JoVE Logo
发表
联系我们

登录

需要订阅 JoVE 才能查看此. 登录或开始免费试用。

本文内容

  • 摘要
  • 摘要
  • 引言
  • 研究方案
  • 结果
  • 讨论
  • 披露声明
  • 致谢
  • 材料
  • 参考文献
  • 转载和许可

摘要

这项工作提出了一种使用数字图像分析快速准确量化黑腹果蝇腹部色素沉着的方法。该方法简化了表型获取和数据分析之间的过程，包括样本安装，图像采集，像素值提取和特征测量。

摘要

色素是一种形态上简单但高度可变的特征，通常具有适应性意义。它广泛地作为了解形态表型发育和演化的模型。果蝇黑腹果蝇的腹部色素沉着症特别有用，使研究人员能够鉴定出形态学上和种内变异之间的基因座。然而，迄今为止， 黑腹果蝇腹部色素沉着已经在很大程度上通过评分而不是定量地测定，这限制了可用于色素数据的统计分析的形式。这项工作描述了一种新的方法，可以量化成年人黑腹果蝇腹部色素沉着模式的各个方面。该协议包括样品安装，图像捕获，数据提取和分析。用于图像捕获和分析的所有软件都是宏用于开源图像分析。这种方法的优点是能够使用在不同成像系统中高度可重复的方法精确测量色素沉着特征。虽然该技术已经被用于测量成年黑腹果蝇的terga色素沉积模式的变化 ，但是该方法是灵活的并且广泛适用于无数不同生物体中的色素沉着模式。

引言

染色显示物种，种群和个体之间以及甚至在个体发育1,2,3,4,5,6期间的个体内的巨大表型变异。尽管在各种各样的动物中有无数的色素沉着研究，但色素沉淀在黑腹果蝇中可能已被最好地研究，其中分子遗传学的全部功能被用于阐明调节色素沉着的发育和生理机制以及这些机制如何演变1 ， 6 。已知关于调节黑腹果糖7,8中颜料的生物化学合成的基因以及控制时间和空间di的基因这种生物合成的贡献9,10,11,12,13。此外，遗传作图已经确定了黑腹果蝇14,15,16,17中色素沉着的基因和种间差异的遗传基因座。色素沉着和多效性之间的关系，如行为18,19和免疫19,20也已经被探索，色素形态15,21,22的适应性意义。因此，黑腹果蝇的色素沉积已经成为一个强大但简单的model用于复杂表型的发展和演变。

成年人黑腹果蝇的色素沉着特征在于身体黑色化的特征，特别是在胸部和背部胸部和腹部。每个角质层（tergite）在背腹的色素沉着是受到最多研究关注的。由于遗传17,23和环境24,25因素，这种色素沉着（ 图1A -F ）有相当大的变化。腹部扁桃体的角质层由前后发育室（ 图1G ）组成，每个隔室可以根据色素沉着和装饰26进一步细分。前房包括六个角质层类型（a1-a6），后隔室包括三（p1-p3）（ 图1G ）。其中，p1，p2和a1角质层通常在未拉伸腹部的tergite下折叠，使得它们被隐藏。可见的可见角质层的特征在于一层重的色素沉着，这里称为"色素带"，由角质层类型a4（毛状的中度刷毛）和a5（毛状的​​大刷毛）组成，带的后缘比前边缘更强烈地着色（ 图1G ）。该带的前面是轻度着色的毛状角质层的区域，后面具有刷毛（a3）但不是前面的（a2）。在色素的强度和颜料带的宽度方面均观察到苍蝇之间色素沉着的变化。一般来说，大部分后段（腹部段5,6和7）的变化最大，前段较多（腹部gments 3和4） 24 。此外，黑腹果蝇色素沉着中存在性二态性，男性通常具有完全着色的第五和第六腹部白细胞（ 图4C ）。

