文 :山矾叶九节
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''' 中文名''':果蝇
  
拉丁学名:Psychotria symplocifolia Kurz
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''' 拉丁学名''':Drosophila melanogaster
  
界:植物界
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'''别称''':黑腹果蝇
  
门:被子植
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'''界''':动
  
纲:单子叶植
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'''门''':节肢动
  
目:百合目
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'''亚门''':六足亚门
  
  科:茜草科
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'''纲''':昆虫纲
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'''亚纲''':有翅亚纲
  
:九节
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'''目''':双翅目
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'''亚目''':芒角亚目
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'''科''':果蝇科
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''' ''':果蝇
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'''种''':黑腹果蝇
  
 
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 果蝇英文俗名fruit fly或vinegar fly ,果蝇广泛地存在于全球温带及热带气候区,由于其主食为酵母菌,且腐烂的水果易滋生酵母菌,因此在人类的栖息地内如果园,菜市场等地区内皆可见其踪迹。除了南北极外,目前至少有1000个以上的果蝇物种被发现,大部分的物种以腐烂的水果或植物体为食,少部分则只取用真菌,树液或花粉为其食物。
 
 果蝇英文俗名fruit fly或vinegar fly ,果蝇广泛地存在于全球温带及热带气候区,由于其主食为酵母菌,且腐烂的水果易滋生酵母菌,因此在人类的栖息地内如果园,菜市场等地区内皆可见其踪迹。除了南北极外,目前至少有1000个以上的果蝇物种被发现,大部分的物种以腐烂的水果或植物体为食,少部分则只取用真菌,树液或花粉为其食物。
  
基本信息
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==''' 基本信息'''==
中文名
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''' 中文名''': 果蝇
果蝇
 
 
 
拉丁学名
 
Drosophila melanogaster
 
  
别称
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'''拉丁学名''':Drosophila melanogaster
黑腹果蝇
 
  
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'''别称''':黑腹果蝇
动物界
 
  
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'''界''': 动物
节肢 动物
 
  
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''' ''':[[节肢动物 ]]
六足亚
 
  
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'''亚门''':六足亚门
昆虫纲
 
  
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'''纲''':[[昆虫纲]]
 
   
 
   
亚纲
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''' 亚纲''':[[ 有翅亚纲]]
有翅亚纲
 
  
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''' ''': 双翅目
双翅目
 
  
亚目
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''' 亚目''': 芒角亚目
芒角亚目
 
  
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''' ''': 果蝇科
果蝇科
 
  
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''' ''': 果蝇属
果蝇属
 
  
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''' ''': 黑腹果蝇
黑腹果蝇
 
  
分布区域
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''' 分布区域''': 全球温带及热带气候区
全球温带及热带气候区
 
  
目录
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==''' 外观特征'''==
1外观特征
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 体型较小,身长3~4mm。近似种鉴定困难,主要特征是具有硕大的红色[[ 复眼]] 。雌性体长2.5毫米, 雄性较之还要小。雄性有深色后肢,可以此来与雌性作区别。[[ 雌雄]] 鉴别方法:雌果蝇体型大,末端尖。背面:环纹5节,无[[ 黑斑]] 。腹面:腹片7节。第一对足跗节基部无[[ 性梳]] 。雄果蝇体型小,末端钝。背面:环纹7节,延续到末端呈黑斑。腹面:腹片5节。第一对足跗节基部有黑色[[ 鬃毛]] 状性梳。
2亚种分类
 
3生活环境
 
4饲养方法
 
5代表物种
 
6研究进展
 
折叠编辑本段 外观特征
 
 体型较小,身长3~4mm。近似种鉴定困难,主要特征是具有硕大的
 
雄性腹部有黑斑前肢有性梳,雌性没有
 
雄性腹部有黑斑前肢有性梳,雌性没有
 
红色复眼。雌性体长2.5毫米, 雄性较之还要小。雄性有深色后肢,可以此来与雌性作区别。雌雄鉴别方法:雌果蝇体型大,末端尖。背面:环纹5节,无黑斑。腹面:腹片7节。第一对足跗节基部无性梳。雄果蝇体型小,末端钝。背面:环纹7节,延续到末端呈黑斑。腹面:腹片5节。第一对足跗节基部有黑色鬃毛状性梳。
 
  
 
 果蝇只有四对染色体,数量少而且形状有明显差别;果蝇性状变异很多,比如眼睛的颜色、翅膀的形状等性状都有多种变异,这些特点对遗传学研究也有很大好处。
 
 果蝇只有四对染色体,数量少而且形状有明显差别;果蝇性状变异很多,比如眼睛的颜色、翅膀的形状等性状都有多种变异,这些特点对遗传学研究也有很大好处。
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 一只正常果蝇的复眼由800个小眼组成,每个小眼又是8个细胞凑成一圈。科学家找到一个能做主的统领基因eyeless(无眼),这个基因出现异常,果蝇就成了无眼蝇;顺便说下,eyeless在小鼠里被叫做"Small eye(小眼睛)",在人类则叫"Aniridia(没虹膜)",都和缺失后的症状有关。为了证明这个基因的绝对权威,科学家在果蝇身体其他部位表达eyeless,最后复眼竟长上了翅膀、腿和触角,最多的一身长了14个。
 
 一只正常果蝇的复眼由800个小眼组成,每个小眼又是8个细胞凑成一圈。科学家找到一个能做主的统领基因eyeless(无眼),这个基因出现异常,果蝇就成了无眼蝇;顺便说下,eyeless在小鼠里被叫做"Small eye(小眼睛)",在人类则叫"Aniridia(没虹膜)",都和缺失后的症状有关。为了证明这个基因的绝对权威,科学家在果蝇身体其他部位表达eyeless,最后复眼竟长上了翅膀、腿和触角,最多的一身长了14个。
  
折叠编辑本段 亚种分类
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==''' 亚种分类'''==
果蝇生活史
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[[ 果蝇科]](Drosophilidae)[[ 果蝇属]](Drosophila)昆虫。约1,000种。广泛用作遗传和演化的室内外研究材料,尤其是黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)易于培育。其生活史短,在室温下不到两周。黑腹果蝇作为一种常见的模式生物(model organism), 已经大量使用在遗传学(genetics)和发育生物学(developmental biology)上的研究。
果蝇生活史
 
果蝇科(Drosophilidae)果蝇属(Drosophila)昆虫。约1,000种。广泛用作遗传和演化的室内外研究材料,尤其是黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)易于培育。其生活史短,在室温下不到两周。黑腹果蝇作为一种常见的模式生物(model organism), 已经大量使用在遗传学(genetics)和发育生物学(developmental biology)上的研究
 
 
 
关于果蝇的遗传资料收集得比任何动物都多。用果蝇的染色体,尤其是成熟幼虫唾腺中最大的染色体,研究遗传特性和基因作用的基础。对果蝇在自然界的生物学了解得还不够。有些种生活以腐烂水果上。有些种则在真菌或肉质的花中生活。
 
 
 
折叠编辑本段生活环境
 
果蝇类昆虫与人类一样分布于全世界,
 
果蝇
 
果蝇
 
 并且在人类的居室内过冬。由于体型小,很容易穿过纱窗,因此居家环境内也很常见。有些种生活以腐烂水果上。有些种则在真菌或肉质的花中生活。在垃圾筒边或久置的水果上,只要发现许多红眼的小蝇,即是果蝇;果蝇类幼虫习惯孳生于垃圾堆或腐果上
 
