果蝇实验室筹建和规范化管理研究

吴薇

摘 要：该文从果蝇实验室筹建所需基本仪器购置、果蝇食物制备、果蝇品系搜集和管理等方面着手，根据中科院上海生物化学与细胞生物学研究所果蝇资源与技术平台多年工作经验，总结了果蝇实验室筹建过程中的若干注意事项，以期为果蝇实验室筹建和规范化管理提供一定的理论指导。

关键词：果蝇实验室；筹建；规范化管理；食物；品系

中图分类号 G647 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）18-0147-02

自1909年摩尔根将果蝇作为研究遗传变异和染色体关系的材料之后，果蝇就以其生活史短、饲养容易、染色体简单、突变体多等优点成为了生命科学研究中最重要的无脊椎模式动物之一，至2017年已经分6次产生了13位诺贝尔奖获得者[1-3]。越来越多实验室以果蝇为模式动物开展科学研究，但由于实验室配备和管理上各不相同，迄今为止也没有规范化国家标准，本文从果蝇实验室筹建所需基本仪器购置、果蝇食物制备、果蝇品系搜集和管理等方面着手，根据中科院上海生物化学与细胞生物学研究所果蝇资源与技术平台（http：//www.sibcb.ac.cn/cp13-10.asp）多年工作经验，总结了果蝇实验室筹建过程中的若干注意事项，以期为果蝇实验室筹建和规范化管理提供一定的理论指导。

1 基本仪器的购置

新筹建果蝇实验室，首先应根据实验需求购置果蝇相关基本仪器和耗材，清单如表1所示，各课题组实验需求的特殊仪器在此不一一列举。

2 果蝇食物制备

果蝇食物制备是一切以果蝇为模式动物开展实验的基础。果蝇类昆虫在温带和热带地区广泛分布，适应性极强；不同物种食性有别，常在成熟瓜果或腐败植物上舐吸糖蜜物质获得营养，也可以树液或花粉为食，而其主要食物是在有氧与无氧条件下都可以生存的酵母菌[4].。因此，实验室凡能发酵的基质，均可作为果蝇饲料，常用的有玉米粉饲料、米粉或麸皮饲料、香蕉饲料等。中科院上海生物化学与细胞生物学研究所果蝇资源与技术平台配方：H20 1000mL；琼脂6g；活酵母25g；玉米粉66.825g；大豆粉9.18g；蔗糖40g；麦芽糖42.4g；丙酸6.875mL，苯甲酸钠1g，对羟基苯甲酸甲酯0.25g。

表2列举食物原料名称和功能，可归纳为营养类（蔗糖、麦芽糖、玉米粉、大豆粉、淡玉米糖浆，麦芽提取物）、发酵类（酵母）、固化剂类（琼脂）和防腐剂类（丙酸、苯甲酸钠、对羟基苯甲酸甲酯，尼泊金甲酯等）类4种。麦芽糖见水易结块，应注意防潮；玉米粉需选择颗粒细的糯玉米粉；琼脂粉浓度需根据每一批次的凝胶强度来调整；所有原料均需妥善保管，保证没有过期、生虫、长霉等情况发生。

3 果蝇品系搜集

每个实验室都会搜集自己实验所需品系。果蝇品系来源有自己制备、兄弟实验室分享、从国际国内果蝇资源中心订购等。国内国际的主要果蝇资源保藏机构有美国的Bloomington果蝇搜集中心（BDSC）和哈弗医学院果蝇资源中心（Exelixis）、奥地利的维也纳果蝇资源中心（VDRC）、瑞士的苏黎世大学果蝇资源中心（FlyORF）、日本的国立遗传学研究所果蝇资源中心（NIG-Fly）和京都工艺纤维大学果蝇资源中心（Kyoto DGGR）、中国的中科院上海生物化学与细胞学研究所果蝇资源与技术平台（SIBCB-Fly）和清华大学果蝇中心（THFC）等。搜集品系首先必须明确基因型，其次需通过肉眼观察、PCR等检测方法来检测其正确性。检测正确的果蝇才能饲养保种。

4 果蝇品系资源库建立

每个实验室搜集的品系构成自己的果蝇资源库，需要精心管理。实验室果蝇品系资源库建立和管理一般包括培养室清洁，果蝇纯化，低温保种和电子档案建立4个方面。果蝇品系资源在条件允许情况下，请第3方寄存以保证品系保持的可持续性。

4.1 培养室清洁 将新建的果蝇培养室（房间或培养箱）彻底地清洁、除虫、消毒。先用紫外灯辐照消毒2h，然后在地面和空架子上喷洒75%的酒精或除虫剂擦拭。如果环境中曾出现过螨虫、细菌和真菌等有害生物，可喷洒强效杀虫剂闷杀，次日通风后再引入果蝇。

