有关果蝇早期发育的一些信息来源于经典的胚胎研究。果蝇易于培养，生活周期短，基因组也比较小（1.4×10⁸bp/每个单倍体基因组），只有4对染色体，且存在多线染色体，有关果蝇的遗传学知识已积累了80多年，遗传背景十分清楚，这些都是其重要的优势，故人们选择果蝇作为研究发育的模式动物。果蝇的卵为幼虫提供了各种营养和信息，幼虫的分化和发育也是高度精确的。

一．卵子的发生
果蝇的孵巢是由很多输卵管组成的。输卵管中的一串卵母细胞按照顺序发育。滤泡细胞包被着卵母细胞和多个滋养细胞，是体细胞，滋养细胞和卵母细胞是生殖细胞一个单个的“细胞”经4次有丝分裂产生了16个互连细胞（interconnected cell），连接处称为胞质桥（cytoplasmic bridges）或称为环沟（ring canals）每个细胞有2，3或个胞质桥。具有4个胞质桥的2个细胞中的一个经减数分裂变成卵母细胞，另外15个细胞成为滋养细胞。滋养细胞胞质中的蛋白和RNA可以通过胞质桥输入卵母细胞。这种物质的积累占了卵的大部分体积，胞质连接一端接卵母细胞，这端就成了卵的前端。

二.果蝇的早期发育
受精卵开始发育产生了发育命运不同的细胞。早期发育的问题是要了解不对称性（asymmetry）是如何产生的。从几个细胞怎样起始分裂，从一个细胞怎样产生另一些不同性质的细胞？不同的生物不对称性也是不同的，在哺乳动物中，卵本身是同源的，产生不对称性是取决于起始分裂周期的过程。而在果蝇中卵一开始其细胞质内的成份分布就是不均一的。经过发育产生了进一步差异。
发育的分子基础将要通过基因表达的模式，即通过特殊的基因产生来描叙每种类型细胞的分化。控制基因表达的基本手段是转录，而可以调节转录的一些成份提供了一类重要的发育调节物。我们可以把转录调节蛋白中的活性的变化包括在内，它们可能起到改变启动子区域的作用，调节增强子的活性，或者可能抑制转录因子的活性。然而转录的调节蛋白常是一种DNA-结合蛋白，常激活特殊启动子或增强子。
这些调节物以系统的方式被打开或被关闭，形成了黑腹果蝇中决定身体各部分发育的途径。这一基本原理是卵开始时的不均一性的结果。不均一的物质成为基因控制物，因此卵的特殊区域获得不同的肽，这就意味着不对称的物质成为4个不同系统中基因表达的控制物。这4个系统在昆虫的卵中已被描述，它可能涉及卵中转录或翻译控制因子的定位，或涉及这些因子活性控制的定位，但结果都是相同的－实现基因表达的时序调节。
发育的启始阶段与下阶段相连接，在起始阶段中已发现了部分胚胎决定，胚的不同区域已限定将发育成身体的特殊部分。调节此过程的基因若发生突变会导致身体某一部分的缺失、重复或发育成身体的另一部分的表型而被鉴别出来，这些基因座位成为具有“开关”功能的调节基因的主要候选者，很多已被已被分离，它们的产物是转录的调节物。这些基因以级联调控的方式作用另一些基因。但它们也作用另一些控制模式形成的基因。它们的靶基因常编码激酶、细胞骨架因子、分泌蛋白和跨膜受体。
观察整个的过程我们将看到分别在不同的胚胎区域建立了不同的转录模式，产生了级联调控。一个基因在一个阶段打开或关闭，其本身又控制了另一个基因在下一阶段的表达。其共同的特点是调节蛋白是转录因子，它们调节另一些转录因子的表达。这在果蝇和线虫的性别决定中表现得十分典型。正如在原核生物中那样调节蛋白和靶基因之间的关系是调节物识别靶基因启动子（或增强子）DNA上的一个短的序列。对于特殊调节的靶序列都可以通过它们的一致顺序加以鉴别。
从一个受精卵发育成一个成体生物是按照一种预先决定的途径，在此途经中特殊的基因被打开，又在特殊的时间被关闭。从机制的剖析中，人们掌握了控制转录的大部分信息。当然基因调节还涉及到另一类型的信号，包括细胞群之间的细胞与细胞的相互作用。
细胞发育的机制在不同物种中是不同的，但可以用果蝇作为模型来推论发育的基本原理，以期帮助人们了解其它生物发育的机制，即级联调节决定了胚胎细胞中基因表达的模式直至发育成为成体。另外在不同种的相关生物中同源基因在发育中发挥的作用也是相关的。虽然果蝇和哺乳动物的胚胎结构是不同的，但调控的方式相同。