在黑腹果蝇腹部色素沉着的大多数研究中，色素沉着已被视为一种分类或顺序性状，其特征是定性地测定了27,28,29或半定量地在14,15,16,17,24,30 ， 31,32,33,34,35， 36,37 。这些方法不可避免地缺乏精确度，并且由于它们依赖于色素沉着的主观评估，因此难以比较研究中的数据。一些作者量化了色素沉积的空间维度38,39 ，特异性角质层23,25,39,40的色素沉着强度，或整个腹部T细胞的平均色素沉积强度41,42,43 。然而，这些量化方法不能同时测量腹部色素沉着的强度和空间分布，因此不能捕捉染色体如何在整个abd中变化的细微差别主体tergite。此外，这些量化方法38,41,42,43中的几个需要腹部角质层的解剖和安装。这样做既耗时又破坏样本，使其不能用于额外的形态分析。随着对腹部色素沉着的发展和进化的理解加深，需要更复杂的工具来快速，准确地测量色素沉着的空间分布和强度。

该方法的总体目标是利用数字图像分析获得黑腹果蝇腹部色素沉着的可复制和更准确的测量。该方法包括三个阶段。首先，成年飞行是非破坏性的，并且背部腹部的数字图像被拍摄。其次，使用ImageJ宏，用户定义了从第二个角质层的前部延伸到第三个和第四个腹部节段上的a5角质层（绿色框， 图1G ）的后部的前后后条带。然后沿其长轴提取穿过该条带的宽度的平均像素值，产生一个轮廓，其捕捉到从tergite的前部到后部变化时的色素沉积的空间分布和强度。第三，R脚本用于使用三次样条数学地描述色素分布。然后，R脚本使用花键及其第一和第二导数来提取a2-a5角质层的宽度，颜料带的宽度以及色素沉着的最大和最小水平。因此，该方法量化了腹部色素沉着的空间特征和深度。

这种方法量化了第三和第四腹部白细胞的色素沉着，这些都是许多以前的研究1,15,23,24,25,28,33,39,42的重点，无论是专门还是与更多的后白蛋白组合。尽管比第五和第六腹部白细胞少变量，但第三和第四锥体在男性中并不完全着色，因此该方案可适用于男性和女性。然而，如图所示，方案可用于测量女性第五和第六腹部白细胞的色素沉着。此外，用于提取色素分布特征的脚本的微小修改应允许该方法用于量化各种其他色素沉着的变化生物。

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

研究方案

样品安装

注意:成像之前，将死亡的苍蝇存放在70％乙醇的水中。

  1. 将10 mL 1.25％琼脂溶解在60 mm x 15 mm培养皿中的沸水中，并使其固化。
  2. 在解剖显微镜下，使用一对精细镊子在凝胶表面制作〜20 mm，2 mm宽，1 mm深的槽。使用细镊子，将成年蝇的腹侧嵌入凹槽中，飞行物的背侧突出于凝胶上方。
    注意:凝胶的松动允许容易的重新定位而不损坏样品。同样的槽可以用于多个样品，尽管它会变脏，破碎，随着时间的推移不能使用。使用者可以在相同的凝胶中制作另一个槽。每片可用于拍摄〜200只苍蝇。
  3. 在70％乙醇水溶液中完全覆盖样品，以减少蜡状角质层的任何光反射，并防止机翼损伤标本操作。

2.显微镜设置

注意:图像采用解剖镜，传输光源，数码相机，鹅颈式冷光源连接到运行图像采集控制软件的计算机上。软件说明特定于Micro-Manager v1.4.20 44 ，它是一款集成了ImageJ 45的开源软件。