4.2 果蝇纯化 搜集的果蝇先隔离25℃培养，观察果蝇长势，有无螨蟲、细菌或真菌等有害生物。有有害生物的果蝇需进行纯化，正常每隔1～2d转一次新管，3～5次后正常培养。第1代果蝇出成虫后继续重复上述步骤，直至果蝇长势良好。

4.3 低温保种 果蝇品系低温保存能减少工作量，降低成本，扩大品系保有量。Vladimír Ko?tál等尝试给幼虫喂游离氨基酸脯氨酸并将其培养在低温下（-5℃），保持类似于冬眠的状态，但是该方法冻存过程复杂，复苏后需特殊培养，且复苏后能长至成虫的比例低于10%[6]。所以现多采用活体保种，将果蝇置于18℃低温培养，延长其生命周期。

4.4 建立电子档案 现常用办公软件Microsoft Office Excel将收集的每1个果蝇品系编号，按顺序排列，每1个编号有对应的基因型等信息，需要时先从表中查找到相应位置，再在资源库中查找。

5 果蝇品系资源库日常管理

果蝇资源库的日常管理包括环境控制、继代培养和果蝇资源库电子档案的实时更新等。

5.1 环境控制 环境控制主要包括温度、湿度、光照和清洁4个方面。温度均衡是理想状态，但是培养箱和装空调的房间都很难做到每个角落温度都一致。冬天，需要制热，靠风口的果蝇温度高，生长快，夏天制冷时反之。所以需要调整出风口位置，尽量缩小温差。并及时关注果蝇生长状态，分别对待。长得快的先传代，长得慢的可以等合适的时间，原则是“就快不就慢”。湿度对果蝇的影响非常大，正常湿度在40%～60%为宜。培养箱必须能控制湿度，培养室需添放加湿器和除湿机。南方雨水充足的地方如上海、广州、深圳等基本仅除湿就好，北方干燥的如北京、陕西等需要加加湿器。需要注意的是，除湿机和加湿器等各类仪器启动时，周边温度会上升，因此放置在除湿机周边的果蝇生长速度也会加快。因此需密切关注仪器周边果蝇的生长状态，及时传代。为了维持果蝇的节律，必须控制光照。培养箱选透明门采用自然光或采用光照培养箱，房间可以用微电脑时控开关控制。日常清洁必不可少，架子和地面要保持整洁。定期进行资源库大扫除，将果蝇搬入另外房间，新建库时应彻底清洁。

5.2 继代培养 资源库保种正常温度是18℃，在18℃的保存条件下，果蝇在35d左右必须转管。有些必须在25℃保种的果蝇，18d左右必须转管。果蝇转管时间要适宜，并不是越早越好。过早转管，亲本果蝇已经死亡而新果蝇尚未孵化，从而转不出果蝇，且过早转管也会浪费大量的时间和食物。过晚转管，有些长势差的果蝇由于没有及时转管，新孵化的果蝇已经全部死亡，导致该品系灭绝；另外，还会发生食物发黑、发霉长菌等各种情况，影响果的生长继代培养换下的旧管中有各个时期的果蝇，需及时清理销毁。可采用超低温（-18℃以下）冷冻、高温（60℃）烘烤等方法，但必须确保果蝇的胚胎、幼虫、成虫等各个时期全部死亡。

5.3 果蝇资源电子档案的及时更新 果蝇资源列表有专人管理，入库时及时更新表格，果蝇品系丢失时及时删除，保证资源列表的准确性。

6 果蝇资源库管理交接

果蝇资源库管理的交接是非常重要的。为避免果蝇品系丢失，管理必须规范，需要形成约定的流程。包括果蝇资源库电子档案的交接和实体果蝇资源库交接及果蝇资源库管理流程交接，交接流程可以在经过大家同意的基础上不断修正，使其能更好地为实验室服务。

果蝇实验室筹建后进行规范化管理，保证果蝇品系的質量，是以果蝇为模式动物开展研究的基础，只要认真仔细，遵从规范，就能为科研提供强有力的支撑。

参考文献

[1]付雷.几种重要模式动物的研究简史[J].生物学教学，2011，36（10）：7-9.

[2]裴柳.果蝇与诺贝尔奖[J].生物学教学，2011，36（2）：44-45.

[3]汤波.果蝇与诺贝尔奖[J].锐.聚焦，2018，01：10-12.

[4]梁前进，王婷娜.催生诺贝尔奖的昆虫-果蝇[J].生物学通报，2015，50（1）：4-6.

[5]王琼梅.实验室果蝇品系的维持方法[J].海南大学学报自然科学版，1991，9（4）：84-87.

[6]VladimírKo?tál，Petr ?imeka，Helena Zahradní ková，et al.Conversion of the chill susceptiblefruitfly larva（Drosophila melanogaster）to a freeze[J].PNAS，2012，109（9）：3270-3274.

（责编：张宏民）