مگس سرکه چیست؟

مگس سرکه چیست؟

مگس سرکه با نام علمی Drosophila melanogaster یک مگس کوچک و معمولی است که در نزدیکی میوه نارس و پوسیده یافت می‌شود. بیش از یک قرن است که برای مطالعه ژنتیک و رفتار مورد استفاده قرار می‌گیرد. توماس هانت مورگان زیست شناس برجسته‌ای بود که در سال ۱۹۰۰ دروزوفیلا را مطالعه کرد. او اولین کسی بود که رابطه جنسی و ترکیب ژنتیکی را کشف کرد، که باعث شد مگس کوچک را در خط مقدم تحقیقات ژنتیکی قرار دهد. به دلیل اندازه کوچک، سهولت کشت و زمان کوتاه تولید، ژنتیک شناسان از آن زمان از مگس سرکه استفاده می‌کنند. مگس سرکه از «قلمرو» (Domain) یوکاریوت‌ها، فرمانرو جانوران، شاخه بندپایان، طبقه حشرات، رده «دیپترا» (Diptera)، خانواده Drosophilidae، جنس دروزوفیلا و گونه ملانوگاستر است.

مگس‌های میوه به راحتی از طبیعت به دست می‌آیند و بسیاری از شرکت‌های علوم زیستی انواع جهش‌‌دارهای مختلف را نگه‌داری می‌کنند. علاوه بر این این شرکت‌ها هر گونه تجهیزات مورد نیاز برای کشت مگس را می‌فروشند. هزینه‌ها نسبتاً کم است و بیشتر تجهیزات را می‌توان سال به سال مورد استفاده قرار داد.

چرا از مگس سرکه استفاده می شود؟

در مدارس و دانشگاه‌ها به دلایل مختلفی از مگس سرکه استفاده می‌شود که شامل موارد زیر هستند:

• آن‌ها کوچک هستند و به راحتی قابل حمل هستند.
• آن‌ها را می‌توان به راحتی بیهوش کرد و به صورت جداگانه با تجهیزات پیچیده دستکاری کرد.
• آن‌ها از نظر جنسی دیمورف هستند (نر و ماده متفاوت هستند)، بنابراین تمایز جنسیت‌ها بسیار آسان است.
• مگس میوه باکره از نظر جسمی متمایز از بزرگسالان بالغ است و به همین دلیل به دست آوردن نر و ماده باکره برای لقاح و بررسی ژنتیکی آسان است.
• مگس‌ها دارای نسل کوتاه (۱۰ تا ۱۲ روز) هستند و در دمای اتاق خوب عمل می‌کنند.
• مراقبت و کشت مگس میوه به تجهیزات کمی نیاز دارد، هزینه کمی دارد و حتی برای کشت‌های بزرگ از فضای کمی استفاده می‌کند.
• ژنتیک مگس سرکه به خوبی مستند شده است و چندین وب سایت در حوزه عمومی دارای ژنوم حاشیه نویسی شده کامل هستند. بنابراین، آن دسته از معلمان یا دانش آموزانی که مایلند ببینند جهش در کجا رخ می‌دهد، یک مرجع آماده در دسترس دارند.

کاربردهای مگس سرکه چیست؟

• شناخت ژنتیک مندلی و وراثت صفات
• نتیجه گیری از الگوهای وراثت از داده‌های به دست آمده
• ایجاد تله برای گرفتن جمعیت وحشی مگس سرکه
• بدست آوردن درک درستی از چرخه زندگی مگس سرکه، حشره‌ای که دگردیسی کامل را نشان می‌دهد.
• ایجاد دورگه‌هایی از مگس‌های صید شده و شناخته شده از نوع وحشی و جهش یافته
• یادگیری تکنیک‌های کشت برای حفظ سلامت مگس‌ها
• اینکه دانشجویان متوجه شوند که بسیاری از آزمایشات علمی را نمی‌توان در یک یا دو جلسه آزمایشگاهی انجام داد و به پایان رساند.

معرفی فیلم آموزش حشره شناسی

علم حشره شناسی که براساس شناخت طرز زندگی و راه‌های مبارزه با حشرات مضر پایه گذاری شده است، اهمیت فراوانی دارد. در این میان حشرات مفیدی مانند مگس سرکه که به عنوان ارگانیسم مدل در بسیاری از تحقیقات زیست شناسی و پزشکی نقش دارند نیز وجود دارند. بنابراین لزوم شناخت حشرات و انواع آن‌ها برای محقیقان رشته‌های بیولوژی و غیره بر کسی پوشیده نیست.

در این فرادرس که توسط خانم سارا صرافان صادقی، کارشناس ارشد بیماری‌شناسی گیاهی از دانشگاه فردوسی مشهد، تدریس و به کمک تیم فرادرس تهیه و تدوین شده است، طی ۷ فصل به مباحثی مانند پیدایش و اهمیت حشرات، تشریح و فیزیولوژی حشرات و رده بندی حشرات پرداخته شده است. این آموزش ویدئویی برای دانشجویان رشته‌های گیاه پزشکی و مهندسی کشاورزی و سایر علاقمندان به مطالعه حشرات مناسب است.

محیط کشت مگس سرکه چیست؟

محیط کشت مگس سرکه شامل ترکیب مواد مختلفی است که به رشد و تکثیر این موجود منجر می‌شود. به منظور استفاده از مگس‌های میوه در کلاس درس، باید کشت مگس‌ها را برای دستکاری در دو رگه زایی و به عنوان پشتیبان هر گونه اتفاق ناخواسته در آزمایشگاه حفظ کرد. اولین قدم در تهیه ویال‌های کشت افزودن محیط کشت مگس سرکه است. انواع مختلفی از مواد غذایی برای مگس وجود دارد. برخی از آن‌ها نیاز به پخت دارند و برخی دیگر از قبل آماده و بدون آب خریداری شده اند. محیط کشت مگس سرکه را می‌توان از یک شرکت تامین بیولوژیکی خریداری کرد.

