تسجيلات سينسيلوم واحدة للجراد المالي سينسيلا باسيكونيكا
Summary
وتصف هذه الورقة بروتوكول مفصل وفعالة للغاية لتسجيلات سينسيلوم واحد من باسيكونيكا سينسيلا على بالبس من الحشرات فمها.
Abstract
تعتبر بالبس فمها الجراد الأجهزة تطرب التقليدية، التي تلعب دوراً مهما في اختيار الأغذية الجراد، وبخاصة للكشف عن الإشارات الكيميائية غير متغير عن طريق تشايتيكا سينسيلا (المسمى سابقا سينسيلا المحطة الطرفية أو متوج سينسيلا). وهناك الآن تزايد الأدلة على أن هذه بالبس لها أيضا وظيفة حاسة الشم. مستقبلات الرائحة (LmigOR2) وملزم الرائحة بروتين (LmigOBP1) قد تم مترجمة في الخلايا العصبية والخلايا التبعي، على التوالي، في باسيكونيكا سينسيلا بالبس. واحد سينسيلوم تسجيل (SSR) يستخدم لتسجيل استجابات الخلايا العصبية مستقبلات الرائحة، وهو وسيلة فعالة لفحص يغاندس النشطة على مستقبلات الرائحة محددة. وتستخدم الاشتراكية السوفياتية في الدراسات الفنية من مستقبلات الرائحة في سينسيلا المالي. هيكل باسيكونيكا سينسيلا الموجود على قبة بالبس تختلف بعض الشيء عن هيكل تلك على الهوائيات. ولذلك، عند القيام إصلاح قطاع الأمن أودورانتس، بعض النصائح محددة قد تكون مفيدة للحصول على أفضل النتائج. في هذه الورقة، هو عرض بروتوكول مفصلة وفعالة للغاية إصلاح قطاع الأمن من الحشرات المالي سينسيلا باسيكونيكا.
Introduction
وقد تطورت الحيوانات مجموعة من أجهزة تشيموسينسوري أن معنى الرموز الكيميائية خارجية. في الحشرات، هي أهم الأجهزة تشيموسينسوري الهوائيات وبالبس. في هذه الأجهزة، يتم معصب عدة أنواع من الشعر تشيموسينسوري، سينسيلا تشيموسينسوري، ودعا بالخلايا العصبية تشيموسينسوري (المذكرات) داخل الشعر. مذكرات في سينسيلا تشيموسينسوري الاعتراف بالإشارات الكيميائية المحددة عن طريق توصيل الإشارة من المحفزات الكيميائية بالإمكانات الكهربائية التي يتم نقلها في وقت لاحق حتى أنظمة العصبي المركزي1،2،3 .
مذكرات التعبير عن مختلف تشيموسينسوري مستقبلات [مثلاً، مستقبلات الرائحة (أملاح الإماهة الفموية)]، إيونوتروبيك المستقبلات (IRs)، ومستقبلات تذوق (الموارد الوراثية) في هذه الأغشية، التي ترميز خارجية الإشارات الكيميائية المرتبطة بأنواع مختلفة من تشيموسينسيشن 45،،6. وصف مذكرات هو المفتاح للكشف عن الآليات الجزيئية والخلوية للحشرات تشيموريسيبشن. الآن تسجيل سينسيلوم واحد (SSR) تقنية تستخدم على نطاق واسع لوصف الحشرة مذكرات في سينسيلا باللوامس للعديد من الحشرات، بما في ذلك الذباب7، خنافس العث8،9،10من المن،11من الجراد، و 12من النمل. ومع ذلك، طبقت دراسات قليلة إصلاح قطاع الأمن للحشرات بالبس13،14،15،،من1617، نظراً لجعل هياكل خاصة بهم سينسيلا تسجيل الكهربية صعبة18.
أسراب الجراد (أورثوبتيرا) غالباً ما تسبب أضرار خطيرة المحاصيل والخسائر الاقتصادية19. ويعتقد palps تلعب دوراً هاما في اختيار الأغذية من الجراد20،،من2122،،من2324. بالمسح الإلكتروني المجهري (SEM) التحقيق في نوعين من سينسيلا تشيموسينسوري. عادة، يتم مراعاة كاتيكا سينسيلا 350 وباسيكونيكا سينسيلا 7-8 في كل قبة palps الجراد18. كاتيكا سينسيلا هي سينسيلا تطرب أن معنى الرموز الكيميائية غير متقلبة، في حين باسيكونيكا سينسيلا وظيفة حاسة الشم، والاستشعار من الإشارات الكيميائية المتطايرة.