  1. 打开显微镜，数码相机，双鹅颈灯冷光源和电脑。
  2. 运行图像捕获软件打开一个Micro-Manager窗口和一个ImageJ窗口。在ImageJ窗口中单击"图像">"类型">"8位"将所有图像设置为8位。点击Micro-Manager窗口中的"live"，打开一个"Snap / Live"窗口，显示相机的实时预览。
    1. 如果ne，最大化"Snap / Live"窗口的大小cessary。在Micro-Manager窗口的"对比度"选项卡的下拉"显示模式"菜单中选择"灰度"。
  3. 将冷光源打开到最大强度，并将每个鹅颈管的尖端从舞台上放置大约120毫米，一个在左边，一个在右边。
    注意:用户还可以使用环形照明器，尽管这可能会在飞腹周围产生一圈反射光。
  4. 手动将显微镜放大倍率设置为60倍，使得视野捕获到舞台上直径约3毫米的区域。
  5. 将2毫米级千分尺放在舞台上（如果需要，将背景切换到白色）。在观看实时预览时，请在"曝光"框中输入曝光时间（以ms为单位），在"微距管理器"窗口中调整曝光。
  6. 要在相机上进行空间校准，请选择t中的"直线"工具他的ImageJ窗口画一条线的长度的千分尺。在ImageJ窗口中单击"分析">"设置刻度"打开"设置刻度"窗口，在"已知距离"框中输入千分尺的长度，单位为μm，并在"单位长度"中输入"μm"框。
    1. 看到"设置刻度"窗口然后以"像素/μm"显示刻度。记下比例尺，点击"确定"。
  7. 在"捕捉/实时"窗口中，单击"停止"，然后单击"捕捉"捕获舞台千分尺的图像。
  8. 将图像保存为8位灰度TIFF，以确保在必要时再次对图像进行空间校准。在ImageJ窗口中单击"文件">"另存为">"Tiff ..."指定在文件浏览器中保存文件的位置，命名文件，然后单击"保存"。
  9. 将舞台切换成黑色并放置在舞台上放置在琼脂上的飞行员（步骤1.1-1.2）。
  10. 通过显微镜观察并定位飞行，以确保背部中线直立，以便最佳地观察色素沉着模式。移动任何翅膀和附肢，以确保腹部的视线畅通无阻。如果着色的角质层（a2-a5）不可见，则横向挤压腹部，直到（尽管苍蝇的腹部存储在70％乙醇中的水分伸展，因此通常不是必需的）。
    注意:定位飞行时，用户可能需要使用较低的放大倍率（20X）。放大倍数必须返回到60X才能继续。
  11. 手动关注飞行的背腹。手动调整光源的尖端，以尽量减少背部阴影和反射。
  12. 在查看计算机屏幕上的实时预览时，并在Micro-Manager窗口的"对比度"选项卡中使用像素值直方图，如步骤2.4所述调整曝光，以最大化预览图像的像素值的范围。
  13. 取出飞行和培养皿，并将其与连接到电压表的LED（光谱输出为430-660 nm）进行更换，以与飞行相同的位置为中心。使用LED和电压表作为光度计46 ，并记录由LED照射的LED产生的电压（〜125 mV）。
    注意:LED和电压表用于确保单个实验中多个成像会话中的光线水平不变。
  14. 在实验期间，不要进一步改变光源的位置或强度，显微镜的放大倍率或照相机的曝光。

3.标本成像

  1. 将放置在黑色显微镜平台上的琼脂培养皿（步骤1.1-1.3）的培养皿放置，调整飞行的位置，使第三和第四h腹部节段是可见的，背部中线是直立的，如步骤2.9所述。进行前请确保放大倍数为60倍。
  2. 手动对焦显微镜，使第三和第四背腹部小白鼠在焦点。使用图像捕获软件获取图像作为8位灰阶TIFF，如步骤2.6所述。
    注意:图像可以被彩色捕获，随后转换为灰度进行分析。
  3. 将图像另存为"SESH000_sampleID.tiff"，如步骤2.7所述。
    注意:这里，[SESH]是常数，[000]是会话编号，是可变的，但必须是三位数长，[sampleID]是用户希望的，尽管它不能包含任何额外的下划线（_）字符，必须是一个恒定的长度。 [sampleID]应包括用于分析色素数据（ 例如温度或血统）的因素的细节，由独特的非字母表cal字符，如连字符（ - ）。这允许使用标准统计软件轻松地从[sampleID]中解析出这些因素。
  4. 从舞台上取出培养皿，用下一个标本取代飞行物。重复步骤3.1-3.3，直到所有样本都被成像，无需进一步调整照明水平，放大倍率或曝光。