البته این بسیار سریع‌تر و آسان‌تر از تهیه مواد پخته است، به طوری که دانشجویان می‌توانند ویال‌های خود را با مواد پر کنند. با این حال، برای بهترین نتایج باید به طور کامل آب اضافه شود، زیرا این تنها منبع آب برای مگس‌های سرکه بالغ و لاروها است. بنابراین، برای اطمینان از یک محیط کاملاً هیدراته، توصیه‌های زیر را دنبال کنید.

محیط کشت پودری مگس سرکه

محیط خشک را به بطری یا ویال به حجم ۱/۵ تا ۲/۵ اضافه کنید. آب را اضافه کنید تا محیط کاملاً مرطوب شود. اجازه دهید ویال چند دقیقه بماند و در صورت لزوم آب بیشتر اضافه کنید تا محیط به طور کامل هیدراته شود. سطح باید مرطوب باشد و ظاهری براق داشته باشد و نباید فضایی در محیط کشت وجود داشته باشد. در صورت هیدراتاسیون کامل محیط‌ها، تولید کشت‌های قوی به خطر می‌افتد. مگس‌ها ممکن است چند دقیقه پس از هیدراتاسیون محیط اضافه شوند. به خاطر داشته باشید که قبل از افزودن مگس چند دانه (اما نه بیشتر) مخمر به سطح محیط اضافه کنید.

محیط کشت پخته شده

هنگام توزیع مواد پخته، باید ویال، بطری یا ویال کشت را ۱/۵ تا ۲/۵ پر کنید. محیط‌ها را یک شب نگه دارید تا آماده شوند و ویال‌ها را با پارچه بپوشانید تا مگس‌های وحشی روی آن‌ها تخم‌گذاری نکنند. روز بعد، مخمر و درپوش را اضافه کنید. هر گونه ویال محیط استفاده نشده را در یخچال قرار دهید. مواد پخته شده را می‌توان چند هفته در یخچال نگه‌داری کرد. قبل از افزودن مگس به محیط اجازه دهید تا در دمای اتاق گرم شود. اجازه ندهید محیط‌ها خشک شوند.

تهیه محیط کشت مگس سرکه چگونه است؟

برای ایجاد چندین برابر شدن نمونه‌های جمع آوری شده مگس‌ها و ایجاد ایزولین‌ها و تأیید شناسایی گونه‌ها، باید تهیه محیط کشت مگس سرکه و نگه‌داری از محیط کشت آن‌ها را آموخت. محیط‌های متداول مورد استفاده برای نگه‌داری انواع مگس سرکه شامل آگار، مخمر، آرد ذرت، شکر قهوه‌ای، نپاگین و اسید پروپیونیک است. برای تهیه محیط کشت مگس سرکه آگار به آب داغ اضافه می‌شود. به دنبال این مخمر، آرد ذرت و شکر اضافه می‌شود. پس از ۲۰ تا ۳۰ دقیقه پخت (با ۱ تا ۲ جوش) حرارت باید خاموش شود. هنگامی که دمای محیط به نزدیک ۵۰ درجه رسید نپاگین و اسید پروپیونیک می‌تواند اضافه شود. در طول آماده سازی غذا باید دائماً هم زده شود.

از پودر ذرت، شکر قهوه‌ای و مخمر خشک به عنوان غذا استفاده می‌شود. مخمر ارزش غذایی ویژه‌ای برای دروزوفیلیدها دارد. در حالی که نپاگین از نظر ماهیت ضد قارچ است و اسید پروپیونیک ضد باکتری است و به عنوان نگهدارنده عمل می‌کند و ماندگاری محیط کشت مگس سرکه را افزایش می‌دهد. پس از تهیه محیط سپس می‌توان آن را بلافاصله به ویال‌ها یا بطری‌های استریل منتقل کرد. به محض شروع سفت شدن محیط‌ها، ویال‌ها یا بطری‌ها باید با کمک یک پارچه به درستی پوشانده شوند. بعد از یک روز می‌توان از محیط کشت مگس سرکه استفاده کرد. لوله‌ها یا بطری‌های محیط کشت نیز می‌توانند برای استفاده‌های بعدی در محل خنک به مدت ۱ تا ۲ هفته نگه‌داری شوند.

دستور العمل‌های غذایی دیگری نیز وجود دارند. تقریباً ۷ تا ۸ دستور تهیه محیط کشت مگس سرکه متفاوت برای گونه‌های دروزوفیلا وجود دارد. با این حال، روش استاندارد را می‌توان برای شرایط عادی آزمایشگاه و استفاده عمومی اصلاح کرد. در ادامه چند مورد از روش‌های تهیه محیط کشت مگس‌های سرکه را بررسی می‌کنیم.

• محیط حاوی آرد ذرت، ساکارز، دکستروز، مخمر و محیط ۲ درصد اسیدی. این دستور تهیه محیط کشت مگس سرکه توسط لوئیس در سال ۱۹۶۰ توصیف شد. این روش از اسید فسفریک استفاده می‌کند که امکان استفاده کمتر از اسید پروپانوئیک را بدون تأثیر بر قارچ کش‌ها فراهم می‌کند. این دستور غذا از سال ۱۹۵۵ استفاده می‌شود.
• محیط مگس سرکه حاوی آرد ذرت، ملاس و محیط مخمر. این مخلوط باید تازه استفاده شود. این محیط چندین سال در مدارس دولتی بلومینگتون مورد استفاده قرار گرفت. به منظور جلوگیری از آلودگی باکتریایی، نمی‌توان تغییرات خاصی را انجام داد.
• محیط کشت مگس سرکه حاوی آرد ذرت، دکستروز و محیط مخمر. این دستور برای اولین بار توسط برنت و اوستر در سال ۱۹۷۴ استفاده شد. به منظور کاهش احتمال عفونت Leucon Stoc کشت‌ها، ساکارز با دکستروز جایگزین شد.
• محیط کشت گاجو مورد استقبال مگس‌ها قرار می‌گیرد و در این نوع محیط آن‌ها سالم ترند و تخم‌های بیشتری در محیط پرورش می‌دهند.

