果蠅性別揭秘:如何確定果蠅幼蟲的性別

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黑腹果蠅,是實驗最常見的果蠅類型,也是生物學中使用的最古老和最強大的模型系統之一。果蠅飼養成本低廉,壽命較短,繁殖能力比哺乳動物模型更高,擁有特色的基因工具來研究許多分子和細胞問題,這取決于其遺傳學的特性。

 

與人類不同,果蠅只有四條染色體:三條常染色體,代表2、3和4,以及兩條可能的性染色體,分別代表X和Y。

 

與哺乳動物不同的是,決定果蠅性別的并不是Y染色體的存在或缺失。如果果蠅只有一個X染色體的拷貝,那么它就是雄性果蠅。如果有兩個拷貝,則是雌性的。雖然Y染色體確實含有一些對成年雄性果蠅精子形成和精子活力很重要的基因,但它并不能從本質上決定性別。X染色體編碼對細胞功能很重要的基因,因此,當對X染色體進行操作時,決定應該使用雌性還是雄性果蠅就變得很重要。

 

從外觀上看,可以通過比較雄蠅和雌蠅生殖器的形狀和顏色,以及它們腿上沒有或沒有性毛狀物來區分雄蠅和雌蠅。成年雄蠅腹部下端有深色、圓形、復雜的結構,包括生殖器(陰莖、側板、生殖弓)。而雌性果蠅的生殖器又輕又尖,幾乎沒有可見的結構。除了生殖器的顏色和形狀不同,雄蠅還在前腿的第四節顯示一套獨特的性毛狀物。這些細胞像一排粗大的剛毛,在它們的腿上看起來像一個黑色的團塊,雄性果蠅在交配時用它們來抓住雌性果蠅。

 

雖然在顯微鏡下可以很容易地看到雄蠅和雌蠅成蟲的表面區別,但雄蠅和雌蠅幼蟲的區別要微妙得多。果蠅幼蟲是由肌肉、腸、脂肪、心臟、大腦和氣管組成的小管,這些小管都被堅固而柔韌的半透明角質層包裹和保護著。一些果蠅生物學家說雌性果蠅的幼蟲比雄性果蠅的幼蟲要大,但是這一區別并不容易量化,在實驗室操作也不好評判。相反,確定幼蟲性別的最好方法是利用表皮的半透明,尋找生殖腺的存在與否。在雄性幼蟲中,性腺是大的、圓形的、半透明的盤狀器官,可以通過腹部下部的角質層看到。在雌性果蠅中,這些半透明的圓盤是不存在的。

 

如下是一個固定的第三齡幼蟲的例子,幼蟲的頭部用黃色的星星表示,箭頭指向生殖腺的存在。事實上,這是一個半透明的圓盤,這是一只雄性幼蟲。

 

第三齡幼蟲

 

固定幼蟲的另一張照片,我們看到左右兩邊的性腺都靠在白色的氣管上,再次證明這是一只雄蠅。當幼蟲爬行時,你會看到這些圓盤在每次收縮時都沿著體壁移動,但仍保持相對位置。

 

雄蠅

 

雌性幼蟲不會出現明顯的圓盤。相反,你看到的主要是脂肪和腸道。

 

脂肪和腸道

 

果蠅幼蟲的性別鑒定是一項細致入微的技能,需要時間和練習。為了檢查是否正確,可以用一個小實驗來測試。取一些幼蟲,確定它們的性別,然后把它們放在各自的食物瓶里,讓它們蛻皮直到成年。確定成蟲的性別,并與幼蟲的性別進行比較。

 

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