  
  果蝇 对危害人类健康 家居装饰材 所散发 有毒气 非常敏感 这种有毒气 一般被称为"隐形杀手" 作为一种真核多细胞昆虫, 果蝇 有类似哺乳动物 的生 理功能和代谢系统,对空气质量非常敏感 。果 蝇的异常表现能反应室内空气污染 目前,对人类健康的威胁,室内空气污染已列十强之一。这 有毒物 主要是不合格家居装饰材料所排放,其在 国污染原因年度报告上的死亡人数已愈111,000人
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  关于 果蝇的 遗传资 收集得比任何动物都多。用果蝇 [[染色 ]] 尤其是成熟幼虫唾腺中最大的染色 ,研究遗传特性和基因作用的基础 果蝇 在自然界 的生 物学了解得还不够 有些种生活以腐烂水 种则在真菌或肉 的花 生活
  
折叠编辑本段饲养方法
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=='''生活环境'''==
 果蝇 多优点。首先是饲养 容易, 用一只牛奶瓶,放一 烂的 柿子 就可以饲养数百甚至上千 。第二 繁殖快,在25℃左右温度下十天左右就繁殖一代,一只雌 果蝇 一代能繁殖数百只。孟德尔以豌豆为实验材料,一年才种植一代。摩尔根最初以小鼠和鸽子为实验动物研究遗传学,效 也不理想。后来经人介绍,摩尔根于1908年开始饲养
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 果蝇 类昆虫与人类一样分布于全世界,并且在人类的居室内过冬。由于体型小, 很容易 穿过纱窗 因此居家环境内也很常见。有 种生活以腐 水果上。有些种则在真菌或肉质的花中生活。在垃圾筒边或久置 水果上 ,只 要发现许多红眼的小 ,即 是果蝇; 蝇类幼虫习惯孳生于垃圾堆或腐
  
  折叠编辑本段 代表物
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  小果蝇对危害人类健康的家居装饰材料所散发的有毒气体非常敏感,这种有毒气体一般被称为"隐形杀手"。作为一种真核多细胞昆虫,果蝇有类似哺乳动物的生理功能和 谢系统,对[[空气质量]]非常敏感。果蝇的异常 现能反应室内空气污染。目前,对人类健康的威胁,[[室内空气污染]]已列十强之一。这些有毒 质主要是不合格家居装饰材料所排放,其在中国污染原因年度报告上的死亡人数已愈111,000人。
黑腹果蝇
 
  
  黑腹 果蝇(Drosophila melanogaster) 双翅目昆虫
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=='''饲养方法'''==
果蝇生长周期
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 果蝇 有很多优点。首先 饲养容易,用一只牛奶瓶 放一些捣烂的柿子 就可以 饲养 数百甚至上千只果蝇。第二是 繁殖快, 在25℃左右温度下十天左右就繁殖一代 ,一 只雌果蝇一代能繁殖数百只。孟德尔以豌豆为 实验材料,一 年才 摩尔根最初以[[小鼠]] 鸽子为实验动物研究遗传学 效果也不理想 。后 来经人介绍 摩尔根于1908年开始饲养果蝇
果蝇生长周期
 
生活史短 饲养 繁殖快, 染色体少 突变型多,个体小,是 种很好的遗传学 实验材料, 一种 模式生物(model organism)。黑腹果蝇是 种原产于热带或亚热带的蝇种 人类一样分布于全世界 并且在人类的居室内过冬。雌性体长2.5毫米, 雄性较之还要小 雄性有深色 可以此来与雌性作区别
 
  
黑腹果 蝇 (Drosophila melanogaster) 在1830年首次被描述。雌
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=='''代表物种'''==
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* 黑腹果蝇
  
可以一次产下400个0.5毫米大 的卵 它们有绒毛膜和 层卵黄膜包被。其发育速度受环境温度影响。在25℃环境下,22小时后幼虫就会破壳而出, 并且立刻觅食。因为母体会将它们放在腐烂 水果上或其他发酵的有机物上 所以它们的首要食物来源 使水果腐烂的微 生物 ,如酵母和细菌,其次 含糖 水果 幼虫24小时后就会第 次蜕皮 ,并且 不断生长 以到达第二幼体发育期 经过三个幼虫(Larva)发育阶段和四天的蛹期(Pupae) 在25℃下过一天,就会发育为成虫(Adult)
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[[黑腹果蝇]](Drosophila melanogaster)是双翅目昆虫,生活史短,易饲养,繁殖快,染色体少,突变型多,个体 小, 种很好 遗传学实验材料 ,是 一种模式 生物(model organism)。黑腹果蝇 一种原产于热带或亚热带 蝇种 它和人类 样分布于全世界 ,并且 在人类的居室内过冬。雌性体长2.5毫米 雄性较之还要小 雄性有深色后肢 可以此来与雌性作区别
  
 果蝇
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  黑腹 果蝇 (Drosophila melanogaster) 在1830年首次被描述。雌蝇可以一次产下400个0.5毫米大小的卵,它们有绒毛膜和一层卵黄膜包被。其发育速度受环境温度影响。在25℃环境下,22小时后幼虫就会破壳而出, 并且立刻觅食。因为母体会将它们放在腐烂的水 上或其他发酵的有机物上,所以它们的首要食物来源是使水果腐烂的微生物,如酵母和细菌,其次是含糖的水果。幼虫24小时后就会第一次蜕皮,并且不断生长,以到达第二幼体发育期。经过三个幼虫(Larva)发育阶段和四天的蛹期(Pupae),在25℃下过一天,就会发育为成虫(Adult)。
 果
 
  
 
 黑腹果蝇在1830年首次被描述。而它第一次被用作试验研究对象则要到1901年,试验者是动物学家和遗传学家威廉·恩斯特·卡斯特(William Ernest Castle)。他通过对果蝇的种系研究,设法了解多代近亲繁殖的结果和取自其中某一代进行杂交所出现的现象。1910年,汤玛斯·亨特·摩尔根 (Thomas Hunt Morgan)开始在实验室内培育果蝇并对它进行系统的研究。之后,很多遗传学家就开始用黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)作研究,并且取得了很多遗传学方面的知识,包括这种蝇类基因组里的基因在染色体上的分布。
 
 黑腹果蝇在1830年首次被描述。而它第一次被用作试验研究对象则要到1901年,试验者是动物学家和遗传学家威廉·恩斯特·卡斯特(William Ernest Castle)。他通过对果蝇的种系研究,设法了解多代近亲繁殖的结果和取自其中某一代进行杂交所出现的现象。1910年,汤玛斯·亨特·摩尔根 (Thomas Hunt Morgan)开始在实验室内培育果蝇并对它进行系统的研究。之后,很多遗传学家就开始用黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)作研究,并且取得了很多遗传学方面的知识,包括这种蝇类基因组里的基因在染色体上的分布。
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 果蝇以发酵烂水果上的酵母为食,广泛分布于世界各温带地区。果蝇具有生活周期短、容易饲养、繁殖力强、染色体数目少而易于观察等特点,因而是遗传学研究的最佳材料。早在1908年由天才的遗传学家摩尔根把它带上了遗传学研究的历史舞台,约在此后30年的时间中,果蝇成为经典遗传学的"主角"。
 
