实验四 果蝇的数量性状遗传

实验四 果蝇数量性状的遗传一、 目的：1、以果蝇（Drosophila melanogaster ）腹片着生的小刚毛为对象，研究数量性状遗传的特点。

2、学习估算统计遗传学基本参数——遗传率（heritability ）二、原理：1）、黑腹果蝇 (Drosophila melanogaster) 是被人类研究得最彻底的生物之一。

是一种原产于热带或亚热带的蝇种。

它和人类一样分布于全世界各地，并且在人类的居室内过冬。

在遗传，发育，生理， 和行为等的研究方面，果蝇是最常见的研究对象之一。

原因是它易于培养， 繁殖快，使用经济： 它在室温条件下， 十天就可以繁殖一代； 且只有四对染色体， 易于遗传操作； 还有它有很多突变体可以利用。

中文学名： 黑腹果蝇 拉丁学名： Drosophila melanogaster 别称： fruit fly 二名法： Drosophila melanogaster 界： 动物界 门： 节肢动物门Arthropoda 纲： 昆虫纲 Insecta 亚纲： 有翅亚纲目： 双翅目 Diptera 亚目： 长角亚目、短角亚目 科： 果蝇科Drosophilidae 属： 果蝇属Drosophila 亚属： Sophophora 种： 果蝇 分布区域： 全球温带及热带气候区 2）、果蝇的生态学特性果蝇又称小果蝇（Drosophilidae 科，Drosophila 属），英文全名 fruit fly 。

它和危害农作物的果实蝇（Trypetidae 科，Bactocera 属）不同，果实蝇危害瓜果类果实非常严重，是农业技术上的一大隐忧.刚形成的蛹呈微黄色，之后颜色逐渐加深，羽化前呈深褐色。

果蝇类昆虫在自然条件下大多数以腐烂的瓜果等为食，可为害多种瓜果蔬菜及许多植物的多汁器官，甚至连甜酒也成为取食对象n]。

研究表明，果蝇具有强烈的趋化性，嗅到水果发出的气味就会飞来取食、交尾和产卵[7]。

果蝇对不同水果嗜好程度有差异，该试验表明，黑腹果蝇对几种水果嗜好性顺序依次是葡萄、苹果、香蕉、桃、梨。

昆虫嗜好性与寄主植物或食物挥发出的化学物质以及分布在昆虫体表的嗅觉和味觉感器有关[8]。

昆虫取食行为取决于从化学感受器输入的感觉信号[9]。

研究表明，黑腹果蝇触角和下颚须等感受器官组织含有约62种不同的气味受体蛋白用以检测和识别其所感受的所有化学气味分子[i03。

黑腹果蝇对不同水果的嗜好程度差异的原因可能与不同水果挥发出的化学成分相关，水果中的何种化学气味成分在起关键作用有待于进一步研究。

使用化学杀虫剂防治果蝇易增加果实中的农药残留，而且果蝇成虫个体小，危害隐蔽，发生时不易被察觉，成虫诱杀技术即成为果园果蝇防治的重要手段[1¨。

明确果蝇对水果选择性的强弱也是进行农业和生物防治的重要基础和前提。

已经证明，糖醋液、香蕉果肉和杨梅果实均对果蝇有显著的引诱效果[1 2|。

利用这些技术，果农可以因地制宜地采取一些简易的手段监测果蝇发生及防治。

因此，深入研究不同水果气味中引诱果蝇的活性成分，开发新型的果蝇成虫引诱剂，对降低葡萄的农药残留将具有重要的理论和实践意义。

2．1、生活周期的观察：果蝇是完全变态昆虫，生活周期可分为4个时期：卵、幼虫、蛹和成虫。

最适培养温度20～25℃，温度越高，生长越快，但高于30℃不育甚至死亡。

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果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。

