Hodowla muszki owocowej

(Drosophila melanogaster)

Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy

Wydział: Rolnictwa i Biotechnologii

Kierunek: Rolnictwo

Grupa: II

Zespół: V

Patryk Kuźnik

Paweł Mietła

Michał Murawski

Karolina Ochocka

1.Wstęp

Rząd: Diptera (muchówki, dwuskrzydłe)

Rodzina: Drosophiliadae (wywilżanki)

Rodzaj: Drosophila

Gatunek: Drosophila melanogaster (muszka owocowa)

Drosophila melanogaster

Muszka owocowa (Drosophila melanogaster) była i nadal jest idealnym materiałem do badań genetycznych. Jest to spowodowane: niewielkimi rozmiarami ciała muszki owocowej, małą liczbą chromosomów, łatwością utrzymywania i hodowania w warunkach laboratoryjnych, dużą płodnością, krótkim okresem rozwoju jaja do dorosłego owada, możliwością uzyskiwania dużych populacji oraz licznych pokoleń w krótkim czasie (50 pokoleń w ciągu roku), różnorodnością mutacji występujących u tego gatunku. Jest ona najlepiej zbadanym organizmem pod względem genetycznym. Dorosłe osobniki wielkości ok. 3mm posiadają widoczne, łatwe do obserwacji cechy fenotypowe, takie jak barwa i kształt oczu, kształt i długość skrzydeł, barwa ciała (tułowia i odwłoka), liczba włosków na powierzchni ciała. Drosophila melanogaster jest rozdzielnopłciowa o wyraźnie zaznaczonym dymorfizmie płciowym. Garnitur chromosomów (2n=8) składa się z 8 chromosomów, tj. 6 autosomów i 2 heterochromosomów. Samica posiada dwa chromosomy X, samiec chromosomy XY.

samica ♀	samiec ♂
większa od samca, mniej ruchliwa	mniejszy od samicy, aktywniejszy
odwłok duży, pękaty, jasny (zwłaszcza część brzuszna)	odwłok mały, skrócony, zaokrąglony
ciemne paski na odwłoku od strony grzbietowej są dobrze widoczne	ciemne paski zlewając się ze sobą przy końcu odwłoka tworzą ciemną plamę
brak grzebyka płciowego	obecność grzebyka płciowego

2. Materiał i metoda

Hodowla I:

Normal (N)- szare ciało, czerwone oczy, długie skrzydła

sepia (se)- szare ciało, granatowe oczy, długie skrzydła

Normal sepia

Hodowla II:

Normal (N)- szare ciało, czerwone oczy, długie skrzydła

yellow (y)- żółte ciało, czerwone oczy, długie skrzydła

Normal yellow

17.10.2011r. - izolowanie poczwarek do I hodowli

Wyizolowaliśmy po 10 poczwarek szczepu Normal i sepia. Pojedyncze poczwarki z określonych linii przenieśliśmy do malutkich buteleczek z pożywką. Poczwarki umieściliśmy delikatnie na ściankach buteleczek tuż nad pożywką. Buteleczki opisaliśmy podając nazwy szczepów.

24.10.2011r. -założenie I hodowli

Do pierwszej butelki hodowlanej wpuściliśmy dwie samice szczepu Normal i dwa samce szczepu sepia (N x se). Do drugiej butelki hodowlanej wpuściliśmy dwie samice szczepu sepia i dwa samce szczepu Normal (se x N). Założone hodowle dokładnie opisaliśmy na kolbie, podając nazwy kojarzonych szczepów i datę założenia hodowli.

7.11.2011r. -izolowanie poczwarek do II hodowli

Wyizolowaliśmy po 8 poczwarek szczepu Normal i yellow. Pojedyncze poczwarki z określonych linii przenieśliśmy do malutkich buteleczek z pożywką. Poczwarki umieściliśmy delikatnie na ściankach buteleczek tuż nad pożywką. Buteleczki opisaliśmy podając nazwy szczepów.

14.11.2011r.

a) założenie II hodowli

Do pierwszej butelki hodowlanej wpuściliśmy dwie samice szczepu Normal i dwa samce szczepu yellow (N x y). Do drugiej butelki hodowlanej wpuściliśmy dwie samice szczepu yellow i dwa samce szczepu Normal (y x N). Założone hodowle dokładnie opisaliśmy na kolbie, podając nazwy kojarzonych szczepów i datę założenia hodowli.

b) założenie na F₂

Muszki z butelek hodowlanych z I hodowli przesypaliśmy do butelek hodowlanych ze świeżą pożywką. Butelki dokładnie opisaliśmy.

