Genetically Masked of Dorsocentral Bristle Expression by a Single Dominant Gene DCm in Melon Fly, Zeugodacus cucurbitae (Coquilett)

瓜實蠅［Zeugodacus cucurbitae（Coquillett）］「背中區剛毛」受單一顯性基因DCm抑制表現之研究

鄭允(Yun Cheng) ； 吳東鴻(Dong-Hong Wu) ； 王志賢(Zu-Hsien Wang) ； 黃毓斌(Yu-Bing Huang) ； 江明耀(Ming-Yao Chiang) ； 呂秀英(Hsiu-Ying Lu) ； 楊崇民(Chung-Min Yang)

《台灣農業研究》 69卷2期 (2020/06) Pp. 113-121

https://doi.org/10.6156/JTAR.202006_69(2).0001

摘要

The melon fly, Zeugodacus cucurbitae (Coquilett), does not possess the dorsocentral (DC) bristles. In a selected DC (+)-line, two rows of 4-6 median size macrochaetes appeared in the dorsocentral domain of scutum and it is interesting to explore its morphological identity and genetic origin. In morphology, these DC (+) bristles fit into the dorsocentral domains of Diptera chaetotaxy ground plan and those of model insect species, Drosophila melanogaster and Ceratitis capitata. In genetics, by crossing wild type to DC (+)-line, the majority of F_1 progeny were DC (-) phenotype or wild type. Segregation pattern of DC (+) and DC (-) phenotypes in the F_2 progeny fit a 1 : 3 inheritance pattern, with DC (-) phenotype being dominant. The backcross of F_1 to the DC (+)-line produced a 1 : 1 ratio in respect to DC (+) and DC (-) phenotypes, while F_1 backcross to wild type produced most DC (-) progeny, confirming that DC (+) bristle was suppressed by a single dominant gene. The gene was given the symbol DCm for DorsoCentral bristles masked. The DC (+) bristle was stereotype patterned instead of randomly expressed, hence the atavistic origin is preferred.

關鍵字

Dorsocentral bristles ； Melon fly ； Atavistic origin

並列摘要

雙翅目「中胸背板」上剛毛之數量分布及排列模式是分類的重要依據，其中「背中區剛毛」在瓜實蠅所屬的Dacinae亞科中已因演化而消失。行政院農業委員會農業試驗所飼育之瓜實蠅中，有一「中胸背板多剛毛」品系中頻頻出現具兩列整齊排列「背中區剛毛」的個體。此等個體上「背中區剛毛」之來源及發生原因，具有剛毛發生及遺傳上之研究價值。本研究特將具此特徵之瓜實蠅另行育成DC（+）-line品系，以供研究之用。出現於DC（+）-line之「背中區剛毛」為縱向整齊排列4-6隻中型大小之剛毛，分列中胸背板兩側之「背中區」，經測定位於自背板中線（midline）起，至「翅內剛毛」（intra-alar）止之60-70%處；也落於「雙翅目中胸背板剛毛模式圖」（groand plan of chaetotoxy; McAlpine 1981）背中區內，此與兩種具「背中區剛毛」模式（model）蠅種Drosophila melanogaster及Ceratitis capitata之位置相當。以「野生型」與「背中型」進行遺傳試驗時，用處女（雄）蠅配對，兩品系雌雄交互配對各3對，並觀察子代之表現型及數量。發現F_1子代中「背中型」出現的機率趨近於零（37/541），而F_2子代中「背中型」出現且可達23%（651/2,835），6組配對中有4組合乎3：1之單一顯性因子理論推論，並與雙因子（15：1）及雙互補因子（9：7）遺傳之推論全數不符合，且無性聯遺傳現象（sex-linkage）。而在回交的測試，與「野生型」之回交中產生的「背中型」在全數531隻子代中僅有10隻，而趨近於零。與「背中型」回交之子代560隻中產生近半數之「背中型」，數值為264隻，經Chi-square分析，驗證與1：1之理論推值相符。本研究結論為瓜實蠅之「背中剛毛」之表現與否，係由單一顯性基因控制，存在於「野生型」中，由其抑制「背中剛毛」之表現，而「背中剛毛」表現屬隱性特徵，因此將此一基因定名為DCm（DorsoCentral bristle masked）。由於「背中剛毛」之出現是在無「野生型」介入之「多剛毛」品系中，且完整地以兩列整齊方式出現，而非以逢機或突發性方式出現，因此推論為「返祖」現象而非突變。因隱性基因可長期以heterozygotes方式隱藏於族群中，當顯性抑制基因消退時，逐漸形成homozygotes而重現。此外，是否DCm為現今雙翅目中抑制「背中區剛毛」之共同因子，亦為未來值得探討的方向。

並列關鍵字

背中區剛毛 ； 瓜實蠅 ； 返祖