 果蝇以发酵烂水果上的酵母为食,广泛分布于世界各温带地区。果蝇具有生活周期短、容易饲养、繁殖力强、染色体数目少而易于观察等特点,因而是遗传学研究的最佳材料。早在1908年由天才的遗传学家摩尔根把它带上了遗传学研究的历史舞台,约在此后30年的时间中,果蝇成为经典遗传学的"主角"。
  
 科学家不仅用果蝇证实了孟德尔定律,
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 科学家不仅用果蝇证实了孟德尔定律,而且发现了果蝇白眼突变的性连锁遗传,提出了基因在染色体上直线排列以及连锁交换定律。摩尔根1933年因此被授予诺贝尔奖。1946年,摩尔根的学生,被誉为"果蝇的突变大师"的米勒,证明X射线能使果蝇的突变率提高150倍,因而成为诺贝尔奖获得者。
果蝇
 
果蝇
 
而且发现了果蝇白眼突变的性连锁遗传,提出了基因在染色体上直线排列以及连锁交换定律。摩尔根1933年因此被授予诺贝尔奖。1946年,摩尔根的学生,被誉为"果蝇的突变大师"的米勒,证明X射线能使果蝇的突变率提高150倍,因而成为诺贝尔奖获得者。
 
  
 
 在近代发育生物学研究领域中,果蝇的发生遗传学独领风骚。1995年,诺贝尔奖再次授予三位在果蝇研究中辛勤耕耘的科学家。Edward B. Lewis(美国),Christiane Nüsslein-Volhard(德国),Eric F. Wieschaus(美国),因发现早期胚胎发育中的遗传调控机理而获奖。果蝇为进一步阐明基因-神经(脑)-行为之间关系的研究提供了理想的动物模型。
 
 在近代发育生物学研究领域中,果蝇的发生遗传学独领风骚。1995年,诺贝尔奖再次授予三位在果蝇研究中辛勤耕耘的科学家。Edward B. Lewis(美国),Christiane Nüsslein-Volhard(德国),Eric F. Wieschaus(美国),因发现早期胚胎发育中的遗传调控机理而获奖。果蝇为进一步阐明基因-神经(脑)-行为之间关系的研究提供了理想的动物模型。
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 专家认为,近一个世纪以来,果蝇遗传学在各个层次的研究中积累了十分丰富的资料。人们对它的遗传背景有着比其他生物更全面更深入的了解。作为经典的模式生物,果蝇在21世纪的遗传学研究中将发挥更加巨大而不可替代的作用。
 
 专家认为,近一个世纪以来,果蝇遗传学在各个层次的研究中积累了十分丰富的资料。人们对它的遗传背景有着比其他生物更全面更深入的了解。作为经典的模式生物,果蝇在21世纪的遗传学研究中将发挥更加巨大而不可替代的作用。
  
转基因果蝇
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* 转基因果蝇
 
 
转基因果蝇出世:可用激光照射遥控遥控不再是电子产品的专利,科学家新培育出一种转基因果蝇,可以用激光照射来遥控它们的行为,让懒散的果蝇活动起来,开始爬行、跳跃或飞走。有关论文发表在最新一期的《细胞》杂志上。虽然遥控这种果蝇还不能像开遥控汽车那样方便,但有关方法对研究动物的神经和行为有着重要意义。 以前,科学家在研究动物行为的神经基础时,一般用电极刺激神经等方法。但这些方法是侵入性的,可能妨碍动物的行动甚至使其瘫痪,而且电极也不可能接触到整个神经系统里的每个神经元。
 
  
 果蝇 大图
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  转基因 果蝇 出世:可用激光照射遥控遥控不再是电子产品的专利,科学家新培育出一种转基因果蝇,可以用激光照射来遥控它们的行为,让懒散的果蝇活动起来,开始爬行、跳跃或飞走。有关论文发表在最新一期的《细胞》杂志上。虽然遥控这种 果蝇 还不能像开遥控汽车那样方便,但有关方法对研究动物的神经和行为有着重要意义。 以前,科学家在研究动物行为的神经基础时,一般用电极刺激神经等方法。但这些方法是侵入性的,可能妨碍动物的行动甚至使其瘫痪,而且电极也不可能接触到整个神经系统里的每个神经元
果蝇 大图
 
  
 
 美国耶鲁大学医学院的神经生物学家将一个来自大鼠的基因植入果蝇体内,这个基因编码一种离子通道蛋白质。在环境中存在生物能量分子ATP的情况下,该离子通道允许带电粒子通过细胞膜,从而传递电脉冲。
 
 美国耶鲁大学医学院的神经生物学家将一个来自大鼠的基因植入果蝇体内,这个基因编码一种离子通道蛋白质。在环境中存在生物能量分子ATP的情况下,该离子通道允许带电粒子通过细胞膜,从而传递电脉冲。
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 果蝇随后,研究者给果蝇注射因为被另一种分子包裹而处于不活动状态的ATP分子。用紫外线激光照射果蝇,能使ATP分子从束缚中解放出来,启动离子通道,使果蝇的神经受到电信号刺激。
 
 果蝇随后,研究者给果蝇注射因为被另一种分子包裹而处于不活动状态的ATP分子。用紫外线激光照射果蝇,能使ATP分子从束缚中解放出来,启动离子通道,使果蝇的神经受到电信号刺激。
  
 实验显示,如果该离子通道蛋白质在控制果蝇爬行的多巴胺能神经元中表达,本来懒散的果蝇在激光照射下会变得过度活跃。如果离子通道表达在控制果蝇逃跑反应的大神经中,则激光可使果蝇跳来跳去、抖动翅膀并飞走。
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 实验显示,如果该离子通道蛋白质在控制果蝇爬行的多巴胺能神经元中表达,本来懒散的果蝇在激光照射下会变得过度活跃。如果离子通道表达在控制果蝇逃跑反应的大神经中,则激光可使果蝇跳来跳去、抖动翅膀并飞走。研究者说,这一技术可用于研究生物的许多其他行为,例如求偶、交配和进食等。
 
 
研究者说,这一技术可用于研究生物的许多其他行为,例如求偶、交配和进食等。
 
  
 
 突变体
 
 突变体
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 触角腿(Antenna-leg): 这些果蝇的腿状触角长在它们的额上。它们自己的"触角"基因,拉丁语为"触角腿" ("antenna-leg")有缺陷。在正常情况下这些基因指示一些人体细胞成为腿。在这些果蝇中, 它们的触角基因错误地指示通常形成触角的细胞,形成腿。请和正常的果蝇(或"野生型")做比较。正常的果蝇的触角在它们的红色的眼睛在前面伸出。正常的果蝇的触角在它们的红色的眼睛在前面伸出。
 
 触角腿(Antenna-leg): 这些果蝇的腿状触角长在它们的额上。它们自己的"触角"基因,拉丁语为"触角腿" ("antenna-leg")有缺陷。在正常情况下这些基因指示一些人体细胞成为腿。在这些果蝇中, 它们的触角基因错误地指示通常形成触角的细胞,形成腿。请和正常的果蝇(或"野生型")做比较。正常的果蝇的触角在它们的红色的眼睛在前面伸出。正常的果蝇的触角在它们的红色的眼睛在前面伸出。
  
折叠编辑本段 研究进展
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==''' 研究进展'''==
折叠 回交试验
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* 回交试验
 
 摩尔根在遗传学实验中主要是以果蝇为实验材料,他的重要发现都是从果蝇身上取得的。有人说:上帝为了摩尔根才创造了果蝇。果蝇是小型蝇类动物,体长只有几个毫米。它喜欢在腐烂水果上飞舞,所以人称果蝇。实际上它喜欢的是腐烂水果发酵产生出的酒,所以酒发酵池前也会招引来很多果蝇,古希腊人称果蝇为"嗜酒者"。
 