21.11.2011r.

a)analiza pokolenia F₁

Muszki z butelek hodowlanych z I hodowli przesypaliśmy do czystych butelek- bez pożywki i zamknęliśmy korkami z waty zwilżonymi eterem. Śpiące muszki wysypaliśmy na białą kartkę papieru. Dokonaliśmy podziału pod względem barwy oczu i płci.

b)wypuszczenie rodziców z II hodowli

Z butelek hodowlanych do II hodowli wypuściliśmy rodziców, aby nie doszło do wstecznego kojarzenia z potomstwem.

5.12.2011r.

a)analiza I hodowli

Muszki z butelek hodowlanych z I hodowli przesypaliśmy do czystych butelek- bez pożywki i zamknęliśmy korkami z waty zwilżonymi eterem. Śpiące muszki wysypaliśmy na białą kartkę papieru. Dokonaliśmy podziału pod względem barwy oczu i płci.

b)analiza II hodowli

Muszki z butelek hodowlanych z II hodowli przesypaliśmy do czystych butelek- bez pożywki i zamknęliśmy korkami z waty zwilżonymi eterem. Śpiące muszki wysypaliśmy na białą kartkę papieru. Dokonaliśmy podziału pod względem barwy ciała i płci.

3.Wyniki

Hodowla I - -dziedziczenie jednej pary cech autosomalnych

Uzyskane osobniki z wyizolowanych poczwarek

	N	se
imago	3	1
zagrzybione	1	6
martwe	0	0
niewyklute	6	3

Liczba osobników (podział na płci) użytych do krzyżowania

rodzaj krzyżowania		jedna para cech autosomalnych
zapis krzyżowania		♀	♂	♀	♂
				(se x N) F1		(N x se) F1
płeć	♀	2		2
		♂	2		2

Analiza fenotypowa pokolenia F₁ (podział na płci)

płeć	♀		♂		♀		♂
zapis krzyżowania	(N x se) F1				(se x N) F1
fenotyp pokolenia F1	czerwone oczy				czerwone oczy
płeć	♀	♂			♀	♂
liczba osobników	34	30			23	14
suma	64				37

Analiza fenotypowa pokolenia F₂ (podział na płci)

płeć	♀		♂		♀		♂
zapis krzyżowania	(se x N) F2				(N x se) F2
fenotyp pokolenia F2	granatowe oczy		czerwone oczy		czerwone oczy		granatowe oczy
płeć	♀	♂	♀	♂	♀	♂	♀	♂
liczba osobników	5	2	19	30	8	10	0	0
suma	7		49		18		0

Założenia:

se⁺ - czerwone oczy

se - granatowe oczy

(N x se)F₁

P₁:
x

czerwone granatowe

oczy oczy

gamety:
;

F₁:

czerwone

oczy

Hipoteza: Płeć w pokoleniu potomnym dziedziczy się w stosunku 1:1.

fo	płeć	frekwencja	fe
34	samice	1	32
30	samce	1	32
64/2=32		2

v= n-1

v=2-1=1

α=0,05

Założona hipoteza, że płeć w pokoleniu potomnym dziedziczy się w stosunku 1:1 jest słuszna.

(se x N)F₁

P₁:
x

granatowe czerwone

oczy oczy

gamety:
;

F₁:

czerwone

oczy

Hipoteza: Płeć w pokoleniu potomnym dziedziczy się w stosunku 1:1.

fo	płeć	frekwencja	fe
23	samice	1	18,5
14	samce	1	18,5
37/2=18,5		2

v= n-1

v=2-1=1

α=0,05

Założona hipoteza, że płeć w pokoleniu potomnym dziedziczy się w stosunku 1:1 jest słuszna.

P₂:
_X

czerwone czerwone

oczy oczy

gamety:
,
;
,

F₂:

czerwone czerwone czerwone granatowe

oczy oczy oczy oczy

(N x se) F₂

Hipoteza: Badane cechy dziedziczą się wg Pisum.

fo	fenotyp	frekwencja	fe
49	czerwone oczy	3	42
7	granatowe oczy	1	14
56/4=14		4

v= n-1

v=2-1=1

α=0,05

Założona hipoteza, że badane cechy dziedziczą się wg Pisum nie została potwierdzona.