مراحل تهیه محیط کشت مگس سرکه

• آب و آگار را ۳ تا ۵ دقیقه مخلوط کرده و بجوشانید.
• ملاس بدون گوگرد یا D – گلوکز را اضافه کنید و دوباره به جوش بیاورید و ذرت، مخمر آبجو و آب سرد را در یک ظرف جداگانه مخلوط کنید تا همه توده‌ها برداشته شوند.
• مخلوط آرد ذرت و مخمر را به مخلوط ملاس و آگار اضافه کنید.
• ۵ دقیقه بجوشانید، مرتباً هم بزنید.
• مخلوط را تا دمای ۶۰ درجه سانتی‌گراد سرد کنید.
• اسید پروپیونیک (به عنوان مهار کننده کپک) اضافه کنید.
• محیط کشت را به عمق ۱ اینچ در شیشه‌های کشت استریل با درپوش‌های استریل بریزید.
• بطری‌های شیر به خوبی کار می‌کنند، اما هر شیشه‌ای با دهان گشاد و مجهز به درپوش از پنبه پوشیده از پارچه پنبه‌ای یا لاستیک فوم باید به خوبی کار کند.
• قبل از افزودن مگس، یک مخلوط مخمر نانوایی به هر شیشه اضافه کنید.

در جدول زیر مقادیر مواد مورد نیاز برای تهیه محیط کشت مگس سرکه در یک لیتر نشان داده شده است.

ابزار و تجهیزات لازم برای کشت مگس سرکه

توماس هانت مورگان از بطری‌های شیر شیشه‌ای برای آزمایشات خود استفاده کرد و در واقع، هر ظرفی از جمله شیشه‌های کودک و ظروف مختلف کار را انجام خواهد داد. با این حال، برای سهولت کشت و انتقال کشت‌ها، بطری و ویال یکنواخت بهترین روش است. هر دو را می‌توان از یک فروشگاه لوازم آزمایشگاهی خریداری کرد. بطری‌ها عمدتا برای نگه‌داری جمعیت زیادی از مگس‌ها استفاده می‌شوند در حالی که ویال‌های کشت برای نگه‌داری جمعیت‌های کوچک‌تر مفید هستند و ظرف ترجیحی برای ساختن کشت‌های دانشجویان هستند.

در صورت تمایل به نگه‌داری کشت برای مدت طولانی  یا استفاده مجدد از بطری‌ها و ویال‌ها، مهم است که آن‌ها را کاملاً تمیز و استریل کنید. این برای جلوگیری از شیوع آفات و بیماری‌ها است. برای تمیز کردن بطری و ویال، ابتدا آن‌ها را فریز کنید تا مگس موجود در آن‌ها از بین برود. غذای باقی مانده را دور بریزید، ظرف را خوب بشویید، سپس با اتوکلاو به مدت ۲۰ دقیقه در دمای ۱۲۱ درجه سانتی‌گراد (اگر ظروف پلاستیکی هستند، مطمئن شوید که می‌توان آن‌ها را در اتوکلاو قرار داد) استریل کنید یا در محلول سفید کننده ۱۰ درصد کلر شستشو دهید.

بطری‌ها و ویال‌ها را می‌توان در اندازه‌ها و مواد مختلف خریداری کرد. شیشه مؤثر است، اما در صورت افتادن، دانش آموز ممکن است داده‌های بدست آمده ۲ هفته را در یک بار شکستن شیشه‌ها از دست بدهند. ویال‌های پلاستیکی اتوکلاو شده (استریل) در دسترس هستند و برای استفاده دانش آموزان و دانشجویان ترجیح داده می‌شوند. اندازه ویال از ۹۶ میلی‌متر در ۲۵ میلی‌متر تا اندازه‌های بزرگ‌تر متغیر است، اما اندازه کوچک‌تر برای ایجاد لقاح و حفظ کشت‌های کوچک توصیه می‌شود. انواع درپوش‌ها از پنبه نرم تا درپوش‌های فوم وجود دارد که هزینه بر است، اما پنبه خوب کار می‌کند و می‌توان آن را در یک داروخانه محلی خریداری کرد. برای دیدن مگس‌های سرکه و شناسایی آن‌ها باید از استریومیکروسکوپ یا لوپ استفاده شود که در اغلب آزمایشگاه‌ها وجود است.

معرفی فیلم آموزش میکروبیولوژی صنعتی

امروزه با حرکت رو به رشد و سریع تکنولوژی، نیاز بشر به دانستن اطلاعات مکفی از علوم شناور و بین رشته‌ای، روز به روز محسوس‌تر می‌شود. با توجه به پیشرفت علم زیست فناوری یا بیوتکنولوژی و استفاده از آن، در جهت رفع نیاز صنایع عظیم جهانی و در جهت تولید نسل جدید داروها، زمینه کاری و پژوهشی بسیار مناسبی در این بستر به وجود آمده است که برای ورود به آن عرصه، یک بیوتکنولوژیست یا زیست شناس نیاز دارد تا بر اصول و طراحی فرایندهای بیولوژیک از جمله طراحی و استفاده از انواع محیط کشت از جمله محیط کشت مگس سرکه احاطه داشته باشد.

