イナゴ Palp 触角 Basiconica の単一ゴキブリ録音
Summary
昆虫の口器の palps で単一ゴキブリ触角 basiconica から録音の詳細と非常に効果的なプロトコルについて述べる。
Abstract
イナゴ口器の palps はローカストの食品の選択、特に非揮発性化学手がかり (旧称ターミナル ワモンゴキブリ触角 chaetica の検出のために重要な役割を果たして従来の味覚器官と見なされますまたは紋付き触角)。今増加するこれらの palps も嗅覚機能があること証拠があります。嗅覚受容体 (LmigOR2) と匂い物質結合蛋白質 (LmigOBP1) にローカライズされているニューロンおよびアクセサリー細胞でそれぞれ palps の触角 basiconica。単一のゴキブリ (SSR) の記録は、特定の嗅覚の受容器のアクティブな配位子をスクリーニングするための効果的な方法である嗅覚受容体ニューロンの応答を記録するため使用されます。SSR は palp 触角嗅覚受容体の機能解析に使用されます。Palps のドームにある触角 basiconica の構造は、これらのアンテナの構造からは多少異なります。したがって、匂いによって誘発される SSR を実行すると、いくつか具体的なアドバイスは最適な結果を得るために有用かもしれません。昆虫 palp 触角 basiconica から SSR の詳細と非常に効果的なプロトコルを導入する.
Introduction
動物には、外因性化学手掛かりを感じる嗅覚器官の範囲が進化してきました。昆虫で最も重要な嗅覚器官がアンテナと palps です。これらの臓器に嗅覚の触角と呼ばれる、化学感覚毛のいくつかの種類は、毛の嗅覚ニューロン (CSNs) によって支配されています。嗅覚の触角の CSNs 認識中枢神経系1,報2,3 まで転送されるその後の電位に化学的刺激に対するシグナル伝達を介して特定の化学手掛かり.
CSNs エクスプレス様々 な嗅覚受容 [例えば、嗅覚受容体 (ORs)]、イオン型受容体 (IRs) とそのの種類に関連付けられている外因性化学手掛かりをエンコード、膜上の味覚受容体 (GRs)4,5,6。CSNs の特性は、昆虫化学受容の分子・細胞メカニズムの解明への鍵です。蛾8、甲虫9、アブラムシ10, イナゴ11, 単一ゴキブリ記録 (SSR) など多くの昆虫の触角感覚の昆虫 CSNs のキャラクタリゼーション ハエ7のため広く使われている手法ですが、今とアリ12。その触角の特定の構造を作るのでただし、いくつかの研究、SSR 昆虫 palps13,14,15,16,17に適用が、電気生理学的記録困難18。
イナゴ (直翅目) は、しばしば深刻な農作物被害と経済的損失19を引き起こします。Palps はイナゴ20,21,22,23,24の食品の選択に重要な役割を果たすと考えられています。走査型電子顕微鏡 (SEM)、嗅覚の触角の 2 種類を調べた。通常、イナゴ palps18の各ドーム、350 触角 chaetica と 7-8 触角 basiconica を観察します。触角 chaetica が非揮発性化学手掛かりを感じる味覚のワモンゴキブリ触角 basiconica 揮発性化学手掛かりを感知、嗅覚機能があります。
イナゴ palps 触角 basiconica (ca. 12 μ m) の髪ソケットの直径は触角 chaetica のそれらよりはるかに大きい (ca. 8 μ m)18,25。Palps で触角 basiconica のクチクラの壁は触角感覚18のそれよりもはるかに厚いです。さらに、palp のドームは柔軟性の高いキューティクル内流体の内容です。これらの特性は、電極と良好な電気生理学的信号の集録と浸透が触角感覚のよりも難しいという意味します。本稿でビデオ イナゴ palp 触角 basiconica の詳細と非常に効果的な SSR のプロトコルが表示されます。
Protocol
1. 楽器や昆虫の準備 タングステン電極と刺激のソリューションの準備 マイクロマニピュレーターに新しいタングステン ワイヤ (0.125 mm の直径、長さ 75 mm) を修正し、10 V (40 倍) 顕微鏡の下で約 1 分の電源供給によって提供されるで注射器で 10% (w/v) ナトリウム亜硝酸塩 (ナノ2) ソリューションでそれを磨きます。 繰り返し 10% ナノ2ソリュー…
Representative Results
イナゴ上顎 palp 上の 2 つの触角サブタイプ (pb1 ・ pb2) は、化学の匂い (10 %1-ノナノールと 10% ノナン酸) に異なる応答ダイナミクスに基づいて識別されます。Pb1 のニューロンは、1-ノナノール pb2 のニューロン中ノナン酸が大幅 1-ノナノール ノナン酸 (図 4) と比較して少ない活性化よりもはるかに大きなスパイクを生成します。ヘキサナールと E-?…
Discussion
昆虫は palps 食べ物のにおいを検出するために依存して、palps スペシエーション13,27で重要な役割を果たすと考えられています。Palps は単純な嗅覚器官であり、脳分子の探査のための魅力的なモデルは、基になるその28をネットワークとして注目を受けています。
昆虫昆虫および palp SSRs 正常に行った、キイ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、中国の国家自然科学基金 (No.31472037) からの助成金によってサポートされます。商号またはこの資料の商用製品の一切の言及は特定の情報を提供する目的、勧告とは限りません。
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).
Cite This Article
Li, H., You, Y., Zhang, L. Single Sensillum Recordings for Locust Palp Sensilla Basiconica. J. Vis. Exp. (136), e57863, doi:10.3791/57863 (2018).