4.多个会话成像

  1. 如果图像需要在多个会话中进行，请保持会话中的光线强度，曝光和放大倍率。在每个会话开始时，检查相机的空间校准（步骤2.4）和阶段的光强度（由LED /电压表测量，步骤2.12）。
  2. 捕获并保存舞台千分尺的图像（步骤2.5-2.7），以确保在必要时再次对图像进行空间校准。
  3. 使用至少15个对照样本，并在每个会话中随机重新形成对象w用于检测和消除会话效果。确保会话之间的重复控制标本具有相同的[sampleID]但不同[SESH000]。
    注意:对照样品是与实验标本收集，储存和相同的苍蝇，但是在会话中重新成像。控制标本的精确数量将取决于用户的实验设置。有关详细信息，请参阅讨论。

图像分析

注意:图像分析在ImageJ 45中进行 ，并使用"Pigmentation.ijm测量"宏作为补充文件。

  1. 将要分析的所有图像放在同一文件夹中。
  2. 启动ImageJ并点击"插件">"宏">"运行"，在文件浏览器中选择"颜色测量"，然后点击"打开。"
    注意:所有后续步骤都在宏中。每个步骤都是一个单独的宏命令。
  3. 请注意，"操作必需"对话框打开，说明"选择存储图像的文件夹"。单击"确定"，使用文件浏览器选择包含图像的文件夹，然后单击"选择"。
  4. 请注意，"必要操作"对话框将打开，说明"选择要存储数据的文件夹"。单击"确定"，使用文件浏览器选择所需的文件夹以保存色素分布。点击"选择"。
  5. 请注意，将打开一个对话框，询问"样本ID中有多少个字符？"在数据输入框中，输入[SampleID]中的字符数，如步骤3.3中所述，然后单击"确定"。
  6. 请注意，将打开一个对话框，询问"投资回报率有多大？"在数据输入框中，输入前方的像素宽度，后沿条沿着色素分布图被读取（绿色矩形， 图1G ， 图2A和2A '）。点击"确定"默认为20像素。
    注意:色素分布在角质层条带上读取，而不是线条，以减少毛发和刷毛引起的噪音。该条的宽度取决于图像的分辨率，但它应该是腹部宽度的1/20，以像素为单位。
  7. 请注意，宏将打开第一次飞行的图像，一个对话框将询问是否测量当前飞行（单击"是"），进入下一个飞行（单击"否"），或退出宏（点击"取消"）。
  8. 请注意，将打开一个对话框，说明"定义背腹的中线，从ANTERIOR到POSTERIOR"。 "直线"工具已被选中。从前面到后面画一条线定义背腹的中线。点击"确定" 见图2A和2A '，黄线。
    注意:这是用来重新调整图像的方向，使背面的水平线横过屏幕，左前方，使随后的步骤更容易。
  9. 请注意，将打开一个对话框，说明"定义颜色带后面的Tergite 4的POSTERIOR边"。 "直线"工具已被选中。从后中线边缘到右侧边缘绘制一条线，使得线的中心（由白色正方形标记）恰好位于颜料带（角质层a5）的后边缘的后方。点击"确定"。 见图2A和2A '，品红线。
    注意: R脚本将自动检测色素分布中色素带的后缘。
  10. 注意一个对话框盒子将打开，说明"在着色角质层（a2）的前边缘定义Tergite 4的前端。 "直线"工具已被选中。从前中线边缘到右侧边缘绘制一条线，使得线的中心（由白色正方形标记）位于着色角质层（角质层a2）的前边缘。点击"确定"。参见图2A和2A' ，青色线。
    注意: R脚本将这一点定义为Tergite着色角质层的前边缘。在图像上，宏将显示感兴趣区域（ROI），沿着该区域读取色素分布（绿色矩形， 图2A和2A '，在图2B和2B '中放大）。该宏还将打开一个第二个窗口，显示ROI的色素分布图 （ Figur e 2C和2C '），其中x轴是表示为从轮廓的后边缘的像素数的位置，并且y轴是每个位置处的平均像素值。
  11. 查看将由宏打开的色素分布图的图。如有必要，请在配置文件窗口中单击"实时"，以调整ROI的位置，使其不包含会影响色素形态的任何结构（ 如刷毛）。一旦配置文件满意，点击"确定"。
  12. 对Tergite 3重复步骤5.8-5.11。
    注意:宏然后将色素分布导出为两个CSV文件，每个CSV文件分别命名为"SESH000_samplename_TX_profile.csv"，其中[SESH000_samplename]是图像名称，[TX]分别为第三和第四个小时的T3或T4。
  13. 请注意，宏会打开下一个图像。重复步骤5.7-5.13，直到所有图像都被分析。
jove_title"> 6。数据预处理，分析和会话更正