فرادرس زیر توسط آقای آرش وکیلی، دانشجوی سال آخر کارشناسی ارشد مهندسی شیمی – بیوتکنولوژی دانشگاه تربیت مدرس تدریس و به کمک تیم فرادرس آماده سازی و تدوین شده است. این آموزش شامل هشت فصل مختلف بوده که در آن مباحثی مانند تهیه محیط کشت، سترون سازی، مایه تلقیح و سینتیک رشد میکروبی گنجانده شده اند. این آموزش برای دانشجویان گرایش‌های مختلف زیست شناسی و مهندسی پزشکی، مهندسی شیمی، شیمی، پزشکی و میکروبیولوژی مناسب است.

انتقال مگس سرکه از یک ویال به ویال دیگر

مگس‌ها باید هر ۱۰ تا ۱۴ روز منتقل شوند. دانش آموزان باید محیط کشت مگس سرکه پشتیبان خود را حفظ کنند و مربی باید کشت ذخیره از همه گونه‌های مگس را حفظ کند. دو روش اساسی برای انتقال مگس هنگام تشکیل کشت‌های جدید وجود دارد. یکی نیازی به بیهوشی ندارد، اما به عملکرد سریع دست‌ها نیاز دارد. در روش دوم باید مگس‌ها را تا حدی بیهوش کرد. هر دو روش را در ادامه بررسی کرده ایم.

• روش اول، بدون بیهوشی. قیف را در دهانه یک ویال کشت تازه که قبلاً محیط افزوده شده است قرار دهید. در ویال قدیمی (با مگس درون آن)، مگس‌ها را به آرامی به پایین ضربه بزنید و ویال را به آرامی روی سطحی نرم مانند پد موس فشار دهید. مگس‌ها به پایین می‌افتند و چند ثانیه در آنجا می‌مانند، در زمان کافی برای برداشتن سریع درپوش از ویال، آن را وارونه کنید و به آرامی دو شیشه را با هم فشار دهید. مگس‌ها به داخل ویال جدید پرواز می‌کنند.
• روش دوم، با بیهوشی. یک راه جایگزین این است که مگس‌ها را حدود ۸ دقیقه در فریزر قرار دهید. این باعث می‌شود که مگس‌ها دچار حالت گیجی شوند. پس از قرار دادن قیف روی ویال جدید، ویال را با مگس‌های بی حرکت به داخل قیف وارونه کنید. این روش چندان هیجان انگیز نیست، اما هیچ مگسی نخواهید داشت که در کلاس درس پرواز کند.

بیهوش کردن مگس سرکه

مشکل مگس میوه در مطالعات این است که آن‌ها پرواز می کنند بنابراین روش‌های متنوعی برای بیهوشی مگس‌ها ابداع شده است. شامل استفاده از اتر، مارک‌های تجاری مانند Flynap، دی اکسید کربن و خنک کننده است. هر کدام نقاط قوت و ضعف خود را دارند. اتر قابل اشتعال است، بوی شدیدی دارد و اگر مگس‌ها بیش از حد اتریزه شوند آن‌ها را می‌کشد. دی اکسید کربن بسیار خوب عمل می‌کند، مگس‌ها را برای مدت طولانی بدون هیچ عارضه‌ای بی حرکت نگه می‌دارد، اما بلوک CO_۲ گران است و منبع CO_۲ معمولاً یک بطری و سیستم تحویل (ویال و گیره) ضروری بوده اما افزایش هزینه‌ها را به دنبال دارند. می‌توانید از CO_۲ ساطع شده از قرص Alka – Seltzer برای بیهوشی مگس‌ها برای مدت کوتاهی استفاده کنید. یک لوله آزمایش بزرگ با سیستم لوله و دریچه نصب کنید، آب را در لوله بریزید، سپس قرص Alka – Seltzer اضافه کنید. گاز دی اکسید کربن منتشر می‌شود.

کم‌ترین ضرردهی برای مگس‌ها با استفاده از دی اکسید کربن یا بیهوشی خنک کننده است. از بین این دو گزینه، خنک کننده ساده ترین است و فقط به فریزر، یخ و ظروف پتری نیاز دارد. همچنین، این تنها روشی است که بر مغز و اعصاب مگس تأثیر نمی‌گذارد، بنابراین مطالعات رفتاری ممکن است پس از گرم شدن کافی مگس‌ها آغاز شود. به منظور ناتوان کردن مگس‌ها، ویال کشت را به طور کلی ۸ تا ۱۲ دقیقه در فریزر قرار دهید تا مگس‌ها حرکت نکنند. مگس‌ها را روی سطح سرد شده بریزید. این را می‌توان با استفاده از کج کردن یک ظرف پتری، افزودن یخ خرد شده و سپس قرار دادن کف ظرف پتری در بالا ایجاد کرد. افزودن مگس به این سیستم آن‌ها را برای مدت زمان کافی برای انجام هر آزمایش سرد نگه می‌دارد. پس از اتمام، کافی است مگس‌ها را داخل ویال کشت قرار دهید.

مگس‌ها پس از بودن روی یخ نسبتاً سریع بیدار می‌شوند، بنابراین آن‌ها را سرد نگه دارید. این روش هیچ گونه عوارض جانبی طولانی مدتی ندارد، اگرچه مگس‌هایی که برای مدت طولانی در یخچال باقی مانده اند بهبود نمی‌یابند. راه دیگر برای خنک نگه داشتن مگس‌ها افزودن آب به کیسه‌های فریزر زیپ دار است، می‌توانید یک کیسه فریزر حاوی آب را همراه یک پتری دیش در فریزر قرار دهید و اجازه دهید یخ بزند.