 摩尔根在遗传学实验中主要是以果蝇为实验材料,他的重要发现都是从果蝇身上取得的。有人说:上帝为了摩尔根才创造了果蝇。果蝇是小型蝇类动物,体长只有几个毫米。它喜欢在腐烂水果上飞舞,所以人称果蝇。实际上它喜欢的是腐烂水果发酵产生出的酒,所以酒发酵池前也会招引来很多果蝇,古希腊人称果蝇为"嗜酒者"。
  
 摩尔根的实验室起初是用果蝇研究后天获得性状能否遗传的问题。他把果蝇在黑暗环境中连续培养很多代,按照拉马克的用进废退、后天获得性状可以遗传的理论,其视力应该逐渐退化。但是结果不是这样,摩尔根认为这个实验白费功夫了。
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 摩尔根的实验室起初是用果蝇研究后天获得性状能否遗传的问题。他把果蝇在黑暗环境中[[ 连续培养]] 很多代,按照[[ 拉马克]] [[ 用进废退]] 、后天[[ 获得性状]] 可以遗传的理论,其视力应该逐渐退化。但是结果不是这样,摩尔根认为这个实验白费功夫了。
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摩尔根用果蝇做出了重要的遗传学发现,是从一只白眼果蝇开始的,他由这只白眼果蝇发现了伴性遗传。野生的果蝇眼睛都是红色,但是在1910年时摩尔根的夫人发现了一只白眼雄果蝇。按照基因学说,这是发生了基因突变。用这只白眼雄蝇与普通的红眼雌蝇交配,子一代的果蝇都是红眼。按孟德尔学说解释,红眼是显性性状,白眼是隐性性状。子一代的果蝇交配产生出了子二代,结果雌果蝇全是红眼,雄果蝇一半是红眼、一半是白眼。如果不论雌雄,红眼果蝇与白眼果蝇的比例是3:1,符合孟德尔定律。可是为什么白眼都出现在雄果蝇身上呢?<ref>[https://www.360kuai.com/pc/9be57f0a2707bef09?cota=4&kuai_so=1&tj_url=so_rec&sign=360_da20e874&refer_scene=so_3  果蝇类生活习性及防控技术 ]</ref>
  
摩尔根用果蝇做出了重要的遗传学发现,是从一只白眼果蝇开始的,他由这只白眼果蝇发现了伴性遗传。野生的果蝇眼睛都是红色,但是在1910年时摩尔根的夫人发现了一只白眼雄果蝇。按照基因学说,这是发生了基因突变。用这只白眼雄蝇与普通的红眼雌蝇交配,子一代的果蝇都是红眼。按孟德尔学说解释,红眼是显性性状,白眼是隐性性状。子一代的果蝇交配产生出了子二代,结果雌果蝇全是红眼,雄果蝇一半是红眼、一半是白眼。如果不论雌雄,红眼果蝇与白眼果蝇的比例是3:1,符合孟德尔定律。可是为什么白眼都出现在雄果蝇身上呢?
 
  
 
 摩尔根也做了回交试验,让子一代的红眼雌蝇与最初发现的那只白眼雄蝇交配,结果生出的果蝇无论雌雄都是红眼白眼各占一半,这也符合孟德尔定律。
 
 摩尔根也做了回交试验,让子一代的红眼雌蝇与最初发现的那只白眼雄蝇交配,结果生出的果蝇无论雌雄都是红眼白眼各占一半,这也符合孟德尔定律。
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 人色盲的遗传、血友病的遗传,也是伴性遗传。色盲患者多是男性,女性很少,男性色盲患者的子女一般不色盲,可是其外孙中又出现色盲。对这种现象人们过去一直迷惑不解,伴性遗传概念的提出使人明白了其中的奥妙。
 
 人色盲的遗传、血友病的遗传,也是伴性遗传。色盲患者多是男性,女性很少,男性色盲患者的子女一般不色盲,可是其外孙中又出现色盲。对这种现象人们过去一直迷惑不解,伴性遗传概念的提出使人明白了其中的奥妙。
  
折叠 交换定律
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* 交换定律
果蝇
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果蝇
 
 
 各种生物染色体的数量是不多的,例如果蝇是4对染色体,豌豆是7对,玉米是10对,人也只有23对。但是,每种生物基因的数量要比其染色体数量多得多。既然基因是存在于染色体上,那么每条染色体上肯定不只有一个基因,而是有许多个。好多人都从理论上做出了这种推测,但是拿不出实验证据,他们根本无法确定某种生物的哪个基因是存在于它的哪一条染色体上。自然科学讲究实证,没有证据时理论是不能得到承认的,至多算是一种合理的假设。 第一个拿出这种证据的是摩尔根,证据来自对果蝇的研究。
 
 各种生物染色体的数量是不多的,例如果蝇是4对染色体,豌豆是7对,玉米是10对,人也只有23对。但是,每种生物基因的数量要比其染色体数量多得多。既然基因是存在于染色体上,那么每条染色体上肯定不只有一个基因,而是有许多个。好多人都从理论上做出了这种推测,但是拿不出实验证据,他们根本无法确定某种生物的哪个基因是存在于它的哪一条染色体上。自然科学讲究实证,没有证据时理论是不能得到承认的,至多算是一种合理的假设。 第一个拿出这种证据的是摩尔根,证据来自对果蝇的研究。
  
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 通过适当地选择交配对象,摩尔根得到了一条染色体上同时具有两种突变的果蝇,如黑身残翅果蝇。他让这种果蝇与普通的野生果蝇或具有不同遗传突变的果蝇交配,果然发现了基因连锁。例如白眼黄身果蝇与野生的红眼灰身果蝇交配,后代中白眼黄身者或红眼灰身者占99%,而没有表现为连锁遗传的即白身灰身者或红眼黄身者,只占1%。
 
 通过适当地选择交配对象,摩尔根得到了一条染色体上同时具有两种突变的果蝇,如黑身残翅果蝇。他让这种果蝇与普通的野生果蝇或具有不同遗传突变的果蝇交配,果然发现了基因连锁。例如白眼黄身果蝇与野生的红眼灰身果蝇交配,后代中白眼黄身者或红眼灰身者占99%,而没有表现为连锁遗传的即白身灰身者或红眼黄身者,只占1%。
  
 然而连锁并不是百分之百,而且不同基因之间的连锁程度有高有低。摩尔根因此提出,不同染色体之间在形成配子时会发生基因交换,这是由于染色体之间可能发生物质交换而引起的。 摩尔根又进一步想到,同一条染色体上的两个基因,相距越远则发生交换的可能性越大,因此,根据交换率的高低可以判断出基因之间的相对位置。综合大量实验结果、摩尔根绘出了果蝇4对染色体的基因图:把每条染色体上的所有基因排成一条直线,交换率越小的摆的位置愈近。在根本无法直接看到基因的情况下,摩尔根竟然绘出了这样的基因图,人们不得不佩服他的实验工作和逻辑推理都非常严密。
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 然而连锁并不是百分之百,而且不同基因之间的连锁程度有高有低。摩尔根因此提出,不同染色体之间在形成配子时会发生基因交换,这是由于染色体之间可能发生物质交换而引起的。 摩尔根又进一步想到,同一条染色体上的两个基因,相距越远则发生交换的可能性越大,因此,根据交换率的高低可以判断出基因之间的相对位置。综合大量实验结果、摩尔根绘出了果蝇4对染色体的基因图:把每条染色体上的所有基因排成一条直线,交换率越小的摆的位置愈近。在根本无法直接看到基因的情况下,摩尔根竟然绘出了这样的基因图,人们不得不佩服他的实验工作和逻辑推理都非常严密。<ref>[https://www.360kuai.com/pc/9960b4445cae97b1a?cota=3&kuai_so=1&sign=360_da20e874&refer_scene=so_3  果蝇为祸烦恼多 果园防治新技术 ]</ref>
  