注意:所有数据分析在R47中进行，并使用"Pigmentation.R"分析脚本。下面的"L ..."表示为分析的每个部分运行的脚本的哪一行。有关如何进行分析的更多详细信息，请参阅补充信息。

  1. 编辑R脚本以设置工作目录（L6）并将文件路径定义到包含.csv配置文件（L11）的文件夹。
  2. 运行L13-15生成存储在配置文件文件夹中的色素分布简档的列表。
  3. 加载并运行"reader"和"addPrimaryKey"函数（L17-41）将配置文件读入单个数据帧。
  4. 在L43编辑脚本以指定图像的空间校准，单位为μm/像素，如步骤2.5所示。
  5. 加载并运行"adj（L46-58）将轮廓位置（x轴， 图2C和2C '）从ROI的后边缘像素到ROI的前边缘转换为从像素值（0 =黑色，255 =白色）到色素值（0 =无颜料，255 =最大颜料）的轮廓值（y轴， 图2C和2C '）。
  6. 加载并运行"spline.der.er"函数（L60-71）以生成色素分布及其第一和第二导数的三次样条（ 图2D -2F和2D'- 2F '）。
  7. 加载并运行"coord"和"assmbly.coord"功能（L74-163），首先提取颜色带的后（T 3 ）和前（T 2 ）边缘的位置（ 图2D和2D ';）和a2角质层的后缘（T 1 ， 图2D和2D '），然后分别提取在T 3和T 1处获得的最大（P max ）和最小（P min ）色素沉着值。
    注意:在第5.9步中已经定义了a2角质层的前边缘。
  8. 可选:加载并运行"chek"功能（L165-175），以检查"coord"功能是否正确识别随机选择的色素分布图的位置T 1-3 。
  9. 加载并运行索引和度量函数（L178-193），生成标题为"Session"，"Sample"，"Tergite"，"id"（Sample和Tergite的级联）"P max "的数据表， "P min "，"W 带 "（颜料带的宽度，= T3-T 2 ）和"W tergite "（着色c的宽度子粒a2-a5，= T 3 ）。
  10. 加载并运行"校正"功能（L196-234）以生成一个数据表，用于校正由于会话效应而产生的任何滋扰因素的P max和P min 。使用在时间上相邻的会话中重新成像的对照样本中P max或P min的平均增加（或降低）。

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

结果

该方案用于探讨饲养温度对腹部色素沉着的影响。以前的研究表明，发育温度的升高导致几种果蝇的腹部色素沉积的减少，包括黑腹果蝇 30,32 。具体来说，在腹部3和4中，着色程度（颜料带的宽度）从17℃降至25℃，并且在25℃至28℃之间保持相同。这些研究在1-10级（0:无色素带，tergite完全黄色; 5:颜料带占据tergite的50％; 10:tergite完全暗）中评分色素...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

讨论

该方法允许以适合多次下游分析的定量形式精确，快速和可重复地获取色素数据。该方法已被用于获取温度对苍蝇等基因系中腹部色素沉着的影响的数据。然而，该方法可以用于前向遗传学研究，以鉴定基因，这些基因是个体，群体或物种之间色素沉着差异的基础，或反向遗传研究，以探索特定基因对色素沉着模式的影响。尽管如上所述，已经有无数研究探讨了黑腹果蝇色素沉着的发展和进化，?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