في palps الجراد، أقطار مأخذ الشعر من باسيكونيكا سينسيلا (ca. 12 ميكرومتر)، أكبر بكثير من تلك التي كاتيكا سينسيلا (ca. 8 ميكرومتر)18،25. الجدار كوتيكولار من باسيكونيكا سينسيلا على بالبس أكثر سمكا كثيرا من أن سينسيلا باللوامس18. وبالإضافة إلى ذلك، قد قبة المالي محتويات السوائل داخل بشرة مرنة للغاية. وهذه الخصائص يعني أن اختراق مع ميكروليكترودي وامتلاك الإشارات الكهربية الجيدة أكثر صعوبة من أجل سينسيلا باللوامس. في هذه الورقة، يقدم بروتوكول الاشتراكية السوفياتية مفصلة وفعالة للغاية للجراد المالي سينسيلا باسيكونيكا مع فيديو.
Protocol
Representative Results
Discussion
الحشرات تعتمد على بالبس لكشف روائح المواد الغذائية، وبها بالبس ويعتقد أن تلعب دوراً هاما في انتواع13،27. Palps أجهزة الشم بسيطة وهي تلقي اهتماما متزايداً كنموذج جذاب للاستكشاف نيوروموليكولار الشبكات الأساسية تشيموسينسيشن28.
حشرة ل?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويدعم هذا العمل بمنحه من “مؤسسة العلوم الطبيعية الوطنية الصينية” (No.31472037). أي ذكر للأسماء التجارية أو المنتجات التجارية في هذه المادة هو فقط لغرض توفير معلومات محددة ولا ينطوي توصية.
Materials
| Tungsten wire | ADVENT | W559504 | Used for making the electrode and fixing the palp |
| NaNO2 | Sigma-aldrich | 563218-25G | Used for sharpening the tungsten wire |
| AC Power Supply | Syntech | A2-70 | Providing the voltage in sharpening the tungsten wire |
| Stereoscope | Motic | SMZ-163 | Used for observing the sharpening of tungsten wire |
| Microscope | Olympus | W-51 | Used for observing the sensilla on locust maxillary palp |
| Intelligent Data Acquisition Controller | Syntech | IDAC-4 | Real-time on screen display of all signals before and during recording |
| Stimulus controller | Syntech | CS-55 | Used for controlling the stimulus application |
| Electronic micromanipulator | C.M.D.T | CFT-8301D | Used for minor movement of the recording electrode |
| Micromanipulator | Narishige | MN-151 | Used for minor movement of the reference electrode |
| Speaker | EDIFIER | R101T06 | Connected with IDAC-4 and providing sound for the signal |
| Magnetic base | PDOK | PD-101 | Used to hold the electrode, and stimulus delivery tube |
| Vibration Isolation Table | TianHe | HAP-100-1208 | Used for isolating the vibration from the equipment |
| Glass slide | CITOGLAS | ZBP-407 | Used for making the base for the MPH |
| Blu-tack | Bostik | Blu-tack-45g | Fixing the tungsten wire |
| Pasteur tube | YARE | WITEG | Placing the filter paper containing stimuli solutions |
References
- Carey, A. F., Carlson, J. R. Insect olfaction from model systems to disease control. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (32), 12987-12995 (2011).
- Leal, W. S. Odorant reception in insects: roles of receptors, binding proteins, and degrading enzymes. Annual Review of Entomology. 58, 373-391 (2013).
- Zhang, J., Walker, W. B., Wang, G. Pheromone reception in moths: from molecules to behaviors. Progress in Molecular Biology and Translational Science. 130, 109-128 (2015).
- Vosshall, L. B., Amrein, H., Morozov, P. S., Rzhetsky, A., Axel, R. A spatial map of olfactory receptor expression in the Drosophila antenna. Cell. 96 (5), 725-736 (1999).
- Benton, R., Vannice, K. S., Gomez-Diaz, C., Vosshall, L. B. Variant ionotropic glutamate receptors as chemosensory receptors in Drosophila. Cell. 136 (1), 149-162 (2009).
- Vosshall, L. B., Stocker, R. F. Molecular architecture of smell and taste in Drosophila. Annual Review of Neuroscience. 30, 505-533 (2007).
- de Bruyne, M., Foster, K., Carlson, J. R. Odor coding in the Drosophila antenna. Neuron. 30, 537-552 (2001).
- Roelofs, W., et al. Sex pheromone production and perception in European corn borer moths is determined by both autosomal and sex-linked genes. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 84 (21), 7585-7589 (1987).
- Larsson, M. C., Leal, W. S., Hansson, B. S. Olfactory receptor neurons detecting plant odours and male volatiles in Anomala cuprea beetles (Coleoptera: Scarabaeidae). Journal of Insect Physiology. 47 (9), 1065-1076 (2001).
- Zhang, R., et al. Molecular basis of alarm pheromone detection in aphids. Current Biology. 27 (1), 55-61 (2017).