折叠基因命名
 
早在1978年,科学家用果蝇筛选突变,试图找出控制果蝇胚胎分节的基因,他们发现有个基因缺失后,果蝇胚胎就长满小突起,跟刺猬似的,于是把这个基因命名为"hedgehog(刺猬)"。后来人们继续用哺乳动物研究刺猬基因,先后发现了"desert hedgehog(沙漠刺猬) "和"Indian hedgehog(印度刺猬)",如果说以刺猬物种命名还算规矩,第三个相关基因"sonic hedgehog(刺猬索尼克)"的出现就真在界内掀起了追捧热潮,刨除重要的功能不说,直到现在,这个基因的命名还为科学家津津乐道。[1]
 
  
 果蝇小眼的8个细胞中,7号专门感受紫外光。而sevenless(无七)基因就掌管了7号视锥细胞的有无,缺失的果蝇就不喜欢紫外光了。科学家接着发现了"无七"的配体,叫她bride-of-sevenless(无七的新娘),简写Boss(老板),显然科学家都知道夫妻俩该谁当家。再后来又发现了无七下游的son of sevenless(无七的儿子)和daughter of sevenless(无七的女儿)。相关基因越来越多,一大家子其乐融融(无七的儿子表示抗议,因为它的简写是sos)。[1]
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*基因命名
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早在1978年,科学家用果蝇筛选突变,试图找出控制果蝇胚胎分节的基因,他们发现有个基因缺失后,果蝇胚胎就长满小突起,跟刺猬似的,于是把这个基因命名为"hedgehog(刺猬)"。后来人们继续用哺乳动物研究刺猬基因,先后发现了"desert hedgehog(沙漠刺猬) "和"Indian hedgehog(印度刺猬)",如果说以刺猬物种命名还算规矩,第三个相关基因"sonic hedgehog(刺猬索尼克)"的出现就真在界内掀起了追捧热潮,刨除重要的功能不说,直到现在,这个基因的命名还为科学家津津乐道。
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 果蝇小眼的8个细胞中,7号专门感受紫外光。而sevenless(无七)基因就掌管了7号视锥细胞的有无,缺失的果蝇就不喜欢紫外光了。科学家接着发现了"无七"的配体,叫她bride-of-sevenless(无七的新娘),简写Boss(老板),显然科学家都知道夫妻俩该谁当家。再后来又发现了无七下游的son of sevenless(无七的儿子)和daughter of sevenless(无七的女儿)。相关基因越来越多,一大家子其乐融融(无七的儿子表示抗议,因为它的简写是sos)。
  
 
 在研究动物生物节律上,果蝇的羽化和运动量有昼夜节律,果蝇在清晨和傍晚比较好动。如此这般一通突变,科学家发现一系列基因的破坏都能搞得果蝇生物钟紊乱。比如,在果蝇中发现的第一个调控生物节律的基因是period(时期),另一个基因缺失后的表现与period类似,就叫"timeless(没时间观念)"。之后,cycle(循环)和clock(时钟)浮出水面。最后,他们又找到shaggy(蓬头垢面)突变体,Shaggy过量表达,果蝇的生物钟就给调成20小时一天了--连脸也没空洗了。
 
 在研究动物生物节律上,果蝇的羽化和运动量有昼夜节律,果蝇在清晨和傍晚比较好动。如此这般一通突变,科学家发现一系列基因的破坏都能搞得果蝇生物钟紊乱。比如,在果蝇中发现的第一个调控生物节律的基因是period(时期),另一个基因缺失后的表现与period类似,就叫"timeless(没时间观念)"。之后,cycle(循环)和clock(时钟)浮出水面。最后,他们又找到shaggy(蓬头垢面)突变体,Shaggy过量表达,果蝇的生物钟就给调成20小时一天了--连脸也没空洗了。
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1963年科学家发现一些雄性果蝇特别喜欢搞其他雄性,他们管相关基因叫fruity(因为他们觉得同性恋的色情行为很搞笑),后来敌不过群众纷纷抗议,才改成了悲情的fruitless(无果的爱恋)如此可见,基因命名技巧多,且众口难调。
 
1963年科学家发现一些雄性果蝇特别喜欢搞其他雄性,他们管相关基因叫fruity(因为他们觉得同性恋的色情行为很搞笑),后来敌不过群众纷纷抗议,才改成了悲情的fruitless(无果的爱恋)如此可见,基因命名技巧多,且众口难调。
  
折叠 太空实验
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* 太空实验
2014年9月2日,俄罗斯科学院生物医学问题研究所发言人透露,携带壁虎、果蝇、蚕卵、蘑菇和高等植物种子的"光子-M"四号生物卫星于9月1日在奥伦堡着陆。其中五只壁虎全部"殉职",果蝇却存活下来。[2]
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2014年9月2日,俄罗斯科学院生物医学问题研究所发言人透露,携带壁虎、果蝇、蚕卵、蘑菇和高等植物种子的"光子-M"四号生物卫星于9月1日在奥伦堡着陆。其中五只壁虎全部"殉职",果蝇却存活下来。
  
"光子-M4"生物卫星于7月19日从拜科努尔航天发射场升空,进入地球轨道。当时与卫星失去联系,卫星一直不接受地面发的指令。7月26日才得以恢复联系。[2]
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"光子-M4"生物卫星于7月19日从拜科努尔航天发射场升空,进入地球轨道。当时与卫星失去联系,卫星一直不接受地面发的指令。7月26日才得以恢复联系。
  
 
"光子-M4"的生物使命包含8个实验,生物卫星携带的最大动物是5只长约10厘米的壁虎。壁虎实验希望它们繁殖后代。尽管卫星没能进入预定的轨道,但根据制定的计划,卫星自动启动了实验项目。
 
"光子-M4"的生物使命包含8个实验,生物卫星携带的最大动物是5只长约10厘米的壁虎。壁虎实验希望它们繁殖后代。尽管卫星没能进入预定的轨道,但根据制定的计划,卫星自动启动了实验项目。
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==参考文献==
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=='''相关视频'''==
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一只果蝇救了多少人,你知道吗?
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果蝇生长羽化过程
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於 2020年11月18日 (三) 16:16 的最新修訂

果蠅

中文名:果蠅

拉丁學名:Drosophila melanogaster

別稱:黑腹果蠅

:動物界

:節肢動物門

亞門:六足亞門

:昆蟲綱

亞綱:有翅亞綱

:雙翅目

亞目:芒角亞目

:果蠅科

:果蠅屬

:黑腹果蠅

果蠅英文俗名fruit fly或vinegar fly ,果蠅廣泛地存在於全球溫帶及熱帶氣候區,由於其主食為酵母菌,且腐爛的水果易滋生酵母菌,因此在人類的棲息地內如果園,菜市場等地區內皆可見其蹤跡。除了南北極外,目前至少有1000個以上的果蠅物種被發現,大部分的物種以腐爛的水果或植物體為食,少部分則只取用真菌,樹液或花粉為其食物。