披露声明

作者没有什么可以披露的。

致谢

这项工作由国家科学基金会授予IOS-1256565和IOS-1557638资助给AWS。感谢Patricia Wittkopp和三位匿名评论者对本文早期版本的有益评论。

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

材料

NameCompanyCatalog NumberComments
Dumont #5 Biology ForcepsFST11252-30
AgarSigma-Aldrich5040
Dissecting ScopeLeicaMZ16FA
BaseLeicaMDG41
CameraLeicaDFC280
Gooseneck Cold Light SourceSchottACE 1
Image Acquisition Control SoftwareMicro-Manager v1.3.20https://micro-manager.org/
Image Analysis SoftwareImageJhttps://imagej.nih.gov/ij/
Data Analysis SoftwareR 3.3.2https://www.r-project.org/
LEDThor LabsLEDWE-15
MultimeterFlukeFluke 75 Series II
60 mm x 15 mm Petri dishCelltreat Scientific Products229663
Stage micrometerKlarman Rulings, Inc.KR-867

参考文献

  1. Wittkopp, P. J., Beldade, P. Development and evolution of insect pigmentation: Genetic mechanisms and the potential consequences of pleiotropy. Semin. Cell Dev. Biol. 20 (1), 65-71 (2009).
  2. Lindgren, J. Interpreting melanin-based coloration through deep time: a critical review. Proc Roy Soc B-Biol Sci. 282 (1813), (2015).
  3. Kronforst, M. R., Papa, R. The Functional Basis of Wing Patterning in Heliconius Butterflies: The Molecules Behind Mimicry. Genetics. 200 (1), 1-19 (2015).
  4. Albert, N. W., Davies, K. M., Schwinn, K. E. Gene regulation networks generate diverse pigmentation patterns in plants. Plant Signal Behav. 9, e29526(2014).
  5. Monteiro, A. Origin, development, and evolution of butterfly eyespots. Annu Rev Entomol. 60, 253-271 (2015).
  6. Kronforst, M. R. Unraveling the thread of nature's tapestry: the genetics of diversity and convergence in animal pigmentation. Pigm Cell Melanoma Res. 25 (4), 411-433 (2012).
  7. Wright, T. R. The genetics of biogenic amine metabolism, sclerotization, and melanization in Drosophila melanogaster. Adv Genet. 24, 127-222 (1987).
  8. True, J. R. Insect melanism: the molecules matter. TREE. 18 (12), 640-647 (2003).
  9. Kopp, A., Duncan, I. Control of cell fate and polarity in the adult abdominal segments of Drosophila by optomotor-blind. Development. 124 (19), 3715-3726 (1997).
  10. Kopp, A., Muskavitch, M. A., Duncan, I. The roles of hedgehog and engrailed in patterning adult abdominal segments of Drosophila. Development. 124 (19), 3703-3714 (1997).
  11. Kopp, A., Blackman, R. K., Duncan, I. Wingless, decapentaplegic and EGF receptor signaling pathways interact to specify dorso-ventral pattern in the adult abdomen of Drosophila. Development. 126 (16), 3495-3507 (1999).
  12. Kopp, A., Duncan, I., Godt, D., Carroll, S. B. Genetic control and evolution of sexually dimorphic characters in Drosophila. Nature. 408 (6812), 553-559 (2000).
  13. Williams, T. M. The regulation and evolution of a genetic switch controlling sexually dimorphic traits in Drosophila. Cell. 134 (4), 610-623 (2008).
  14. Wittkopp, P. J., Williams, B. L., Selegue, J. E., Carroll, S. B. Drosophila pigmentation evolution: divergent genotypes underlying convergent phenotypes. Proc Natl Acad Sci Usa. 100 (4), 1808-1813 (2003).
  15. Brisson, J. A., De Toni, D. C., Duncan, I., Templeton, A. R. Abdominal pigmentation variation in drosophila polymorpha: geographic variation in the trait, and underlying phylogeography. Evolution. 59 (5), 1046-1059 (2005).
  16. Brisson, J. A., Templeton, A. R., Duncan, I. Population genetics of the developmental gene optomotor-blind (omb) in Drosophila polymorpha: evidence for a role in abdominal pigmentation variation. Genetics. 168 (4), 1999-2010 (2004).
