[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
|
|
|
|
|