آمیزش مگس های سرکه

تشخیص نرها از ماده‌ها بسیار آسان است و با کمی تمرین دانشجویان از توانایی خود در انجام این کار مطمئن خواهند شد. توجه داشته باشید که نرها به طور کلی کوچک‌تر هستند و شکم تیره‌تر و گِردتری دارند. تشخیص رنگ شکم ساده‌ترین راه است. علاوه بر این، نرها در اولین جفت‌پاهای خود شانه‌های جنسی پشتی دارند. اینها سیاه هستند و بسیار متمایز هستند اما فقط با بزرگ‌نمایی نسبتاً زیاد قابل مشاهده هستند. با کمی تمرین، با نگاه کردن به شکم مگس، دانشجویان در تشخیص دقیق جنسیت مگس‌ها مهارت پیدا می‌کنند. هنگام انجام کراس، جفت‌گیری مگس‌های سرکه بسیار مهم است، بنابراین دانشجویان باید در تشخیص تفاوت جنسیت اطمینان داشته باشند. برای اینکه دانشجویان بتوانند با جفت‌گیری مگس‌ها راحت باشند، ۲۵ مگس نر و ماده یا بیشتر به آن‌ها بدهید یا به آن‌ها اجازه دهید مگس‌ها را به دو توده نر و ماده تقسیم کنند.

Drosophila melanogaster دگرگونی کامل را نشان می‌دهد، به این معنی که چرخه زندگی شامل تخم، شکل لارو (شبیه کرم)، شفیره و سرانجام ظهور به عنوان یک مگس بالغ است. این همان دگردیسی مشهور پروانه‌ها است. مرحله لاروی دارای سه مرحله یا پوسته انداختن است. روز ۰: ماده تخم می‌گذارد. روز اول: تخم‌ها شکاف می‌دهند. روز دوم: مرحله اول (یک روزگی). روز ۳: مرحله دوم (به مدت یک روز زمان می‌برد) روز ۵: سومین و آخرین مرحله (به مدت دو روز زمان می‌برد). روز ۷: لاروها مرحله گشتن دنبال غذا را شروع می‌کنند. شفیرگی (تشکیل شفیره) ۱۲۰ ساعت پس از تخم گذاری اتفاق می‌افتد. روز ۱۱ تا ۱۲: خروج از شفیره (بزرگسالان از پوشش شفیره بیرون می‌آیند). ماده‌ها ۸ تا ۱۰ ساعت پس از خروج از  شفیره بلوغ جنسی پیدا می‌کنند.

زمان تولید مگس سرکه با درجه حرارت متفاوت است. چرخه زیر برای دمای حدود ۲۲ درجه سانتی گراد است. مگس‌هایی که در دمای پایین‌تر (تا ۱۸ درجه سانتی‌گراد) قرار می‌گیرند، حدود دو برابر طول می‌کشد تا رشد کنند. ماده‌ها می‌توانند تا ۱۰۰ تخم در روز بگذارند. ماده باکره قادر به تخم گذاری هستند. با این حال آنها عقیم هستند و تعداد آنها اندک است. پس از خروج تخم‌ها، لاروهای کوچک باید در محیط رشد قابل مشاهده باشند. اگر محیط شما سفید است، به دنبال ناحیه سیاه کوچک (قلاب دهان) در بالای لاروها باشید. هنگام تغذیه لاروها سطح صاف محیط را مختل می‌کنند و بنابراین تنها با نگاه به سطح می‌توان تشخیص داد که آیا لاروها وجود دارند یا خیر. با این حال، بهتر است که با استفاده از میکروسکوپ استریو دوبار بررسی کنید. پس از مرحله سوم، لاروها شروع به مهاجرت به داخل ویال کشت می‌کنند تا شفیره شوند. در تصویر زیر مگس‌های نر و ماده و چرخه زندگی آن نشان داده شده اند.

جمع آوری مگس های ماده باکره

در حالی که موضوع قرار دادن ماده‌های باکره با نرها است، مهم است که عامل زمان برای به دست آوردن باکره را تشخیص دهیم. ماده‌ها فقط ۸ تا ۱۰ ساعت پس از محصور شدن باکره می‌مانند و باید در این بازه زمانی جمع آوری شوند. توجه: ماده‌ها می‌توانند اسپرم را پس از یک جفت گیری ذخیره کنند، بنابراین اگر ماده برای کراس دادن باکره نباشد، شما ژنوتیپ نر مورد استفاده برای کراس خود را متوجه نمی‌شوید. اکیداً توصیه می‌شود که در صورت اشتباه در شناسایی یا مرگ مگس قبل از جفت گیری و تخم‌گذاری، باکره‌های اضافی تهیه کنید. در یک کشت قوی، چندین ماده باکره باید به راحتی بدست آید. اگرچه ماده‌ها می‌توانند بدون جفت‌گیری هم تخم گذاری کنند اما تخم بدون نطفه بوده و به لارو تبدیل نمی‌شود. در ادامه روش‌هایی برای به دست آوردن مگس‌های ماده باکره را بررسی کرده ایم.

جمع آوری ماده های باکره به روش حذفی

همه مگس‌ها را ۸ تا ۱۰ ساعت قبل از جمع آوری بردارید (به طور کلی این کار اول صبح انجام می‌شود). برای اطمینان از حذف کامل مگس‌ها، سطح غذا را چشمی بررسی کنید. پس از ۸ تا ۱۰ ساعت (معمولاً قبل از ترک محل کار) همه ماده‌های حاضر را جمع آوری کنید، همه باکره خواهند شد سپس آن‌ها را در یک ویال کشت تازه قرار دهید و ۲ تا ۳ روز صبر کنید تا لاروها را بیابید. ماده‌های باکره می‌توانند تخم بگذارند، اما آن‌ها عقیم هستند. از آنجایی که ماده‌ها به دوره‌های نوری حساس هستند، ممکن است تا صبح زود از بین بروند. بنابراین مجموعه‌های اولیه بیشترین تعداد ماده باکره را برای آزمایش تضمین می‌کند. با این حال، جمع آوری در اواخر روز امکان پذیر است.