经过三个幼虫发育阶段和四天的蛹期，在25℃下过一天，就会发育为成虫。

①卵成熟的雌蝇交尾后（ 2 ～ 3d ）将卵产在培养基的表层。

用解剖针的针尖在果蝇培养瓶内沿着培养基表面挑取一点培养基将其置于载玻片上，然后滴上 1 滴清水，用解剖针将培养基展开后放在显微镜低倍镜下仔细进行观察。

果蝇的卵为椭圆形，长约 0.5mm ，腹面稍扁平，前端伸出的触丝可使卵附着在培养基表层而不陷入深层。

②幼虫果蝇的受精卵经过一天的发育即可孵化为幼儿虫。

幼虫在培养基内及瓶壁上都有，培养基内的幼虫一般要小一些。

这是因为果蝇的幼虫从一龄幼虫开始经两次蜕皮，形成二龄和三龄幼虫，随着发育而不断长大，三龄幼虫往往爬到瓶壁上来化蛹，其长度可达 4 ～ 5mm 。

幼虫一端稍尖为头部，黑点处为口器。

幼虫在培养基内和瓶壁上蠕动爬行。

③蛹幼虫经过 4 ～ 5d 的发育开始化蛹。

一般附着在瓶壁上，颜色淡黄。

随着发育的继续，蛹的颜色逐渐加深，最后为深褐色。

在瓶壁上看到的几乎透明的蛹是已经羽化完而遗留的蛹的空壳。

④成虫刚羽化出的果蝇虫体较长，翅膀也没有完全展开，体表未完全几丁质化所以成半透明透乳白色。

随着发育，身体颜色加深，体表完全几丁质化。

羽化出的果蝇在 8 ～ 12h 后开始交配，成体果蝇在25 ℃ 条件下的寿命为 37d 。

(1) 成虫习性: 黑腹果蝇成虫为舐吸式口器, 主要以舐吸水果汁液为食, 对发酵果汁和糖醋液等有较强的趋向性[ 1] 。

饲养观察结果显示成虫可存活25~ 40 d, 温度在8~ 33 ℃范围内均可生存, 以25 ℃左右为最适宜[ 2] , 高于33℃时果蝇成虫陆续死亡, 当气温低于8℃时果蝇成虫不在田间活动, 多聚集于果壳( 如葡萄) 、幼虫取食后的烂果孔穴里。

果蝇成虫飞翔能力弱, 多在背阴和弱光处活动, 多数时间栖息于杂草丛生的潮湿地里。

( 2) 成虫羽化: 成虫羽化时间多数在早6: 00~ 8: 00。

成虫羽化时, 先借助于顶囊的顶力将蛹背部前端顶开一小裂口, 或直接顶开蛹盖, 靠足的推力及身体的扭动将身体带出。

刚羽化的成虫体色淡, 翅未完全展开而紧贴虫体, 不能飞翔, 30 min~ 2 h 内爬行或静伏并舒展身体, 身体逐渐硬化, 体色开始加深, 6 h 后身体充分硬化, 体色变为正常。

雌虫比雄虫虫体微大, 雌雄性数量比接近1B1, 雌性略高。

( 3) 求偶与交尾: 经羽化后身体充分硬化、体色变为正常的雌雄成虫, 开始飞动取食, 雄虫12 h、雌虫8 h 后达到性成熟。

雄虫性成熟后表现兴奋、好动、飞行敏捷迅速, 开始追逐异性, 主要行为有展翅、振动、尾追、打圈等。

而雌虫对此不表现太多反应, 只是偶尔飞行。

雌雄成虫交尾时雄虫在上, 用足抱握雌虫, 腹部向下弯曲连接雌虫生殖器。

交尾时间6~ 25 min, 多数为17~ 18 min, 雌虫交尾一次便可终生产卵。

( 4) 产卵: 雌成虫交尾后24 h 可产卵。

在果实上产卵时, 雌虫先找到合适的产卵果( 成熟后表皮软的果实) , 在果面上爬行几分钟后, 先用腹末端的刺状物刺破果实表皮, 然后通过导卵器产卵于表皮下1 mm 处。

1 头雌虫一般每果产1 粒或数粒卵, 卵如炮弹状镶在果肉内。

如遇腐烂的果实, 果面湿润, 雌虫可直接将卵产在腐烂的水果表面。

我们在田间调查时, 肉眼可见腐烂果面上有果蝇所产的卵。

经观察, 黑腹果蝇、铃木氏果蝇和海德氏果蝇的产卵量和卵的孵化情况较接近。

温度在25 ℃左右、湿度70% 左右条件下, 雌虫交尾后24 h 直至死亡前一天都可产卵, 每只雌虫一生最多可产506 粒卵, 最少可产390 粒, 平均产卵量为476粒, 日产卵量为1310~ 4410 粒, 平均为1516 粒。

