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Chromosomenmorphologie bei der Fruchtfliege Drosophila hydei

Drosophila hydei, Hoden, Paraffinschnitt in Azan-Färbung.
Prof. Holger Adelmann, vom 14.03.2011

Die Larven (N3) und die männlichen Tiere der Fruchtfliege Drosophila hydei bieten hochinteressante Einblicke in die Chromo- somen-Morphologie (Lehre von der Form und Anordnung der Chromosomen). Diese Art ist größer als die übliche D. melanogaster und lässt sich daher einfacher präparieren, bietet aber ebenfalls sehr schöne und große Chromosomen. Man bekommt einen Zuchtansatz bestimmt von einem genetischen Institut einer nahen Uni.
Ein schöner Artikel zu Chromosomenuntersuchungen an Drosophila hydei, auch zur sehr einfachen Zucht, ist von Friedhelm Göltenboth im Mikrokosmos erschienen [1].
Wie auch die den meisten Mikroskopikern bekannten Larven der roten Zuckmücke (Chironomus thummi, Fam. Chironomidae) haben die Larven von D hydei in den Kernen der Speicheldrüse sehr schöne Polytänchromosomen. Man präpariert diese durch kurzes Fixieren der isolierten Spreicheldrüsenbläschen [3] in Alkohol96%-Eisessig 3:1 (Auftropfen, 10 Minuten warten, absaugen) und nachfolgendem Quetschen in 50% Essigsäure (Einwirkzeit ca. 15 min).
Ich habe generell sehr gute Ergebnisse erzielt mit der unverzüglichen Betrachtung der Quetschpräparate im Phasenkontrast. Man kann aber auch wie gewohnt in Orcein- oder Karminessigsäure färben. Um eine Beschädigung der Objektive durch Essigsäuredämpfe zu verhindern trockne ich eventuell am Deckglasrand befindliche Säure im kalten Luftstrom eines Föns weg und umrande das Deckglas dann mit Paraffinöl, welches auch gleichzeitig die Austrocknung verhindert.
Drosophila hydei, Polytänchromosomen der Speicheldruese einer N3-Larve. Frischpräparat im Phasenkontrast, Vergrößerung 100x, Leitz Orthoplan, PlanApo 100:1, Moticam 2300.
Drosophila hydei, Polytänchromosomen der Speicheldruese einer N3-Larve. Frischpräparat im Phasenkontrast, Vergrößerung 100x, Leitz Orthoplan, PlanApo 100:1, Moticam 2300.
Hochinteressant ist darüber hinaus die Untersuchung der Chromo- somenstrukturen in den großen Kernen der Spermatozyten am erwachsenen, männlichen Tier [1]. Diese Kerne zeigen eigenartige, immer wiederkehrende Strukturen, welche in den 60er Jahren als sog. Lampenbürstenstrukturen des Y-Chromosoms identifiziert wurden [2].
Man isoliert die spiraligen Hoden im Stereomikroskop aus dem Hinterleib der männlichen Tiere in einem Tropfen Drosophila-Ringer [1], notfalls 0,6% Kochsalzlösung, überträgt diese auf einen frischen Objektträger, wo man sie mit Scherenschnitten feiner Nadeln etwas zerreißt und dann durch Auflegen eines Deckglases quetscht. Dieses Frischpräparat ist mit Paraffinölumrandung einige Stunden bei nicht zu hoher Zimmertemperatur verwendbar.
  • Spiraligen Hoden (Ho) im Abdomenquerschnitt eines Drosophila hydei  Männchens (Paraffinschnitt, Azan).
  • Spiraligen Hoden im Abdomenquerschnitt eines Drosophila Männchens - Ausschnitt aus dem vorangegangenen Bild (Paraffinschnitt, Azan).
  • Große, blasige, birnenförmige Kerne (Ke) der Spermatocyten mit dem Nukleolus (Nuc - Kernkörperchen) am 'Stielansatz' der Birne. Allerdings ist der weitere Kerninhalt durch die Fixierung und Färbung geschrumpft und verklumpt und erlaubt keine weitergehenden Untersuchungen.
Weitere Details sieht man sehr schön im oben beschriebenen Frischpräparat. Bevor ich diese Bilder zeige, zuerst noch eine schematische Darstellung der Lampenbürstenchromosomen des Y-Chromosoms (nachfolgendes Schema-Bild aus der Arbeit von Göltenboth [1]), damit man die Strukturen besser zuordnen kann (ich habe bis auf das Kernkörperchen [bei mir Nuc] in meinen Fotos die gleichen Abkürzungen verwendet).
Illustration zu den Lampenbürstenchromosomen von Friedhelm Göltenboth aus [1].
Illustration zu den Lampenbürstenchromosomen von Friedhelm Göltenboth aus [1].
Spermatocytenkerne im Frischpräparat wie oben beschrieben
  • Spermatocytenkerne im Frischpäparat (Phasenkontrast), Leitz Orthoplan, PL APO 100:1. (F) Fäden, (K) Keulen, (Nuc) Nucleus, (P) pseudonucleus mit Zapfen (Z), (S/T) Schleifenpaar und Tubulibänder.
  • Spermatocytenkerne im Frischpäparat (Phasenkontrast), Leitz Orthoplan, PL APO 100:1. (F) Fäden, (K) Keulen, (Nuc) Nucleus, (P) pseudonucleus mit Zapfen (Z), (S/T) Schleifenpaar und Tubulibänder.
  • Spermatocytenkerne im Frischpäparat (Phasenkontrast), Leitz Orthoplan, PL APO 100:1. (F) Fäden, (K) Keulen, (Nuc) Nucleus, (P) pseudonucleus mit Zapfen (Z), (S/T) Schleifenpaar und Tubulibänder.
Weitere Präparationsanleitungen tierischer und auch pflanzlicher Riesen- chromosomen finden sich im Großen Buch der Mikroskopie [4]. Dort wird auf gefrorene Zuckmückenlarven aus dem Aquarienhandel zurück gegriffen.
Literatur :
[1]  Chromosomenuntersuchungen an Drosophila hydei     
      Friedhelm Göltenboth im Mikrokosmos Juli 1977 (S. 211-216)

[2]  Lampenbürstenenstrukturen des Y-Chromosoms
      Meyer & Hess, Chromosoma 16, S. 249-270, 1965

[3]  Präparationsanleitung für die Speicheldrüsen der Fruchtfliegenlarven
      Christian Linkenhelds Mikroskopie Forum, Ronald Schulte, März 2011

[4]  Das große Buch der Mikroskopie
      Bruno P. Kremer, 1. Auflage 2002, S. 83 - 84
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