جمع آوری ماده های باکره به روش چشمی

توانایی تشخیص ماده‌های باکره ضرورت تخلیه به موقع ویال‌های کشت را برطرف می‌کند و به دانش آموزان اجازه می‌دهد بدون نیاز به حضور در کلاس طی ساعات عجیب روز، مگس‌های ماده باکره را جمع آوری کنند. توجه داشته باشید که ماده‌های باکره بسیار بزرگ‌تر از ماده‌های مسن هستند و رنگ تیره ماده‌های بالغ را ندارند. علاوه بر این، در ساعات اولیه پس از بسته شدن، یک نقطه سبز تیره (مکونیوم، بقایای آخرین وعده غذایی قبل از شفیره شدن) در زیر شکم مشاهده می‌شود.

جمع آوری ماده های باکره به روش چرخه دمایی

با استفاده از چرخه دمایی می‌توان تعداد باکره‌ها را در یک مجموعه صبح به حداکثر رساند. هنگامی که کشت در دمای ۱۸ درجه سانتی‌گراد نگه‌داری می‌شود، رشد کند شده بنابراین ماده‌ها تا ۱۶ ساعت پس از محصور شدن جفت گیری نمی‌کنند. با حذف مگس‌ها در بعد از ظهر یا عصر و قرار دادن ویال‌ها در دستگاه انکوباتور ۱۸ درجه سانتی گراد، ۹۸ درصد مگس‌هایی که صبح به دست می‌آیند باکره خواهند بود. قرار دادن باکره‌ها در ویال‌های خود به مدت ۲ تا ۳ روز، آن ۲ درصد ماده غیر باکره را از بین می‌برد.

نحوه کراس دادن مگس ها

هنگامی که ماده‌های باکره شناخته می‌شوند، نرها را اضافه کنید. هنگام تعیین کراس‌ها، نسبت ۳ به ۱ ماده‌های باکره به نرها ایده آل است. به طور کلی، اگر نرها طی ۳ روز یا بیشتر به بلوغ برسند، جفت گیری مؤثرتری خواهند داشت. اطمینان حاصل کنید که نرهای قوی و سالم را انتخاب کنید. هرچه مگس‌ها قدیمی‌تر باشند، بازده جفت گیری پایین‌تر است. جفت گیری سریع اتفاق می‌افتد و تماشای رفتار آن‌ها جالب است، اما در اینجا به آن پرداخته نمی‌شود. تخم‌های بارور توسط ماده‌ها بلافاصله پس از جفت گیری ریخته می‌شود. معمولاً ۷ تا ۸ روز پس از کراس هنگامی که مشخص شد تعداد کافی لارو وجود دارد، بزرگسالان را بردارید، زیرا ممکن است نتوانید والدین را از نسل F1 تشخیص دهید. پس از اتمام کار و بررسی داده‌ها مگس‌های بیهوش شده را مستقیماً در آب صابون یا روغن معدنی که در آن غرق می‌شوند بریزید و ظروف مورد استفاده را به خوبی بشویید.

ویژگی های مورفولوژیکی مگس سرکه

مانند دیگر بندپایان، بدن مگس‌های سرکه بزرگسال از سه قسمت اصلی یعنی سر، قفسه سینه و شکم تشکیل شده است. دروزوفیلاها دارای یک جفت بال هستند و هرکدام دارای هالتر هستند. بال‌ها در پرواز کمک کرده در حالی که هالترها به عنوان اندام‌های متعادل کننده کمک می‌کنند. در ادامه در مورد هر کدام از بخش‌های بدن مگس سرکه بیشتر توضیح داده ایم.

سر مگس سرکه

سر دروزوفیلاها دارای قسمت‌های متمایزی مانند مثلث ocellar ، مجموعه‌های اطراف چشم، مجموعه های عمودی داخلی و خارجی، صفحات پیشانی – مداری، «سیباریوم» (cibarium) و «آریستا» (arista) است. آریستا یک بخش متمایز است زیرا دارای شاخه‌های مختلف پشتی و شکمی در جنس‌های مختلف است. جنس Drosophila دارای سه مداری دراز با مجموعه‌های پروکینلاته است که در قسمت جلویی قرار گرفته است.

سینه مگس سرکه

قفسه سینه دارای سه بخش اصلی است: پروتوراکس، مزوتوراکس و متاتوراکس. مزوتوراکس به طور قابل توجهی بزرگ می‌شود که به بال‌ها کمک می‌کند، در حالی که پروتوراکس و متاتوراکس به طور کلی کاهش می‌یابد. بیشتر سطح پشتی مزوتوراکس با مزونوتوم پوشیده شده است. تعداد زیادی ردیف منظم و نامنظم acrostichalsetulae و جفت‌های عددی ستون پشتی در مرکز مزونوتوم وجود دارد. تعداد و موقعیت Acrostichalsetulae از نظر طبقه بندی برای تمایز گونه‌ها مهم است. اکثر گونه‌های Drosophila دارای شش یا هشت ردیف آکروستیکال معمولی هستند. در حالی که اکثر گونه‌های Scaptomyza دارای دو یا چهار ردیف هستند.

در برخی از گونه‌های mycophagous tripunctata و testacea، مجموعه‌ای از آکروستیکال‌های بزرگ شده در قسمت جلویی نزدیک شکاف عرضی موسوم به presutural setae قرار دارند و همچنین برای شناسایی استفاده می‌شوند. طول و جهت ساق‌های پایه و آپیکال scutellar setae (موجود در پوسته) نیز از نظر طبقه بندی برای شناسایی گونه‌ها مهم هستند.