基本信息

中文名:果蠅

拉丁學名:Drosophila melanogaster

別稱:黑腹果蠅

:動物界

節肢動物門

亞門:六足亞門

昆蟲綱

亞綱有翅亞綱

:雙翅目

亞目:芒角亞目

:果蠅科

:果蠅屬

:黑腹果蠅

分布區域:全球溫帶及熱帶氣候區

外觀特徵

體型較小,身長3~4mm。近似種鑑定困難,主要特徵是具有碩大的紅色複眼。雌性體長2.5毫米, 雄性較之還要小。雄性有深色後肢,可以此來與雌性作區別。雌雄鑑別方法:雌果蠅體型大,末端尖。背面:環紋5節,無黑斑。腹面:腹片7節。第一對足跗節基部無性梳。雄果蠅體型小,末端鈍。背面:環紋7節,延續到末端呈黑斑。腹面:腹片5節。第一對足跗節基部有黑色鬃毛狀性梳。

果蠅只有四對染色體,數量少而且形狀有明顯差別;果蠅性狀變異很多,比如眼睛的顏色、翅膀的形狀等性狀都有多種變異,這些特點對遺傳學研究也有很大好處。

一隻正常果蠅的複眼由800個小眼組成,每個小眼又是8個細胞湊成一圈。科學家找到一個能做主的統領基因eyeless(無眼),這個基因出現異常,果蠅就成了無眼蠅;順便說下,eyeless在小鼠里被叫做"Small eye(小眼睛)",在人類則叫"Aniridia(沒虹膜)",都和缺失後的症狀有關。為了證明這個基因的絕對權威,科學家在果蠅身體其他部位表達eyeless,最後複眼竟長上了翅膀、腿和觸角,最多的一身長了14個。

亞種分類

果蠅科(Drosophilidae)果蠅屬(Drosophila)昆蟲。約1,000種。廣泛用作遺傳和演化的室內外研究材料,尤其是黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)易於培育。其生活史短,在室溫下不到兩周。黑腹果蠅作為一種常見的模式生物(model organism), 已經大量使用在遺傳學(genetics)和發育生物學(developmental biology)上的研究。

關於果蠅的遺傳資料收集得比任何動物都多。用果蠅的染色體,尤其是成熟幼蟲唾腺中最大的染色體,研究遺傳特性和基因作用的基礎。對果蠅在自然界的生物學了解得還不夠。有些種生活以腐爛水果上。有些種則在真菌或肉質的花中生活。

生活環境

果蠅類昆蟲與人類一樣分布於全世界,並且在人類的居室內過冬。由於體型小,很容易穿過紗窗,因此居家環境內也很常見。有些種生活以腐爛水果上。有些種則在真菌或肉質的花中生活。在垃圾筒邊或久置的水果上,只要發現許多紅眼的小蠅,即是果蠅;果蠅類幼蟲習慣孳生於垃圾堆或腐果上。

小果蠅對危害人類健康的家居裝飾材料所散發的有毒氣體非常敏感,這種有毒氣體一般被稱為"隱形殺手"。作為一種真核多細胞昆蟲,果蠅有類似哺乳動物的生理功能和代謝系統,對空氣質量非常敏感。果蠅的異常表現能反應室內空氣污染。目前,對人類健康的威脅,室內空氣污染已列十強之一。這些有毒物質主要是不合格家居裝飾材料所排放,其在中國污染原因年度報告上的死亡人數已愈111,000人。

飼養方法

果蠅有很多優點。首先是飼養容易,用一隻牛奶瓶,放一些搗爛的柿子,就可以飼養數百甚至上千隻果蠅。第二是繁殖快,在25℃左右溫度下十天左右就繁殖一代,一隻雌果蠅一代能繁殖數百隻。孟德爾以豌豆為實驗材料,一年才種植一代。摩爾根最初以小鼠和鴿子為實驗動物研究遺傳學,效果也不理想。後來經人介紹,摩爾根於1908年開始飼養果蠅。

代表物種

  • 黑腹果蠅

黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)是雙翅目昆蟲,生活史短,易飼養,繁殖快,染色體少,突變型多,個體小,是一種很好的遺傳學實驗材料,是一種模式生物(model organism)。黑腹果蠅是一種原產於熱帶或亞熱帶的蠅種。它和人類一樣分布於全世界,並且在人類的居室內過冬。雌性體長2.5毫米, 雄性較之還要小。雄性有深色後肢,可以此來與雌性作區別。

黑腹果蠅 (Drosophila melanogaster) 在1830年首次被描述。雌蠅可以一次產下400個0.5毫米大小的卵,它們有絨毛膜和一層卵黃膜包被。其發育速度受環境溫度影響。在25℃環境下,22小時後幼蟲就會破殼而出, 並且立刻覓食。因為母體會將它們放在腐爛的水果上或其他發酵的有機物上,所以它們的首要食物來源是使水果腐爛的微生物,如酵母和細菌,其次是含糖的水果。幼蟲24小時後就會第一次蛻皮,並且不斷生長,以到達第二幼體發育期。經過三個幼蟲(Larva)發育階段和四天的蛹期(Pupae),在25℃下過一天,就會發育為成蟲(Adult)。

黑腹果蠅在1830年首次被描述。而它第一次被用作試驗研究對象則要到1901年,試驗者是動物學家和遺傳學家威廉·恩斯特·卡斯特(William Ernest Castle)。他通過對果蠅的種系研究,設法了解多代近親繁殖的結果和取自其中某一代進行雜交所出現的現象。1910年,湯瑪斯·亨特·摩爾根 (Thomas Hunt Morgan)開始在實驗室內培育果蠅並對它進行系統的研究。之後,很多遺傳學家就開始用黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)作研究,並且取得了很多遺傳學方面的知識,包括這種蠅類基因組裡的基因在染色體上的分布。

在20世紀生命科學發展的歷史長河中,果蠅扮演了十分重要的角色,是十分活躍的模型生物。遺傳學的研究、發育的基因調控的研究、各類神經疾病的研究、帕金森氏病 (Parkinson's disease)、老年痴呆症(Alzheimer disease)、藥物成癮(addiction)和酒精中毒(Alcoholism)、衰老與長壽(aging and longevity)、學習記憶(learning and memery)與某些認知行為(Cognitive behavior)的研究等都有果蠅的"身影"。

果蠅以發酵爛水果上的酵母為食,廣泛分布於世界各溫帶地區。果蠅具有生活周期短、容易飼養、繁殖力強、染色體數目少而易於觀察等特點,因而是遺傳學研究的最佳材料。早在1908年由天才的遺傳學家摩爾根把它帶上了遺傳學研究的歷史舞台,約在此後30年的時間中,果蠅成為經典遺傳學的"主角"。

科學家不僅用果蠅證實了孟德爾定律,而且發現了果蠅白眼突變的性連鎖遺傳,提出了基因在染色體上直線排列以及連鎖交換定律。摩爾根1933年因此被授予諾貝爾獎。1946年,摩爾根的學生,被譽為"果蠅的突變大師"的米勒,證明X射線能使果蠅的突變率提高150倍,因而成為諾貝爾獎獲得者。

