实验二 果蝇的性别鉴定和突变性状观察
【实验目的】
（1）通过观察雌雄果蝇的特征，掌握鉴别雌雄果蝇的方法；
（2）了解一些常见的果蝇突变性状。
【实验原理】
1.果蝇性别差异
果蝇为二倍体昆虫，每一体细胞有8条染色体（2n=8），可配成4对，其中3对为常染色体，1对为性染色体。果蝇的性别决定类型为XY型，但Y染色体在性别决定中不起作用，其性别决定与性指数（X/A）有关。当X/A=1时为雌性；X/A=0.5时为雄性；0.5<X/A<1时为中间性；X/A>1时为超雌；X/A<0.5时则为超雄。一般情况下，雌果蝇为XX，雄果蝇为XY。
实验室常用的黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）在成虫期，其雌雄表型特征区别明显，麻醉后用放大镜或肉眼可直接鉴别，其主要性状差异见表2-1。
表2-1 雌雄果蝇主要性状差异比较
性梳是鉴别雌雄果蝇最可靠的标志之一，性梳位于雄蝇第一对胸足跗节的第一亚节基部，为一梳状黑色鬃毛结构，放大100倍左右可看清这一结构（见图2-1）。
图2-1 雄性果蝇右前足第一跗节上的性梳
（a）雄蝇第1胸足结构图；（b）跗节上的性梳1—基节；2—转节；3—腿节；4—胫节；5—跗节
2.果蝇突变性状
果蝇的外部形态包括头、胸、腹三部分。头部的前端钝而平突，有一对大的复眼，三个单眼和一对触角，触角芒呈羽毛状。胸部有三对附肢，一对翅膀，在翅与第三对附肢间有一对平衡棒。腹部背面有背板和色素带。腹面有腹片，外生殖器在腹部腹面的末端。
基因及染色体的改变会引起果蝇表型性状的改变，目前已知的果蝇突变性状有400余种，这些突变性状大多数属于形态突变，包括体色、复眼、翅型、刚毛等方面。表2-2列出了果蝇中一些突变性状及相应基因的情况，彩图2-2展示了一些常见的果蝇突变类型，同学们也可以在FlyBase网站（http：//flybase.org/）下载更多的果蝇突变性状彩图。
表2-2 果蝇常见突变性状及相应基因
彩图2-2 果蝇常见突变体
【实验用品】
1.实验材料
野生型及不同突变型的黑腹果蝇品系。
2.实验器具
恒温培养箱、体视显微镜、高压灭菌锅、白瓷板、镊子、毛笔、解剖针、果蝇培养瓶（三角瓶和中指管）、脱脂棉、医用纱布、标签纸、牛皮纸、棉线绳、橡皮筋、酒精灯等。
3.试剂
琼脂、蔗糖、玉米粉、酵母粉、丙酸（装在滴瓶中）、乙醚、50%乙醇等。
【实验步骤】
1.果蝇的麻醉
对果蝇进行观察鉴定时，一般用乙醚进行麻醉，使其保持静止状态。果蝇对乙醚比较敏感，因此麻醉时应根据实验要求而定，作种蝇以轻度麻醉为宜，做观察时可深度麻醉，致死也可。麻醉的操作步骤如下。
（1）轻摇或轻拍培养瓶使果蝇落到培养瓶底部。
（2）右手两指取下培养瓶塞，迅速将麻醉瓶口与培养瓶口对接严密。
（3）左手握紧两瓶接口处，倒转使培养瓶在上。
（4）紧握两瓶接口，使两瓶稍微倾斜，右手轻拍培养瓶将果蝇振落到麻醉瓶中。注意不要让培养瓶中的培养基掉入麻醉瓶中，如培养基已变得太稀而易脱落，可采用麻醉瓶在上，而用黑纸或双手遮住培养瓶，使果蝇趋光自动飞入麻醉瓶中。
（5）当果蝇进入麻醉瓶后，迅速分开，将两瓶各自盖好。然后再将麻醉瓶中的果蝇拍到瓶底，迅速拔开塞子，在塞子上滴几滴乙醚，重新塞上麻醉瓶。
（6）观察麻醉瓶中的果蝇，约1min后果蝇便不再爬动，落入瓶底则麻醉就算成功了，即可倒在白瓷板上进行观察。
（7）果蝇麻醉状态通常可维持5～10min，如果观察中苏醒过来，可进行补救麻醉，即用一平皿，内贴一带乙醚的滤纸条，罩住果蝇形成一临时麻醉小室。
2.果蝇性别的鉴定
将麻醉后的果蝇在放大镜或体视显微镜下仔细观察，观察过程中可用解剖针轻轻拨动果蝇的翅膀或腹部，翻转其背腹面，仔细检查其性别和表型特征。
性梳的有无，是鉴别雌雄成蝇的明显标志，用放大镜观察即可。如果要仔细观察性梳的结构，可将雄果蝇的第一胸足取下，置于载玻片和盖玻片之间，在低倍显微镜下观察即可。
观察鉴别完毕后，把不需要的果蝇倒入盛有50%酒精的瓶中（死蝇盛留器），以防混杂。
3.野生型和几种常见突变类型的观察
将果蝇麻醉后，在放大镜下观察其各性状，并与野生型果蝇进行对比，观察突变型果蝇的性状表现。请同学们自行设计表格，记录你观察到的复眼颜色（红眼、白眼）及复眼形状（椭圆、棒状）、翅形（长翅、小翅、残翅）、体色（棕色、黑檀色、黄色）、刚毛（长直、卷曲）等，并自行设计表格，记录观察到的各品系果蝇的性状。
【要点及注意事项】
（1）果蝇残翅性状对温度敏感，其残翅会随着温度的升高逐步伸长，30℃下能发育成野生型一样的翅。应注意培养温度对其表型的影响。
（2）刚孵化的果蝇，体色很浅，且体节上的黑色条纹不明显，翅膀很短且卷曲。因此，不要误将其当成突变体。
（3）麻醉时注意掌握深度，防止麻醉过度而导致死亡或发育异常。
【作业及思考题】
（1）通过观察果蝇的形态特征，你认为在鉴别雌雄果蝇时，应抓住哪些主要特征？
（2）简述实验所用的各突变体的形态特征。
【参考文献】
[1] 牛炳韬，孙英莉.遗传学实验教程[M].兰州：兰州大学出版社，2014.
[2] 杨大翔.遗传学实验[M].第3版.北京：科学出版社，2016.
[3] 李雅轩，赵昕.遗传学综合实验[M].北京：科学出版社，2005.
（唐文武 梁盛年）