پاهای مگس سرکه

پاها در دروزوفیلاها به «کوکسا» (coxa)، «تروکانتر» (trochanter)، «ران» (femur)، «درشت نی» (tibia) و «تارسوس یا قوزک پا» (tarsus) تقسیم می‌شوند. تارسوس دارای ۵ بخش تارسال است. رنگ و آرایش موها (chaetotaxy) قسمت پایینی نر و طول نسبی تارسوس اول برای تشخیص صفات بین گونه‌های مختلف مهم است. وجود آن‌ها و تعداد خارها در عقب پا، ساق پا و تارسومر (جنس Impatiophila) هر دو برای شناسایی گونه‌های نزدیک به هم در نظر گرفته می‌شوند. در برخی از گونه‌ها مانند Liodrosophila angulata تعدادی خار مهم از نظر طبقه بندی بر روی استخوان ران پای جلو وجود دارد.

شانه های جنسی

برخی از گونه‌های melanogaster و obscura بر اساس شانه‌های جنسی در قسمت جلویی نر مشخص می‌شوند. تعداد شانه‌های جنسی از نظر طبقه بندی برای تمایز گونه‌های مختلف مهم است. نرهای دروزوفیلا از شانه‌های جنسی خود برای شناسایی شکم و دستگاه تناسلی زنان استفاده می‌کنند.این موجودات همچنین از آن‌ها برای باز کردن بال‌های خود قبل از آمیزش استفاده می‌کنند.

بال های مگس سرکه

بال‌ها به مزوتوراکس شکم متصل شده اند. در بسیاری از دروزوفیلیدها بال‌ها دارای الگوهای خال‌دار هستند. همچنین، هیلانین یا چسبناک بودن از نظر طبقه بندی اهمیت دارند. اگرچه یک الگوی ثابت در محل بال وجود دارد، اما در برخی از گونه‌ها به عنوان مثال گروه گونه‌های planitibia رگه‌های متقاطع اضافی می‌تواند وجود داشته باشد. در جنس Impatiophila، مجموعه ردیف میانی در بخش ساحلی دوم برای تمایز گونه‌ها به گروه گونه‌های مختلف مهم تلقی می‌شود. در شکل زیر مورفولوژی بال شامل نمای شکمی از سمت چپ و موقعیت نقطه عطف. LV: ورید طولی، HCV: ورید متقاطع مفصل ران، ACV: ورید متقاطع قدامی، PCV: ورید متقاطع خلفی، محورهای پروگزیمال، دیستال، قدامی – خلفی و پشتی – شکمی نشان داده شده است.

شکم مگس سرکه

قسمت پشتی شکم به عنوان «ترگیت» (tergite) شناخته می‌شود و آن را قطعه قطعه و کیتینه می‌کنند. قسمت شکمی «استرنیت» (sternite) نامیده می‌شود. به طور کلی مودار، کیتینیزه و چهار ضلعی است. طول و عرض استرنیت برای شناسایی گونه‌ها مهم است.

دم مگس سرکه

پایانه‌های نر دارای بسیاری از ویژگی‌های داخلی و خارجی هستند که برای شناسایی گونه‌ها مفید هستند. در دروزوفیلیدها، دستگاه تناسلی نرها تکامل سریع و متفاوتی از خود نشان می‌دهند در حالی که تصور می‌شود که دستگاه تناسلی ماده‌ها به آرامی در بین گونه‌های نزدیک به هم تکامل می‌یابد. در دروزوفیلیدها گفته شده است که ساختارهای ماده در مقایسه با ساختارهای نر ثابت هستند. در اکثر گونه‌های جانوری با لقاح داخلی، دستگاه تناسلی خارجی نر سریع ترین اندام در حال تکامل هستند و معمولاً اولین اندام‌هایی هستند که از نظر مورفولوژیکی به دنبال زایش از هم جدا می‌شوند. به دلیل تکامل سریع و ویژگی گونه، تصویر آن‌ها ویژگی مشترک مقالات طبقه بندی برای تمایز بین گونه‌های نزدیک است. مورفولوژی اندام تناسلی نرها حتی در گونه‌های جانوری بسیار نزدیک نیز می‌تواند بسیار متفاوت باشد. ترمینال‌های نر بیشتر به اپاندریوم و هیپاندریم تقسیم می‌شوند.

اپندریوم

در نرها، ترگیت نهم به عنوان «اپاندریوم» (Epandrium) شناخته می‌شود و دارای تعدادی ویژگی مانند جفت سرسی و سوستایل است که به ترتیب در قسمت خلفی و پشت اپندریوم وجود دارد. اندازه، رنگ، شکل، مورفولوژی و تعداد توده‌های روی «سرسی» (cerci) برای تمایز گونه‌ها قابل توجه است. Surstyli دارای تعدادی prensistae مجزا است. تعداد prensistae از گونه‌ای به گونه دیگر متفاوت است و برای شناسایی گونه‌ها مهم است.

هیپاندریوم

دستگاه تناسلی ساختاری است که با استرنیت نهم یا Hypandrium مرتبط است و دارای aedeagus، زائده‌های پایه‌ای «آدیگوس» (aedeagus)، «پارامرها» (parameres) و «گونوپود» (gonopods) روی آن است. قسمت پشتی گونوپودها پارافیزهایی هستند که دارای تعدادی مجموعه هستند. آدیگوس نسبت به بقیه هیپاندریوم در مرکز قرار می‌گیرد.

اصلی ترین وجه تمایز در سطح گونه‌ها وجود و تعداد شانه‌ها و موهای جنسی است. انواع مختلف لکه‌های موجود در بال و شکم، آستر موجود بر روی قفسه سینه دروسوفیلیدهای مختلف و غیره شخصیت‌هایی هستند که نشانه‌هایی برای شناسایی مگس‌ها هستند.

معرفی فیلم آموزش اصول سیستماتیک حشرات

سیستماتیک حشرات، اصول مربوط به نام‌گذاری و رده‌بندی حشرات و بازسازی روابط و خویشاوندی میان آن‌ها است. این علم به روابط میان آن‌ها در طی روند تکامل و سازگاری با محیط زندگی آن‌ها می‌پردازد. برای فهم بیشتر در ارتباط با ساختار ظاهری و ویژگی‌های مگس سرکه و سایر حشرات مشابه می‌توان به این ویدئوی آموزشی مراجعه کرد.