- Cui, X., Wu, C., Zhang, L. Electrophysiological response patterns of 16 olfactory neurons from the trichoid sensilla to odorant from fecal volatiles in the locust, Locusta migratoria manilensis. Archives of Insect Biochemistry and Physiology. 77 (2), 45-57 (2011).
- Sharma, K. R., et al. Cuticular hydrocarbon pheromones for social behavior and their coding in the ant antenna. Cell Reports. 12 (8), 1261-1271 (2015).
- de Bruyne, M., Clyne, P. J., Carlson, J. R. Odor coding in a model olfactory organ: the Drosophila maxillary palp. Journal of Neuroscience. 19 (11), 4520-4532 (1999).
- Syed, Z., Leal, W. S. Maxillary palps are broad spectrum odorant detectors in Culex quinquefasciatus. Chemical Senses. 32 (8), 727-738 (2007).
- Lu, T., et al. Odor coding in the maxillary palp of the malaria vector mosquito Anopheles gambiae. Current Biology. 17 (18), 1533-1544 (2007).
- Pellegrino, M., Nakagawa, T., Vosshall, L. B. Single sensillum recordings in the insects Drosophila melanogaster and Anopheles gambiae. Journal of Visualized Experiments. 36, e1725 (2010).
- Grant, A. J., Wigton, B. E., Aghajanian, J. G., O’Connell, R. J. Electrophysiological responses of receptor neurons in mosquito maxillary palp sensilla to carbon dioxide. Journal of Comparative Physiology A. 177 (4), 389-396 (1995).
- Blaney, W. The ultrastructure of an olfactory sensillum on the maxillary palps of Locusta migratoria (L.). Cell and Tissue Research. 184 (3), 397-409 (1977).
- Hassanali, A., Njagi, P. G. N., Bashir, M. O. Chemical ecology of locusts and related acridids. Annual Review of Entomology. 50, 223-245 (2005).
- Chapman, R. F. Contact chemoreception in feeding by phytophagous insects. Annual Review of Entomology. 48, 455-484 (2003).
- Chapman, R. F., Sword, G. The importance of palpation in food selection by a polyphagous grasshopper (Orthoptera: Acrididae). Journal of Insect Behavior. 6, 79-91 (1993).
- Winstanley, C., Blaney, W. Chemosensory mechanisms of locusts in relation to feeding. Entomologia Experimentalis et Applicata. 24, 750-758 (1978).
- Blaney, W., Duckett, A. The significance of palpation by the maxillary palps of Locusta migratoria (L.): an electrophysiological and behavioural study. Journal of Experimental Biology. 63, 701-712 (1975).
- Blaney, W. Electrophysiological responses of the terminal sensilla on the maxillary palps of Locusta migratoria (L.) to some electrolytes and non-electrolytes. Journal of Experimental Biology. 60, 275-293 (1974).
- Jin, X., Zhang, S., Zhang, L. Expression of odorant-binding and chemosensory proteins and spatial map of chemosensilla on labial palps of Locusta migratoria (Orthoptera: Acrididae). Anthropod Structure & Development. 35 (1), 47-56 (2006).
- Zhang, L., Li, H., Zhang, L. Two olfactory pathways to detect aldehydes on locust mouthpart. International Journal of Biological Sciences. 13 (6), 759-771 (2017).
- Dweck, H. K. M., et al. Olfactory channels associated with the Drosophila maxillary palp mediate short- and long-range attraction. eLife. 5, e14925 (2016).
- Bohbot, J. D., Sparks, J. T., Dickens, J. C. The maxillary palp of Aedes aegypti, a model of multisensory Integration. Insect Biochemistry and Molecular Biology. 48, 29-39 (2014).
- Delventhal, R., Kiely, A., Carlson, J. R. Electrophysiological recording from Drosophila labellar taste sensilla. Journal of Visualized Experiments. 84, e51355 (2014).
- Ng, R., Lin, H. H., Wang, J. W., Su, C. Y. Electrophysiological recording from Drosophila trichoid sensilla in response to odorants of low volatility. Journal of Visualized Experiments. 125, e56147 (2017).
- Syed, Z., Leal, W. S. Electrophysiological measurements from a moth olfactory system. Journal of Visualized Experiments. 49, e2489 (2011).
- Saha, D., Leong, K., Katta, N., Raman, B. Multi-unit recording methods to characterize neural activity in the locust (Schistocerca Americana) olfactory circuits. Journal of Visualized Experiments. 71, e50139 (2013).
- Liu, F., Liu, N. Using single sensillum recording to detect olfactory neuron responses of bed bugs to semiochemicals. Journal of Visualized Experiments. 107, e53337 (2016).