  17. Dembeck, L. M. Genetic Architecture of Abdominal Pigmentation in Drosophila melanogaster. PLoS Genet. 11 (5), e1005163(2015).
  18. Drapeau, M. D., Radovic, A., Wittkopp, P. J., Long, A. D. A gene necessary for normal male courtship, yellow, acts downstream of fruitless in the Drosophila melanogaster larval brain. J Neurobiol. 55 (1), 53-72 (2003).
  19. Hodgetts, R. B., O'Keefe, S. L. Dopa decarboxylase: a model gene-enzyme system for studying development, behavior, and systematics. Annu Rev Entomol. 51, 259-284 (2006).
  20. Marmaras, V. J., Charalambidis, N. D., Zervas, C. G. Immune response in insects: the role of phenoloxidase in defense reactions in relation to melanization and sclerotization. Arch Insect Biochem Physiol. 31 (2), 119-133 (1996).
  21. Kalmus, H. The Resistance to Desiccation of Drosophila Mutants Affecting Body Colour. Proc Roy Soc London B. 130 (859), 185-201 (1941).
  22. Rajpurohit, S., Gibbs, A. G. Selection for abdominal tergite pigmentation and correlated responses in the trident: a case study in Drosophila melanogaster. Biol J Linn Soc. 106 (2), 287-294 (2012).
  23. Pool, J. E., Aquadro, C. F. The genetic basis of adaptive pigmentation variation in Drosophila melanogaster. Mol Ecol. 16 (14), 2844-2851 (2007).
  24. Gibert, P., Moreteau, B., David, J. R. Developmental constraints on an adaptive plasticity: reaction norms of pigmentation in adult segments of Drosophila melanogaster. Evol Dev. 2 (5), 249-260 (2000).
  25. Shakhmantsir, I., Massad, N. L., Kennell, J. A. Regulation of cuticle pigmentation in drosophila by the nutrient sensing insulin and TOR signaling pathways. Dev Dyn. 243 (3), 393-401 (2014).
  26. Struhl, G., Barbash, D. A., Lawrence, P. A. Hedgehog organises the pattern and polarity of epidermal cells in the Drosophila abdomen. Development. 124 (11), 2143-2154 (1997).
  27. Jeong, S., Rokas, A., Carroll, S. B. Regulation of body pigmentation by the Abdominal-B Hox protein and its gain and loss in Drosophila evolution. Cell. 125 (7), 1387-1399 (2006).
  28. Wittkopp, P. J., True, J. R., Carroll, S. B. Reciprocal functions of the Drosophila yellow and ebony proteins in the development and evolution of pigment patterns. Development. 129 (8), 1849-1858 (2002).
  29. True, J. R. Drosophila tan encodes a novel hydrolase required in pigmentation and vision. PLoS Genet. 1 (5), e63(2005).
  30. David, J. R., Capy, P., Gauthier, J. P. Abdominal pigmentation and growth temperature in Drosophila melanogaster: Similarities and differences in the norms of reaction of successive segments. J Evol Biol. 3 (5-6), (1990).
  31. Gibert, J. M., Peronnet, F., Schlotterer, C. Phenotypic plasticity in Drosophila pigmentation caused by temperature sensitivity of a chromatin regulator network . PLoS Genet. 3 (2), e30(2007).
  32. Gibert, P., Moreteau, B., Scheiner, S. M. Phenotypic plasticity of body pigmentation in Drosophila: correlated variations between segments. Genet Sel Evol. 30 (2), 181(1998).
  33. Matute, D. R., Harris, A. The influence of abdominal pigmentation on desiccation and ultraviolet resistance in two species of Drosophila. Evolution. 67 (8), 2451-2460 (2013).
  34. Das, A., Mohanty, S., Parida, B. Abdominal pigmentation and growth temperature in Indian Drosophila melanogaster: Evidence for genotype-environment interaction. J Biosci. 19 (2), 267-275 (1994).
