[หน้าแรก] [ภาพตั้งแสดง] [ปฏิบัติการ]

           บท7เรื่อง การถ่ายทอดกรรมพันธุ์ของแมลงหวี่
         (Heredity of Drosophila melanogaster)


           ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับ D. melanogaster
     D. melanogaster  เป็นแมลงที่พบทั่วไปบริเวณ Sub - Tropical Zone แมลงหวี่นี้เป็นแมลงพวก fly ที่มีปีกเพียง 1 คู่ และมีชีพจักรแบบ Complete metamorphosis คือในชีพจักรนั้น การเจริญเติบโตของร่างกายแบ่งเป็นระยะต่างๆ ครบ 4 ระยะ
   1.ไข่ (Egg)
     มีลักษณะเป็นรูปไข่สีขาว ยาวประมาณ 0.5 มม. ด้านหลังแบนกว่าด้านท้อง ที่ผิวเปลือกมีลักษณะเป็นรอยรูป 6 เหลี่ยมคล้ายรังผึ้งต่อกัน  ด้านหัวมี filament หนึ่งคู่ การวางไข่ของแมลงนี้ สามารถออกไข่ได้ภายหลังจากเกิดเป็นแมลงตัวเมียได้ 2 วัน  และแมลงตัวเมียสามารถออกไข่ได้ 50-75  ฟองต่อวัน
   2.ตัวหนอน (Larva)
     ลักษณะเป็นตัวหนอนสีขาวตัวเป็นปล้องๆ หลังจากฟักออกจากไข่ ตัวหนอนจะ
ลอกคราบ 2 ครั้ง  หนอนโตเต็มที่ยาวประมาณ  4.5 มม. ตัวหนอนจะใส มองด้วยกล้องจุลทรรศน์ เห็นส่วนของอวัยวะต่างๆ บริเวณส่วนหัวจะมีช่องเปิดเห็นส่วนของปากมีสีดำ  บริเวณส่วนหัวทางด้านบนจะพบปมสมอง (ganglian) และบริเวณ 2 ข้างของช่องทางเดินอาหารจะพบต่อมน้ำลาย (Slivary gland) ส่วนอวัยวะเพศ (gonads) จะอยู่ไปทางส่วนท้ายของลำตัว testis จะมีขนาดใหญ่กว่า ovary ซึ่งจะเป็นเครื่องบอกเพศได้ในขณะที่เป็นตัวหนอน
   3.ดักแด้ (Pupa)
     หลังจากหนอนเจริญเต็มที่ จะเคลื่อนที่ไปหาบริเวณที่แห้งๆ เพื่อหดตัวสั้นเข้า เปลี่ยนแปลงรูปร่างกลายเป็นดักแด้ ในระยะแรกๆ ดักแด้มีสีจาง และสีจะเปลี่ยนเข้มข้นเมื่อดักแด้มีอายุมากขึ้น
   4.ตัวแมลง (Adult)
     เมื่อดักแด้เจริญเต็มที่ มีอวัยวะของแมลงสมบูรณ์ จะทำลายผนังของดักแด้ออกมา แมลงที่ออกจากดักแด้ใหม่ๆ มีสีตัวขาวซีด ลำตัวยาวปีกม้วนพับอยู่  แต่ในระยะต่อมา 20-30 นาที ปีกจะคลี่ออก  ลำตัวจะสั้นเข้าเป็นปกติ  และสีตัวจะเข้มขึ้น ตัวแมลงที่เกิดมีเพศเป็นตัวเมียหรือตัวผู้