(se x N) F₂

Hipoteza: Badane cechy dziedziczą się wg Pisum.

fo	fenotyp	frekwencja	fe
18	czerwone oczy	3	13,5
0	granatowe oczy	1	4,5
18/4=4,5		4

Liczebność jednej z hipotetycznych klas fenotypowych jest mniejsze niż 5, dlatego też dalszych obliczeń nie prowadzimy.

Hodowla II - dziedziczenie cechy sprzężonej z płcią- barwa ciała

Uzyskane osobniki z wyizolowanych poczwarek

	N	y
imago	1	1
zagrzybione	7	7
martwe	0	0
niewyklute	1	1

Liczba osobników (podział na płci) użytych do krzyżowania

rodzaj krzyżowania		cecha sprzężona z płcią
zapis krzyżowania		♀	♂	♀	♂
				(N x y) F1		(y x N) F1
płeć	♀	2		2
		♂	2		2

Analiza fenotypowa pokolenia F₁ (podział na płci)

płeć	♀		♂		♀		♂
zapis krzyżowania	(N x y) F1				(y x N) F1
fenotyp pokolenia F2	szare ciało				żółte ciało		szare ciało
płeć	♀	♂			♀	♂	♀	♂
liczba osobników	20	14			0	22	24	0
suma	34				22		24

Założenia:

y⁺ -szare ciało

y -żółte ciało

(N x y) F₁

P: ♀
_X ♂

szare ciało żółte ciało

gamety:
;
,

F₁:

♀ szare ciało ♂ szare ciało

Hipoteza: Płeć w pokoleniu potomnym dziedziczy się w stosunku 1:1 (cecha sprzężona z płcią).

fo	fenotyp	frekwencja	fe
20	samice	1	17
14	samce	1	17
34/2=17		2

v= n-1

v=2-1=1

α=0,05

Założona hipoteza, że płeć w pokoleniu potomnym dziedziczy się w stosunku 1:1 jest słuszna.

(y x N)F₁

P: ♀
_X ♂

żółte ciało szare ciało

gamety:
;
,

F₁:

♀ szare ciało ♂ żółte ciało

Hipoteza: Płeć w pokoleniu potomnym dziedziczy się w stosunku 1:1 (cecha sprzężona z płcią).

fo	fenotyp	frekwencja	fe
24	samice	1	23
22	samce	1	23
46/2=23		2

v= n-1

v=2-1=1

α=0,05

Założona hipoteza, że płeć w pokoleniu potomnym dziedziczy się w stosunku 1:1 jest słuszna.

4.Dyskusje i wnioski

Samce różnią się od samic składem heterochromosomów. Różnica polega na tym, że samice posiadają w każdej komórce dwa tak samo wyglądające chromosomy X, natomiast samce w swoich komórkach posiadają jeden chromosom X i jeden chromosom Y. W czasie gametogenezy do komórki rozrodczej dostaje się tylko jeden chromosom płciowy. W oogenezie jest to i tak chromosom X. U samców w spermatogenezie do plemnika wchodzi albo chromosom X albo chromosom Y. Samce więc chromosom X w pierwszym pokoleniu przekażą córkom, natomiast osobnikom męskim zostanie on przekazany dopiero w pokoleniu F₂ (przez samicę z pokolenia F₁).

Jako, że gen determinujący badane przez nas cechy znajduje się właśnie na chromosomach płci to cecha warunkowana przez taki gen dziedziczy się inaczej w zależności od tego czy została wprowadzona do krzyżowania przez samca, czy samicę, więc kierunek krzyżowania ma znaczenie dla efektów fenotypowych w pokoleniu potomnym.

Geny znajdujące się na autosomach dają taki sam wynik krzyżówek, bez względu na kierunek krzyżowania ponieważ chromosomy te są takie same u obu płci, więc dla cech autosomalnych kierunek krzyżowania nie ma wpływu na efekt fenotypowy.  

Literatura:

1.Lubosława Nowaczyk, Elwira Śliwińska, Wybrane zagadnienia z genetyki, 2001, Wydawnictwa Uczelniane Akademii Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy.

2.Maria Bogdzińska, Araszkiewicz Jadwiga, Podstawy genetyki zwierząt, Wydawnictwa Uczelniane Akademii Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy.

3.Gerard Drewa, Tomasz Ferenc, Podstawy genetyki dla studentów i lekarzy, 2003, Wydawnictwo Urban & Partner.

---