在近代發育生物學研究領域中,果蠅的發生遺傳學獨領風騷。1995年,諾貝爾獎再次授予三位在果蠅研究中辛勤耕耘的科學家。Edward B. Lewis(美國),Christiane Nüsslein-Volhard(德國),Eric F. Wieschaus(美國),因發現早期胚胎髮育中的遺傳調控機理而獲獎。果蠅為進一步闡明基因-神經(腦)-行為之間關係的研究提供了理想的動物模型。

專家認為,近一個世紀以來,果蠅遺傳學在各個層次的研究中積累了十分豐富的資料。人們對它的遺傳背景有着比其他生物更全面更深入的了解。作為經典的模式生物,果蠅在21世紀的遺傳學研究中將發揮更加巨大而不可替代的作用。

  • 轉基因果蠅

轉基因果蠅出世:可用激光照射遙控遙控不再是電子產品的專利,科學家新培育出一種轉基因果蠅,可以用激光照射來遙控它們的行為,讓懶散的果蠅活動起來,開始爬行、跳躍或飛走。有關論文發表在最新一期的《細胞》雜誌上。雖然遙控這種果蠅還不能像開遙控汽車那樣方便,但有關方法對研究動物的神經和行為有着重要意義。 以前,科學家在研究動物行為的神經基礎時,一般用電極刺激神經等方法。但這些方法是侵入性的,可能妨礙動物的行動甚至使其癱瘓,而且電極也不可能接觸到整個神經系統里的每個神經元

美國耶魯大學醫學院的神經生物學家將一個來自大鼠的基因植入果蠅體內,這個基因編碼一種離子通道蛋白質。在環境中存在生物能量分子ATP的情況下,該離子通道允許帶電粒子通過細胞膜,從而傳遞電脈衝。

果蠅隨後,研究者給果蠅注射因為被另一種分子包裹而處於不活動狀態的ATP分子。用紫外線激光照射果蠅,能使ATP分子從束縛中解放出來,啟動離子通道,使果蠅的神經受到電信號刺激。

實驗顯示,如果該離子通道蛋白質在控制果蠅爬行的多巴胺能神經元中表達,本來懶散的果蠅在激光照射下會變得過度活躍。如果離子通道表達在控制果蠅逃跑反應的大神經中,則激光可使果蠅跳來跳去、抖動翅膀並飛走。研究者說,這一技術可用於研究生物的許多其他行為,例如求偶、交配和進食等。

突變體

自從摩爾根於1910年發現第一個白眼果蠅突變體以後, 世界各地的科學家 用各種方式, 包括主機的化學品和放射性同位素來誘導果蠅的突變。現在有幾十種常見的果蠅的突變體。它們包括眼睛的顏色,翅膀的形狀,身體的顏色, 以及頭部形態等等。

眼睛的顏色

白(white)眼果蠅: 這些果蠅的眼睛是白色的。和橙色的眼果蠅一樣,他們也有他們的"白色" (white) 的基因中的缺陷。但在這些果蠅中,它們的白色的基因完全是有缺陷的:它不會產生紅色顏料。

橙(orange)眼果蠅: 這些果蠅的眼睛是橘黃色的。橙眼果蠅是由於它們的"白色"的基因有缺陷。但在這些果蠅中,它們的白色的基因只能產生較少的紅色顏料。

翅膀的形狀

短翅(short wing)果蠅: 和正常果蠅相比,這些果蠅的翅膀是縮短的, 因此短翅果蠅是不能飛的。這是由於這些果蠅在第二染色體上有缺陷。這是一個隱性突變,只有來自父母兩者的基因都具有突變,才可也產生異常的翅膀形狀。如果只有一個突變,健康的基因可以覆蓋有缺陷的基因。

卷翅(curly)果蠅: 這些果蠅具有捲曲的翅膀。它們是由於第二個染色體上的捲曲基因有缺陷造成的。具有捲曲翅膀的應是顯性突變,這意味着只有一個拷貝的基因被改變,就產生缺陷。事實上,如果這兩個副本都發生突變,果蠅將不能存活。

身體的顏色

黃(yellow)果蠅: 這些果蠅的體色比正常果蠅黃。它們是由於在X染色體上的"黃色基因"有缺陷造成的。由於需要黃色基因生產果蠅的正常的黑色色素,黃色突變的果蠅無法產生這種色素。

烏木(ebony)果蠅: 請注意這些果蠅有一個黑暗的幾乎是黑色的身體。它們是由於在第三號染色體上的"烏木基因"有缺陷。通常情況下,烏木基因是負責建立在正常果蠅的棕褐色色素。如果烏木基因是有缺陷的,黑色顏料積累遍布全身。

頭部形態突變體

無眼(Eyeless): 這些果蠅沒有眼睛。是由於它們的"眼睛缺席"基因有突變而產生的。這些果蠅指示幼蟲的有關細胞不能形成眼球。

觸角腿(Antenna-leg): 這些果蠅的腿狀觸角長在它們的額上。它們自己的"觸角"基因,拉丁語為"觸角腿" ("antenna-leg")有缺陷。在正常情況下這些基因指示一些人體細胞成為腿。在這些果蠅中, 它們的觸角基因錯誤地指示通常形成觸角的細胞,形成腿。請和正常的果蠅(或"野生型")做比較。正常的果蠅的觸角在它們的紅色的眼睛在前面伸出。正常的果蠅的觸角在它們的紅色的眼睛在前面伸出。

研究進展

  • 回交試驗

摩爾根在遺傳學實驗中主要是以果蠅為實驗材料,他的重要發現都是從果蠅身上取得的。有人說:上帝為了摩爾根才創造了果蠅。果蠅是小型蠅類動物,體長只有幾個毫米。它喜歡在腐爛水果上飛舞,所以人稱果蠅。實際上它喜歡的是腐爛水果發酵產生出的酒,所以酒發酵池前也會招引來很多果蠅,古希臘人稱果蠅為"嗜酒者"。

摩爾根的實驗室起初是用果蠅研究後天獲得性狀能否遺傳的問題。他把果蠅在黑暗環境中連續培養很多代,按照拉馬克用進廢退、後天獲得性狀可以遺傳的理論,其視力應該逐漸退化。但是結果不是這樣,摩爾根認為這個實驗白費功夫了。

摩爾根用果蠅做出了重要的遺傳學發現,是從一隻白眼果蠅開始的,他由這隻白眼果蠅發現了伴性遺傳。野生的果蠅眼睛都是紅色,但是在1910年時摩爾根的夫人發現了一隻白眼雄果蠅。按照基因學說,這是發生了基因突變。用這隻白眼雄蠅與普通的紅眼雌蠅交配,子一代的果蠅都是紅眼。按孟德爾學說解釋,紅眼是顯性性狀,白眼是隱性性狀。子一代的果蠅交配產生出了子二代,結果雌果蠅全是紅眼,雄果蠅一半是紅眼、一半是白眼。如果不論雌雄,紅眼果蠅與白眼果蠅的比例是3:1,符合孟德爾定律。可是為什麼白眼都出現在雄果蠅身上呢?[1]


摩爾根也做了回交試驗,讓子一代的紅眼雌蠅與最初發現的那隻白眼雄蠅交配,結果生出的果蠅無論雌雄都是紅眼白眼各占一半,這也符合孟德爾定律。

摩爾根根據這些實驗結果進行了深入思考,他提出了一種假設:決定果蠅眼睛顏色的基因存在於性染色體中的X染色體上雄果蠅的一對性染色體由X染色體和Y染色體組成,Y染色體很小,其上基因很少,所以只要其x染色體上有白眼基因,白眼性狀就表現出來。雌果蠅的性染色體是一對x染色體,因為白眼是隱性性狀,只有其一對X染色體上都有白眼基因才會表現為白眼性狀。根據這種假設,就可以圓滿解釋上述實驗結果。