     ความแตกต่างของอวัยวะเพศที่ส่วนปลายท้อง (Abdomen) ของเพศทั้งสองสังเกตได้ไม่ชัดเจน  แต่จากการเปรียบเทียบลักษณะภายนอกทั่วไป พบว่าแมลงตัวเมียมีลักษณะขนาดตัวโตกว่า ส่วนท้องจะอ้วนป่อง  ส่วนบนของท้องจะเห็นแถบสีดำแยกเป็นปล้องๆ จนสุดปลายของส่วนท้อง 5 แถบ แมลงตัวผู้มีขนาดเล็กกว่า ส่วนท้องเรียวยาว ส่วนบนด้านหน้าท้องจะมีแถบดำแยกเป็นปล้องๆ 2 แถบ ใกล้ส่วนปลายของส่วนท้องจะมีแถบดำหนาจนถึงส่วนปลายของส่วนท้องอีก 1 แถบ และบน Metatarsal (1 st tarsal segment) ของขาคู่ที่ 1 ของแมลงตัวผู้เท่านั้น มี sex - comb
   D. melanogasterได้ถูกนำเข้ามาศึกษาเกี่ยวกับพันธุศาสตร์ตั้งแต่ปี 1906 โดย Castle โดยทั่วไปเป็น diploid ขนาดยาวประมาณ 2 มม. เลี้ยงไว้ที่ 25ฐC  เวลาประมาณ 10 วัน ครบ life cycle
     Spermatogenesis
     เป็นกระบวนการสร้าง sperm ในเพศผู้ แบ่งได้ดังนี้คือ spermatogonia เป็นเซลล์ที่อยู่ใน testis จะทำการแบ่งตัวแบบ mitosis ได้ 2 เซลล์ เซลล์หนึ่งเป็น spermatogonial cell ส่วนอีกเซลล์เป็น primary spermatocyte ซึ่งจะทำการแบ่งตัวแบบ meiosis I  ได้เป็น 2 spermatocyte ซึ่งเป็น haploid เรียกว่า secondary spermatocyte ซึ่งจะแบ่งตัวแบบ meiosis II  ได้ 4 เซลล์ เรียก spermatid ซึ่ง spermatid นี้จะมีการเปลี่ยนแปลง โดยมีการสร้าง flagellum ขึ้น กลายเป็น sperm  ดังนั้น เมี่อจบกระบวนการ spermatogenesis จะได้ 4 sperms
     Oogenesis
     เป็นกระบวนการสร้าง egg ในเพศเมียดังนี้คือ oogonia เป็นเซลล์ใน ovary แบ่งตัวได้เป็น primary oocyte ซึ่งจะแบ่งตัวแบบ meiosis I  ได้ 2 เซลล์ มีจำนวนโครโมโซมลดลงครึ่งหนึ่ง ขนาดของเซลล์ทั้งสองไม่เท่ากัน  ทั้งนี้เนื่องจากการแบ่ง cytoplasm ไม่เท่ากัน  เซลล์ที่เล็กกว่าจะกลายเป็น first polar body ส่วนเซลล์ที่ใหญ่กว่าจะเป็น secondary oocyte เกิด meiosis II ขึ้นในเซลล์ทั้งสอง ทำให้ได้ 2 second polar body จากการแบ่งของ first polar body และได้ secondary oocyte ซึ่งต่อมาเจริญเต็มที่กลายเป็น egg ส่วน second polar body ทั้งสามจะสลายตัวไป ดังนั้น พบว่าจากหนึ่ง oocyte จะได้เพียง 1 egg เท่านั้น
  

