果蠅唾腺染色體制片技術

實驗概要

1、練習分離果蠅幼蟲唾腺的技術，學習唾腺染色體的制片方法;
 

2、觀察果蠅唾腺的形態學及遺傳學特征；
 

3、了解體細胞染色體配對現象；

實驗原理

本世紀初，D.Kostoff用壓片法首先在D.melanogaster果蠅幼蟲的唾液腺細胞核中發現了特別巨大的染色體—唾液腺染色體（salivary gland chromosome）。事實上，雙翅目昆蟲（如搖蚊、果蠅等）的幼蟲期都具有很大的唾腺細胞，其中的染色體就是巨大的唾液腺染色體。相當于普通染色體的100-150倍，這些巨大的唾液腺染色體具有許多重要特征，為遺傳學研究的許多方面，如染色體結構、化學組成、基因差別表達等提供了獨特的研究材料。
 

雙翅目昆蟲的整個消化道細胞發育到一定階段后就不再進行有絲分裂，而停止在分裂間期。但隨著幼蟲整體器官以及這些細胞本身體積的增大，細胞核中的染色體，尤其是唾液腺染色體仍不斷地進行自我復制而不分開，經過許多次的復制形成約1000—4000拷貝的染色體絲，合起來達5μm寬，400μm長，比普通中期相染色體大得多（約100—150倍），所以又稱多線染色體（polytene chromosome）和巨大染色體（giant chromosome）。
 

唾腺染色體形成的最初，其同源染色體即處于緊密配對狀態，這種狀態稱為“體細胞聯會”。在以后不斷的復制中仍不分開，由此成千上萬條核蛋白纖維絲合在一起，緊密盤繞。所以配對的染色體只呈現單倍數。黑腹果蠅的染色體數為2n=2×4，其中第Ⅱ、第Ⅲ染色體為中部著絲粒，第Ⅳ和第Ⅰ（X染色體）染色體為端著絲粒。而唾腺染色體形成時，染色體著絲粒和近著絲粒的異染色質區聚于一起形成一染色中心（chromocenter）,所以在光學顯微鏡下可見從染色中心伸出6條配對的染色體臂，其中5條為長臂，一條為緊靠染色中心的很短的臂。
 

由于唾腺細胞在果蠅幼蟲時期一直處于細胞分裂的間期狀態，所以每條核蛋白纖維絲都處于伸展狀態，因而不同于一般有絲分裂中期高度螺旋化的染色體。唾腺染色體經染色后，呈現深淺不同，疏密各異的橫紋（band）。這些橫紋的數目、位置、寬窄及排列順序都具有種的特異性。研究認為這些橫紋與染色體的基因是有一定關系的。從其橫紋分布特征可對物種的進化特征進行比較分析，而一旦染色體上發生了缺失、重復、倒位、易位等，也可較容易地在唾腺染色體上觀察識別出來。可見唾腺染色體技術是遺傳學研究中一項基本的技術。

主要試劑

1%醋酸洋紅等。

主要設備

顯微鏡、解剖針、載玻片等。

實驗材料

黑腹果蠅三齡幼蟲。

實驗步驟

1、從培養果蠅的大試管中挑取一發育充足、肥大的三齡幼蟲置于事先滴有一滴蒸餾水或生理鹽水的載玻片上，如幼蟲帶有飼料，可先用蒸餾水將其洗凈。
 

2、取兩根解剖針，一根壓住幼蟲的頭部，壓點盡可能靠近口器處，當頭部固定后，用另一根針壓住尾短，平穩快速一拉，使口器處斷開，體內各器官也從切口擠出，一對唾腺隨之而出。唾腺是一對透明的香蕉狀腺體，仔細觀察可發現是由一個個較大的唾腺細胞組成。

 
3、在顯微鏡的低倍鏡下找到唾腺，其周圍可能伴有消化道和脂肪體。確定腺體后，仔細剔除雜物，僅讓腺體留下。

4、用濾紙將多余的蒸餾水吸去，注意不要碰著腺體，以防被吸走。然后滴上一滴醋酸洋紅染液，覆蓋染色10分鐘。

5、染色后，蓋上蓋玻片，用濾紙吸去多余染液，然后放平在桌面，用大拇指向下沖壓蓋玻片，注意要有一定的力度，且蓋玻片與載玻片之間不能滑動。多練習幾次，可望獲得分散較好的制片。

6、將制好的片子放到顯微鏡下進行觀察。先用低倍鏡找到好的染色體圖象，再換用高倍鏡觀察之。