白眼基因存在於性染色體上,它的遺傳規律與性別有關,這就叫:"伴性遺傳"。

人色盲的遺傳、血友病的遺傳,也是伴性遺傳。色盲患者多是男性,女性很少,男性色盲患者的子女一般不色盲,可是其外孫中又出現色盲。對這種現象人們過去一直迷惑不解,伴性遺傳概念的提出使人明白了其中的奧妙。

  • 交換定律

各種生物染色體的數量是不多的,例如果蠅是4對染色體,豌豆是7對,玉米是10對,人也只有23對。但是,每種生物基因的數量要比其染色體數量多得多。既然基因是存在於染色體上,那麼每條染色體上肯定不只有一個基因,而是有許多個。好多人都從理論上做出了這種推測,但是拿不出實驗證據,他們根本無法確定某種生物的哪個基因是存在於它的哪一條染色體上。自然科學講究實證,沒有證據時理論是不能得到承認的,至多算是一種合理的假設。 第一個拿出這種證據的是摩爾根,證據來自對果蠅的研究。

在證明白眼突變基因是存在於果蠅的x染色體上之後,摩爾根又發現了殘翅突變、朱色眼突變、黃身突變等。

孟德爾定律說,在形成配子時成對的基因互相分離,自由組合。根據細胞學研究結果,形成配子時是成對的染色體互相分離,自由組合,所以,只有不在同一染色體上的基因才可以自由組合,而位於同一染色體上的基因則會連在一起遺傳,這就是基因連鎖。這種認識也是先從理論上推測出來,然後實驗證實。

通過適當地選擇交配對象,摩爾根得到了一條染色體上同時具有兩種突變的果蠅,如黑身殘翅果蠅。他讓這種果蠅與普通的野生果蠅或具有不同遺傳突變的果蠅交配,果然發現了基因連鎖。例如白眼黃身果蠅與野生的紅眼灰身果蠅交配,後代中白眼黃身者或紅眼灰身者占99%,而沒有表現為連鎖遺傳的即白身灰身者或紅眼黃身者,只占1%。

然而連鎖並不是百分之百,而且不同基因之間的連鎖程度有高有低。摩爾根因此提出,不同染色體之間在形成配子時會發生基因交換,這是由於染色體之間可能發生物質交換而引起的。 摩爾根又進一步想到,同一條染色體上的兩個基因,相距越遠則發生交換的可能性越大,因此,根據交換率的高低可以判斷出基因之間的相對位置。綜合大量實驗結果、摩爾根繪出了果蠅4對染色體的基因圖:把每條染色體上的所有基因排成一條直線,交換率越小的擺的位置愈近。在根本無法直接看到基因的情況下,摩爾根竟然繪出了這樣的基因圖,人們不得不佩服他的實驗工作和邏輯推理都非常嚴密。[2]


  • 基因命名

早在1978年,科學家用果蠅篩選突變,試圖找出控制果蠅胚胎分節的基因,他們發現有個基因缺失後,果蠅胚胎就長滿小突起,跟刺蝟似的,於是把這個基因命名為"hedgehog(刺蝟)"。後來人們繼續用哺乳動物研究刺蝟基因,先後發現了"desert hedgehog(沙漠刺蝟) "和"Indian hedgehog(印度刺蝟)",如果說以刺蝟物種命名還算規矩,第三個相關基因"sonic hedgehog(刺蝟索尼克)"的出現就真在界內掀起了追捧熱潮,刨除重要的功能不說,直到現在,這個基因的命名還為科學家津津樂道。

果蠅小眼的8個細胞中,7號專門感受紫外光。而sevenless(無七)基因就掌管了7號視錐細胞的有無,缺失的果蠅就不喜歡紫外光了。科學家接着發現了"無七"的配體,叫她bride-of-sevenless(無七的新娘),簡寫Boss(老闆),顯然科學家都知道夫妻倆該誰當家。再後來又發現了無七下游的son of sevenless(無七的兒子)和daughter of sevenless(無七的女兒)。相關基因越來越多,一大家子其樂融融(無七的兒子表示抗議,因為它的簡寫是sos)。

在研究動物生物節律上,果蠅的羽化和運動量有晝夜節律,果蠅在清晨和傍晚比較好動。如此這般一通突變,科學家發現一系列基因的破壞都能搞得果蠅生物鐘紊亂。比如,在果蠅中發現的第一個調控生物節律的基因是period(時期),另一個基因缺失後的表現與period類似,就叫"timeless(沒時間觀念)"。之後,cycle(循環)和clock(時鐘)浮出水面。最後,他們又找到shaggy(蓬頭垢面)突變體,Shaggy過量表達,果蠅的生物鐘就給調成20小時一天了--連臉也沒空洗了。

類似例子還有很多。比如shaker(抖腿者)基因影響果蠅運動行為,這個基因突變後,乙醚麻醉下的果蠅的小細腿兒就不斷顫抖,原來,這個基因掌管細胞的鉀離子通道,而這個通道和神經細胞活動密切相關。巧的是,最近學界又發現,shaker和睡眠多少也有關係,突變果蠅睡得很少,被叫做minisleep(睡得少)。另外,果蠅的頭那么小,你可能不相信它們能"學習",但科學家還真做過果蠅學習的實驗,他們使果蠅聞到氣味A時遭電擊,聞到氣味B時不遭電擊,之後讓果蠅在AB之間選擇,學習能力正常的果蠅通常會選擇氣味B,不正常的果蠅多種多樣,但其中一種就是學習記憶力差,叫做dunce(笨蛋學生)突變。

果蠅基因命名者中不乏電影、藝術愛好者。前者給出過Klingon(克林貢語)這樣的名字,因為基因發現者特別熱衷於《星際迷航》;後者有一次從顯微鏡看果蠅突變體的翅膀,這些突變體翅膀上的毛不像野生果蠅那樣整齊,而是像梵高的星月夜一樣打着旋兒地排列,把這個突變叫做van gogh。

1963年科學家發現一些雄性果蠅特別喜歡搞其他雄性,他們管相關基因叫fruity(因為他們覺得同性戀的色情行為很搞笑),後來敵不過群眾紛紛抗議,才改成了悲情的fruitless(無果的愛戀)如此可見,基因命名技巧多,且眾口難調。

  • 太空實驗

2014年9月2日,俄羅斯科學院生物醫學問題研究所發言人透露,攜帶壁虎、果蠅、蠶卵、蘑菇和高等植物種子的"光子-M"四號生物衛星於9月1日在奧倫堡着陸。其中五隻壁虎全部"殉職",果蠅卻存活下來。

"光子-M4"生物衛星於7月19日從拜科努爾航天發射場升空,進入地球軌道。當時與衛星失去聯繫,衛星一直不接受地面發的指令。7月26日才得以恢復聯繫。

"光子-M4"的生物使命包含8個實驗,生物衛星攜帶的最大動物是5隻長約10厘米的壁虎。壁虎實驗希望它們繁殖後代。儘管衛星沒能進入預定的軌道,但根據制定的計劃,衛星自動啟動了實驗項目。

參考文獻

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果蠅生長羽化過程