        

   การศึกษาเกี่ยวกับแมลงหวี่ (Drosophila melanogaster)
1.ลักษณะทั่วไปและลักษณะพันธุกรรมของแมลงหวี่ (Drosophila melanogaster)
   1.1ลักษณะทั่วไปของแมลงหวี่ (D. melanogaster) เป็นแมลงที่พบได้อยู่ทั่วไปในเขตร้อน  มีปีก  1 คู่  ขา 3 คู่    และมีวงจรชีวิตเป็นแบบ complete metamorphosis กล่าวคือ มีการเจริญเติบโ ตและมีการเปลี่ยนแปลงในระหว่างการเจริญเติบโต โดยการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง ซึ่งแบ่งออกเป็นระยะต่างๆครบ  4 ระยะ เริ่มต้นจากไข่ (egg) มีสีขาว  ความยาวประมาณ 0.5 มิลลิเมตร  แมลงหวี่ตั วเมียสามารถวางไข่ได้ 50-75  ฟองต่อวัน ระยะที่สองเป็นตัวหนอน (larva) จากไข่เป็นตัวหนอนใช้เวลา 1-2 วัน ตัวหนอนจะลอกคราบ 2 ครั้ง จนโตเต็มที่ยาวประมาณ 4.5 มิลลิเมตร  ระยะที่สามเป็นดั กแด้ (pupa) ตัวหนอนที่โตเต็มที่จะเคลื่อนที่ไปหาที่แห้งๆ ขนาดของลำตัวจะหดสั้นลงจนกลายเป็นดักแด้ใช้เวลาประมาณ 3 วัน จากดักแด้ก็จะเข้าสู่ระยะที่สี่เป็นตัวแมลงที่โตเต็มวัย (adult) ใช้เวลาอีก 3 วัน ถ้าเป็นตัวเมียเมื่อออกจากดักแด้ได้ 2 วันก็วางไข่ได้  รวมวงจรชีวิตของแมลงหวี่ใช้เวลาประมาณ 9-11 วันความแตกต่างระหว่างแมลงหวี่ตัวผู้และตัวเมีย แมลงหวี่ตัวเมียมีขนาดตัวโตกว่า ส่วนท้อ งจะอ้วนป่องตรงปลายแหลม ด้านบนของส่วนท้องปรากฏแถบสีดำ 5-7 แถบ  แถบล่างสุดมีความหนาพอๆกับแถบบน  ส่วนแมลงหวี่ตัวผู้มีขนาดเล็กกว่า  ส่วนท้องเรียวปลายมน ด้านบนของส่วนท้องมีแถ บ 3 แถบ แถบล่างสุดมีความหนามากกว่าแถบอื่น  และขาคู่ที่หนึ่งตรงส่วนปล้องขากลาง (metatarsal) มี sex-comb สำหรับช่วยจับตัวเมียในขณะที่มีการผสมพันธุ์
   1.2ลักษณะพันธุกรรมของแมลงหวี่ (D. melanogaster)
     ลักษณะพันธุกรรมของแมลงหวี่แบ่งออกเป็น 2  ประเภท คือ
     - ลักษณะที่พบเห็นกันทั่วไปๆ ในธรรมชาติ เรียกว่า Wildtype ได้แก่ ลักษณะของสีตาเป็นสีแดง ลำตัวสีเทา ปีกยาวคลุมลำตัว
     - ลักษณะที่ผิดแปลกไปจากลักษณะเดิมที่เคยพบเห็นในธรรมชาติ ลักษณะเหล่านี้เรียกว่า Mutant ลักษณะพันธุกรรมของแมลงหวี่ที่มีลักษณะผิดแปลกไปจากลักษณะเดิมนี้ได้แก่
     สีตา ได้แก่  ตาสีขาว (white eyed = w)    ตาสีส้ม (white apricot)   ตาสีม่วง (purple eyed)  ตาสีน้ำตาล (brown eyed = bw) ตาสีแดงทับทิม (ruby eye color = rb)
     สีลำตัว ได้แก่ ตัวสีดำ (b)  ตัวสีเหลือง (yellow body = y)
     ลักษณะปีกได้แก่ ปีกกุด (vestigial-wing = vg)  ปีกกระดก (curly-wing = Cy) ปีกโค้ง (curved wing = c)    ปีกหยัก (scalloped  = sd)   ปีกสั้น (miniture-wing = m) ปีกสั้นและมีเส้นขวาง(shortened wing crossvein = cv)  ปีกสั้นพอดีตัว (dumpy = dp)  ปีกกาง (diachaete = d)
     ขนาดตัว ได้แก่  ตัวเล็ก (diminutive size = dm)

     ตัวอย่างคู่ผสมพันธุ์แมลงหวี่เพื่อศึกษาการถ่ายทอดพันธุกรรม ซึ่งมีวิธีการเขียนยีโนไทป์ได้หลายแบบดังนี