(5) 卵的孵化和幼虫: 卵在25℃条件下发育, 20 h 后可陆续孵化, 40 h 内孵化完毕。

孵化率为9811%。

孵化时幼虫凭借自身的蠕动和口钩的力量破卵而出, 开始在果肉汁液里蠕动, 并挥动口钩取食。

幼虫分3 龄, 25 ℃左右时1龄、2 龄幼虫发育期各约1 d, 3 龄约3 d [ 3], 5 d左右可发育为老熟幼虫。

幼虫每经一龄需蜕皮并遗弃原口钩, 长出新口钩。

(6) 化蛹和蛹: 幼虫发育至老熟时停止取食, 开始爬动寻找化蛹场所。

果实内的幼虫出果后, 在果面上先是爬行几分钟, 后跌落地面,在地面爬行寻找土壤松软处入土, 入土时头部先钻入, 呈倒立状, 蠕动而入, 在土壤内1~ 3 cm潮湿处化蛹。

地面上腐烂食物上的足龄幼虫, 入土化蛹或在腐烂食物上直接化蛹。

正常气温下, 温度在15 ℃以上时, 这些蛹均能正常羽化,羽化率为9815% 。

幼虫入土化蛹的深度与土壤湿度有关, 土壤含水量在10% 以下和35% ( 土壤含水量达到饱和) 时, 幼虫在土表化蛹, 土壤含水量在15% ~ 20% 时, 幼虫在土表下1 cm左右处化蛹, 最深的在3 cm 处。

在实验室, 湿度70%, 无阳光直射条件下,供给食物饲养黑腹果蝇, 观察记录不同温度下从卵到成虫的发育历期, 特别记录25, 20, 15 e条件下的卵期、幼虫期、蛹期, 计算3 种温度下各虫态发育历期平均值。

室内饲养表明, 黑腹果蝇卵期018~ 315 d,幼虫期4~ 17 d, 蛹期3~ 13 d。

各虫态发育时期与温度有很大关系, 25 e 为适宜温度, 在此恒温条件下, 发育1 代只需9 d 左右, 20 ℃恒温条件下需18 d 左右, 而在15 ℃左右时发育1 代约需31 d3）、果蝇的生物学特性3．1 黑腹果蝇成虫生物学特性在室内对危害葡萄的黑腹果蝇的一些生物学特性进行了深入观察。

结果表明，黑腹果蝇在25℃下卵、幼虫、蛹的发育历期分别为(1．08±0．19)，(4．39士0．43)，(3．9士0．25)d。

成虫交尾时闻集中在21：30～23：00，持续5～20 min，交尾后具有梳理行为。

并常将卵产在果肉边缘的坡面上，每次产2～8粒。

幼虫喜在葡萄梗、器皿壁等较硬场所化蛹。

羽化时间集中在4：30～7：30。

成虫对不同水果的嗜好强弱程度是依次是葡萄、苹果、香蕉、桃、梨；而对巨峰、马奶、无核白、红提等葡萄品种的嗜好程度无显著性差异(P>O．05)，但葡萄损伤时间影响其嗜好程度，对损伤3 d和4 d的葡萄嗜好程度显著高于损伤2 d的葡萄，也都极显著高于损伤 1 d的(P<O．01)。

幼虫对葡萄和香蕉嗜好程度显著高于梨、桃和苹果(P<0．05)；对红提的嗜好程度显著大于巨峰、马奶、无核白品种。

2．1．1 求偶与交尾行为黑腹果蝇在羽化10 h左右达到性成熟，之后开始交尾。

交尾多数发生在21：30～23：00。

交尾时间5～20 min ，一般为10 min左右。

交尾前，雄虫抖动单翅追逐雌虫，同时用触角不停地触动雌虫的尾部。

偶尔雄虫还跑到雌虫前，摆成头对头姿势或围绕雌虫打圈。

交尾时，雄虫一半身体伏于雌虫背部，并用前足抱握雌虫腹部，将腹部向下弯曲与雌虫尾部对接。