和发育调控有关的基因是通过突变加以鉴别的。有的突变导致在早期发育中致死，有的导致产生异常的结构。影响到身体特殊部位发育的突变引起人们的注意，因为身体某部分的结构是复杂的，需要包括很多基因在内的一套特殊基因的表达。一个基因的改变引起了整个身体某部分的结构的变化，因而可以推测这个基因可能是一个调控基因，担负着发育途经之间的“开关”或选择的作用。在果蝇中体节是作为身体的一部分来进行分析的，在成蝇中能找到它的相应部分。突变可以分为三组，通过它们对分节结构的作用来划分：
（1）母体基因（maternal genes）：通过母体在卵母细胞中表达，它们可能对成熟的卵母细胞起作用或者在早期胚中起作用；
（2）分节基因（segmentation genes）：在受精后表达，这些基因的突变会改变体节的数目或极性。分节基因同分为3组，连续作用胚胎的较小区域；
（3）同源异形基因（homeotic genes）：控制体节的特征，而对其数目，大小和极性不起作用。这些基因的突变会导致身体的一部分发育成另一部分的表型。
每一组基因的作用是使胚胎特异部分的特点逐步连续地显现出来。母体基因作用卵中的广泛区域，其产物的分布差异控制了分节基因的表达；分节基因分划体节界线，同时同源异形基因控制体节的特征的发育。
果蝇的发育主要分三个阶段：卵、幼虫和成体果蝇。在发育的开始在卵中沿着前后轴（anterior-posterior）和背腹轴（dorsal-vontral）建立一个梯度。卵的前端将成为成蝇的头，而未端将成其尾。背侧在上方腹侧在下方。受精卵中的蛋白和RNA分子分布不均产生了这种梯度。一旦受精，此梯度立即建立起来，它控制着前后轴的发育，稍晚一些才建立背腹轴梯度。前后轴系统沿着幼虫的体长控制位置信息，而同时腹背系统调节组织的分化，即特殊胚胎组织的特化，此包括中胚层、经神外胚层和背部外胚层。
昆虫的发育涉及到幼虫和成虫两种不同的结构。第一部分的发育是和幼虫有关。然后幼虫变态成为果蝇。这就意味着胚（幼虫）的结构和成体（果蝇）的结构明显不同。此和哺乳动物不同，哺乳动物胚胎的各个部分发育为成体的相应部分。当果蝇幼虫发育时形成幼虫身体的某一部分，但并不产生成体的组织，而身体的另一些部分将会变态成为成体的结构。虽然昆虫和脊椎动物的两者的发育是不同的，但在发育过程中存在着普遍的原理。我们就是要揭示二者发育调节的相关性。
胚胎中不连续的区域和成体身体的某一部分是相对应的。在幼虫的体表出现一些细的“节”。这是一种特殊的模式。这种模式具有前后轴和背腹轴决定的一些特点：
（1）沿着前后轴的“节”形成不连续的带，每一条带都和成蝇的体节相对应。即11条带与成体的11个体节相对应。
（2）沿着背腹轴，从腹部向背部延伸，腹部比较宽，背部比较细。
虽然这种带的信息只存在于幼虫的体表，但它的结构是胚中两个轴形成的全部特征。果蝇发育中很多突变表型的分析都是根据延着两个轴的带形的变异来命名。
卵的梯度和成体体节之间的差异给我们提出了一些重要的问题？卵内的梯度怎样会使细胞产生不连续的差异？从一种梯度怎么会产生大量分开的分隔。梯度的特点及其影响胚胎中各种细胞发育的能力决于果蝇发育的某些特异反应的特点。早期阶段的发育：受精卵具有雄前核和雌前核两个核，后端的区域称为极质（polar plasm），前9次分裂核都在共同的胞质中。在第7次分裂时有的核就移到极质中，第9次分裂后核向四周迁移并分裂，在卵的周边形成了一层核，然后进行4次分裂，以后形成体细胞。直到细胞形成前许多核仍存在一个共同的胞质中。在细胞的囊胚的阶段首先是不连续的间隔变得明显，此时卵的特殊区域被决定发育成特殊类型的特殊结构。在这个过程的一开始核迁移到卵的四周，形成了单层囊胚。但它们并不存在预先限定区域的方式。它们在囊胚的所在位置决定了它们的后代细胞将分化成什么类型的细胞。一个核通过前后轴和背复轴的影响决定在胚中的位置和相应的行为。