  35. Hollocher, H., Hatcher, J. L., Dyreson, E. G. Evolution of abdominal pigmentation differences across species in the Drosophila dunni subgroup. Evolution. 54 (6), 2046-2056 (2000).
  36. Gibert, P., Moreteau, B., David, J. R. Phenotypic plasticity of body pigmentation in Drosophila melanogaster: genetic repeatability of quantitative parameters in two successive generations. Heredity. 92 (6), 499-507 (2004).
  37. Carbone, M. A., Llopart, A., deAngelis, M., Coyne, J. A., Mackay, T. F. Quantitative trait loci affecting the difference in pigmentation between Drosophila yakuba and D. santomea. Genetics. 171, 211-225 (2005).
  38. Kopp, A., Graze, R. M., Xu, S., Carroll, S. B., Nuzhdin, S. V. Quantitative trait loci responsible for variation in sexually dimorphic traits in Drosophila melanogaster. Genetics. 163 (2), 771-787 (2003).
  39. Bastide, H., Yassin, A., Johanning, E. J., Pool, J. E. Pigmentation in Drosophila melanogaster reaches its maximum in Ethiopia and correlates most strongly with ultra-violet radiation in sub-Saharan Africa. BMC Evol Biol. 14, 179(2014).
  40. Rebeiz, M., Pool, J. E., Kassner, V. A., Aquadro, C. F., Carroll, S. B. Stepwise modification of a modular enhancer underlies adaptation in a Drosophila population. Science. 326 (5960), 1663-1667 (2009).
  41. John, A. V., Sramkoski, L. L., Walker, E. A., Cooley, A. M., Wittkopp, P. J. Sensitivity of Allelic Divergence to Genomic Position: Lessons from the Drosophila tan Gene. G3. 6 (9), 2955-2962 (2016).
  42. Wittkopp, P. J. Local adaptation for body color in Drosophila americana. Heredity. 106 (4), 592-602 (2011).
  43. Wittkopp, P. J. Intraspecific polymorphism to interspecific divergence: genetics of pigmentation in Drosophila. Science. 326 (5952), 540-544 (2009).
  44. Edelstein, A. D. Advanced methods of microscope control using µManager software. Journal of Biological Methods. 1 (2), e10(2014).
  45. U. S. National Institutes of Health. ImageJ v.1.50i. , Bethesda, Maryland, USA. Available from: https://imagej.nih.gov/ij/ (2016).
  46. Mims, F. M. How to Use LEDs to Detect Light. Make:. 36, 136-138 (2013).
  47. R: Language and Environment for Statistical Computing v.3.3.2. R Foundation for Statistical Computing. , Vienna, Austria. Available from: https://www.r-project.org/ (2016).
  48. Bates, D., Machler, M., Bolker, B. M., Walker, S. C. Fitting Linear Mixed-Effects Models Using lme4. Journal of Statistical Software. 67 (1), 1-48 (2015).
  49. Shingleton, A. W., Estep, C. M., Driscoll, M. V., Dworkin, I. Many ways to be small: different environmental regulators of size generate distinct scaling relationships in Drosophila melanogaster. Proc Roy Soc Lond B Biol Sci. 276 (1667), 2625-2633 (2009).
  50. French, V., Feast, M., Partridge, L. Body size and cell size in Drosophila: the developmental response to temperature. J Insect Physiol. 44 (11), 1081-1089 (1998).
  51. Houle, D., Govindaraju, D. R., Omholt, S. Phenomics: the next challenge. Nat Rev Genet. 11 (12), 855-866 (2010).
  52. Kültz, D. New frontiers for organismal biology. BioSci. 63 (6), 464-471 (2013).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

转载和许可

请求许可使用此 JoVE 文章的文本或图形

请求许可

探索更多文章

124

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

政策

使用条款

隐私

联系我们

向图书馆推荐

JoVE 新闻简报

科研

教育

发表

图书馆员

关于 JoVE

版权所属 © 2025 MyJoVE 公司版权所有，本公司不涉及任何医疗业务和医疗服务。