Вплив мутацій пігментації тіла на статеву поведінку Drosophila melanogaster

doi:10.26565/2075-5457-2020-35-5

Н. Волкова Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна https://orcid.org/0000-0002-3948-4896
Н. Чернобай Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна https://orcid.org/0000-0001-9081-7273
Н. Філіпоненко Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна https://orcid.org/0000-0002-8116-9101

DOI: https://doi.org/10.26565/2075-5457-2020-35-5

Ключові слова: Drosophila melanogaster, мутації yellow, ebony та black, конгенні лініії, статева рецептивність самок, статева активність самців

Анотація

На моделі конгенних ліній Drosophila melanogaster досліджували особливості впливу мутацій у генах yellow (y), ebony (e) і black (b), які задіяні у біогенезі пігментів кутикули, на статеву поведінку імаго. Метою даного дослідження було з'ясувати, чи залежить ефект даних мутацій на статеву поведінку імаго дрозофіли від загального генетичного фону, на якому вони реалізуються. Для досягнення поставленої мети були сконструйовані пари конгенних ліній, в яких шляхом послідовних насичуючих схрещувань з добором на маркерний фенотип кожен з мутантних алелів був введений у гомозиготному стані у генотип ліній дикого типу Canton-S або Oregon-R замість присутнього у цих лініях алеля дикого типу відповідного гена. У особин отриманих ліній оцінювали статеву рецептивність самок і статеву активність самців. Кожен з показників оцінювали як частку статевозрілих віргінних особин певної статі, які вступають у парування протягом першої години після внесення їх у тестерну камеру з надлишком особин протилежної статі. Згідно з отриманими даними і результатами їх статистичного аналізу доведено, що внесення мутації на генетичний фон лінії дикого типу призводить до зміни досліджених показників, які характеризують статеву поведінку імаго. Ефект залежить як від внесеної мутації, так і від генотипу лінії-реципієнта. Так, самці лінії y_C-S характеризуються підвищенням статевої активності в порівнянні із самцями лінії дикого типу Canton-S. Ці результати розширюють відомі уявлення про можливі ефекти даної мутації. Самці ліній b_C-S і e_C-S, навпаки, менш активні, в порівнянні з самцями лінії дикого типу Canton-S. Найбільш виражені ефекти щодо статевої рецептивності самок відзначені з боку мутацій b (збільшення показника при внесенні на генетичний фон Oregon) і e (зниження при внесенні на генетичний фон Canton-S). Досліджені показники в умовах даної постановки експерименту змінюються прямо пропорційно (r_S = 0,76; p < 0,05). Іншими словами, при високій статевій активності самців у лінії, як правило, спостерігається і висока статева рецептивність самок.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Біографії авторів

Н. Волкова, Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна

м. Свободи, 4, Харків, 61022, volkovanatalia90@gmail.com

Н. Чернобай, Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна

м. Свободи, 4, Харків, 61022, chernobay.nadia@gmail.com

Н. Філіпоненко, Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна

м. Свободи, 4, Харків, 61022, filiponenkon@gmail.com

Посилання

Atramentova L.A., Utevskaya O.M. (2006). Statistical methods in biology. Kharkiv: Colorit. 224 p. (in Russian)

Borycz J., Borycz J.A., Loubani M., Meinertzhagen I.A. (2002). tan and ebony genes regulate a novel pathway for transmitter metabolism at fly photoreceptor terminals. The Journal of Neuroscience, 22, 10549–10557. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.22-24-10549.2002

De Muth J.E. (2006). Basic statistics and pharmaceutical statistical applications. 2nd ed. Chapman & Hall/CRC, Boca Raton, FL. 714 p.

Dobzhansky Th., Holz A.M. (1943). A re-examination of the problem of manifold effects of genes in Drosophila melanogaster. Genetics, 28(4), 295–303. https://doi.org/10.1093/genetics/28.4.295

Heisenberg M. (1971). Separation of receptor and Lamina potentials in the electroretinogram of normal and mutant Drosophila. The Journal of Experimental Biology, 55, 85–100.