این فرادرس توسط خانم دکتر سعیده شهریاری نژاد، دکتری تخصصی حشره‌شناسی کشاورزی تدریس و به کمک تیم فرادرس تهیه و تدوین شده است. در این ویدئوی آموزشی طی ۹ فصل به مباحث مختلفی از جمله مقدمه‌ای بر اصول سیستماتیک حشرات، تعیین نام حشرات، کلیدهای حشره‌شناسی و نظریه‌های رده‌بندی پرداخته شده است. این فرادرس برای دانشجویان رشته‌های مهندسی کشاورزی، زیست شناسی و حشره شناسی پزشکی و سایر علاقمندان به این حوزه مناسب است.

ویژگی های ژنتیکی مگس سرکه

مگس Drosophila melanogaster دارای ۴ کروموزوم است. ژنوتیپ به صورت کروموزوم / کروموزوم نوشته می‌شود. این نام‌گذاری رایج یک کروموزوم را در بالا و همولوگ آن را در پایین نشان می‌دهد، زیرا کروموزوم‌ها در میوز هنگام ایجاد گامت‌ها ظاهر می‌شوند. هنگام نوشتن ژنوتیپ، به طور کلی، کروموزوم‌ها با یک نقطه ویرگول جدا می‌شوند.

کروموزوم X ؛ کروموزوم II ؛ کروموزوم III ؛ کروموزوم IV

نوع وحشی با + یا WT (Wild Type) نشان داده می‌شود. جهش‌های غالب با حروف بزرگ نوشته می‌شوند: به عنوان مثال: میله سیاه یا B و جهش‌های مغلوب با حروف کوچک نوشته می‌شوند: به عنوان مثال: سفید یا w. جهش‌ها آلل‌هایی هستند (اشکال جایگزین ژنی که یک مکان خاص را در کروموزوم اشغال می‌کند) که با کروموزوم‌ها به ارث می‌رسند.

هموزیگوت – فردی با آلل یکسان در مکان‌های مربوطه در کروموزوم‌های همولوگ.

هتروزیگوت – فردی با آلل‌های مختلف در محل‌های مربوطه بر روی کروموزوم‌های همولوگ.

ژنوتیپ – ژن‌هایی که یک موجود زنده دارد.

فنوتیپ – ویژگی‌های قابل مشاهده یک موجود زنده.

P1 – نسل والدین.

F1 – نسل فرزند یا نسل فرزندان. F1 اولین نسل فرزندان است.

F2 – دومین نسل فرزندان.

روش های جمع آوری مگس سرکه

در عمل روش‌های مختلفی برای جمع آوری مگس‌های میوه از زیستگاه‌های طبیعی آن‌ها وجود دارد. برخی از روش‌ها را در ادامه توضیح داده ایم.

نصب طعمه

برای راه اندازی تله‌ها می‌توانید از بطری‌های پلاستیکی با حجم ۲۵۰ میلی لیتر تا ۱ لیتر استفاده کنید. از برش‌های میوه به همراه کمی مخمر به عنوان طعمه استفاده کنید. با استفاده از تیغه در وسط بطری می‌توان قسمتی را برای دسترسی به غذا ایجاد کرد. این تله‌ها را می‌توان در درختان باغ در ارتفاع ۴ تا ۶ متر از سطح زمین آویزان کرد. محل جمع آوری باید نمناک و مرطوب با حداقل دخالت انسان باشد. پس از ۱ تا ۲ روز تله‌ها باید برداشته شوند تا مگس جمع آوری شود. روش مشابهی را می‌توان برای جمع آوری انواع گونه‌های Drosophila استفاده کرد. برخی از مگس‌ها ترجیح می‌دهند در سطل زباله پرورش داده و نزدیک زمین بمانند و برخی دیگر در اطراف درختان.

برخی از طعمه‌های رایج برای گرفتن مگس‌ها شامل موارد زیر هستند:

• موز: رایج ترین طعمه است. می‌توان از آن برای جمع آوری دروزوفیلا ملانوگاستر و دیگر گونه‌های رایج دروسوفیلید استفاده کرد.
• گوجه فرنگی: افزودن مخمر به آن طعمه‌ای جذاب برای Drosophila suzukii و Drosophila busckii تشکیل می‌دهد.
• پرتقال: همچنین طعمه‌ای جذاب برای Drosophila suzukii و Drosophila busckii است.
• انگور: انگوری که به آن مخمر اضافه شده به عنوان طعمه‌ای جذاب برای گونه‌هایی مانند Drosophila busckii و Drosophila immigrians عمل می‌کند.

ضربه شدید زدن

جنس‌های زیادی مگس سرکه وجود دارند که جذب تله‌های معمولی نمی‌شوند و باید از منبع غذایی طبیعی خود (میوه های پوسیده وحشی) گرفته شوند. تهیه توری‌های کاربردی برای گرفتن مگس‌ها روش مؤثری است. مگس‌هایی که بر روی میوه‌های پوسیده یا توده‌های زباله‌های آلی معلق هستند می‌توانند با استفاده از این روش صید شوند.

استفاده از دستگاه آسپیراتور

این روش زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد که تعداد مگس‌ها کم باشد و همچنین زمانی که محقق با شناسایی گونه‌ها و هدف قرار دادن گونه‌های خاص آشنا باشد. این روش زمانی مناسب است که مگس‌ها در حال تغذیه، جفت گیری یا استراحت بر روی گلبرگ، برگ، میوه و غیره باشند. مگس‌هایی که از قارچ و گل تغذیه می‌کنند بیشتر با استفاده از این روش جمع آوری می‌شوند. آسپیراتور همچنین برای انتقال مگس از بطری‌های طعمه یا حشرات به ویال‌های کشت استفاده می‌شود.