Hinkle D.E., Wiersma W., Jurs S.G. (2003). Applied statistics for the behavioral sciences. 5th ed. Boston: Houghton Mifflin. 756 p.

Hotta Y., Benzer. S. (1969). Abnormal electroretinograms in visual mutants of Drosophila. Nature, 222, 354–356. https://doi.org/10.1038/222354a0

Massey J.H., Akiyama N., Bien T. et al. (2019a). Pleiotropic effects of ebony and tan on pigmentation and cuticular hydrocarbon composition in Drosophila melanogaster. Front. Physiol., 10, 518. https://doi.org/10.3389/fphys.2019.00518

Massey J.H., Chung D., Siwanowicz I. et al. (2019b). The yellow gene influences Drosophila male mating success through sex comb melanization. eLife, 8, e49388. https://doi.org/10.7554/eLife.49388

Nikoro Z.S., Vasilyeva L.A. (1978). Problems of variation and selection on quantitative characters in Drosophila populations. Drosophila in experimental genetics. Novosibirsk: Nauka. P. 196–243. (in Russian)

Order of the Cabinet of Ministers of Ukraine № 650-р. (2013). On the classification of scientific objects as those that constitute National Heritage of Ukraine. https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/650-2013-%D1%80#Text. (in Ukrainian)

Plokhinsky N.A. (1970). Biometrics. Moscow: Moscow State University. 365 p. (in Russian)

Pole I.R. (1979). Analysis of genetic determination of sexual activity in male Drosophila melanogaster. Abstract of Cand. Sci. (Biol.) Dissertation. Leningrad: Leningrad State University. 20 p. (in Russian)

Raposo G., Marks M.S. (2007). Melanosomes – dark organelles enlighten endosomal membrane transport. Nature reviews. Molecular cell biology, 8(10), 786–797. https://doi.org/10.1038/nrm2258

Richardt A., Rybak J., Störtkuhl K.F. et al. (2002). Ebony protein in the Drosophila nervous system: optic neuropile expression in glial cells. Journal of Comparative Neurology, 452, 93–102. https://doi.org/10.1002/cne.10360

Singh B.N., Singh A. (2016). The genetics of sexual behavior in Drosophila. Advances in Genomics and Genetics, 6, 1–9. https://doi.org/10.2147/AGG.S58525

Subocheva E.A., Romanova N.I., Karpova N.N. et al. (2003). Male reproduction behavior in Drosophila melanogaster strains with different alleles of the flamenco gene. Russ. J. Genet., 39(5), 553–558.

Suh J., Jackson F.R. (2007). Drosophila ebony activity is required in Glia for the circadian regulation of locomotor activity. Neuron, 55, 435–447. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2007.06.038

True J.R., Yeh S.D., Hovemann B.T. et al. (2005). Drosophila tan encodes a novel hydrolase required in pigmentation and vision. PLOS Genetics, 1, e63. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.0010063

Wittkopp P.J., True J.R., Carroll S.B. (2002). Reciprocal functions of the Drosophila yellow and ebony proteins in the development and evolution of pigment patterns. Development, 129(8), 1849–1858.

Wright T.R. (1987). The genetics of biogenic amine metabolism, sclerotization, and melanization in Drosophila melanogaster. Adv. Genet., 24, 127–222.

Yamamoto S., Seto E.S. (2014). Dopamine dynamics and signaling in Drosophila: an overview of genes, drugs and behavioral paradigms. Exp. Anim., 63(2), 107–119.

Zhuravlev A.V., Nikitina E.A., Savvateeva-Popova E.V. (2020). Role of kynurenines in regulation of behavior and memory processes in Drosophila. Integrative Physiology, 1(1), 40–50. https://doi.org/10.33910/2687-1270-2020-1-1-40-50. (in Russian)