يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

تسجيلات سينسيلوم واحدة للجراد المالي سينسيلا باسيكونيكا

8.2K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/57863

⸱

يونيو 23, 2018

 ,  , 
1Department of Entomology, China Agricultural University, 2Bio-tech Research Center, Shandong Academy of Agricultural Sciences

في هذه المقالة

ملخص

وتصف هذه الورقة بروتوكول مفصل وفعالة للغاية لتسجيلات سينسيلوم واحد من باسيكونيكا سينسيلا على بالبس من الحشرات فمها.

الملخص

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.

المقدمة

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.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

1-إعداد الصكوك والحشرات

  1. إعداد التنغستن الأقطاب الكهربائية والمحفزات الحلول
    1. إصلاح سلك تنغستن جديدة (قطر 0.125 مم وطول 75 مم) إلى ميكرومانيبولاتور وشحذ في محلول 10% (w/v) والنتريت (نانو2) صوديوم في حقنه في 10 الخامس المقدمة من إمدادات طاقة لحوالي 1 دقيقة تحت ستيريوميكروسكوبي (40 X التكبير).
    2. تراجع سلك التنغستن شحذ مرارا وتكرارا إلى 10% نانو2 الحل، حوالي 4 ملم في 5 الخامس في < 1 دقيقة (الشكل 1A).
    3. دراسة قطر تلميح التنغستن شحذ غالباً تحت ستيريوميكروسكوبي حتى أنه بخير ما فيه الكفاية لاختراق بشرة الجراد المالي سينسيلوم حاسة الشم (الشكل 1B).
    4. إعداد الحلول التحفيز. تمييع كل المواد الكيميائية التحفيز في الزيوت المعدنية. 1-نونانول مخفف وحمض نونانويك في تخفيف نسبة 10 في المائة. تمييع ه-2-هيكسينال وهيكسانال على 10-2و 10-3، 10-4و 10-5.
    5. إعداد باستور أنابيب تحمل المحفزات: إدراج شرائح ورق الترشيح (طول 2 سم وعرض 0.5 سم) في أنابيب باستور، إضافة الحلول التحفيز المخفف (كل 10 ميليلتر) إلى ورق الترشيح الشرائط، وقم بتوصيل أنابيب باستور مع نصائح ماصة (1 مل).
  2. إعداد الحشرة
    1. الجراد من الخلف (ميجراتوريا لوكوستا) مع شتلات جديدة من القمح تحت ظروف مزدحمة في رطوبة النسبية 60% ودرجة حرارة من 28-30 درجة مئوية، وكبيرة من 18:6 ح (الضوء: الظلام). اختر من 1 إلى 3 يوم-عمرها 5th instar الحوريات الجراد وإزالة الهوائيات مع مقص جيد لتجنب أي تدخل عند التسجيل.
  3. إعداد الجراد حامل المالي فكي علوي
    1. استخدام شريحة زجاجية (25 مم × 75 مم) كقاعدة لصاحب المالي فكي علوي (ميل في الساعة). إرفاق قطعة بلاستيكية (1 مم في الارتفاع، 10 مم في العرض، 35 ملم في الطول) إلى زاوية الشريحة الزجاجية بشريط لاصق الوجهين، وأخيراً إصلاح زجاج الغطاء (18 ملم × 18 ملم) على رأس هذه القطعة البلاستيكية بشريط لاصق الوجهين. ضع قطعة صغيرة من الشريط المطاط الأحمر على الزجاج غطاء كطبقة غير قابلة للانزلاق. وتشكل قطعة البلاستيك والزجاج غطاء منهاج المالي الجراد. ارتفاع المنصة حوالي 1.5 مم.
    2. تثبيت سلك تنغستن (قطر 0.125 مم، وطول 36 ملم) على مسافة من 1.5 مم موازية إلى الداخل الحافة لمنهاج العمل. إصلاح طرفي السلك إلى ساحة بشريط لاصق الوجهين.

2-إعداد الجراد بالبس فكي علوي

  1. قطع أنبوب الطرد مركزي (1.5 مل) عمودياً في نصف وقطع الجزء السفلي. مكان الجراد في أنبوب المعدة. مغادرة المنطقة البطني ورأسه الجراد يتعرض. إصلاح الجمعية العامة على الشريحة الزجاجية بشريط لاصق الوجهين (الشكل 2A).
  2. سحب المالي الحق فكي علوي على النظام الأساسي.
  3. وضع سلك التنغستن في الجزء الرابع من المالي. ضع المعجون لاصقة على كل جانب من سلك التنغستن، حوالي 2 مم من المالي فكي علوي (الشكل 2 ألف و 2 باء).

3-واحد سينسيلوم التسجيلات

  1. مكان إعداد الجراد المالي فكي علوي تحت مجهر تكبير منخفضة (100 X). ضبط موضع الإعداد حتى المالي عمودي على مسرى التسجيل (الشكل 3A).
  2. إدراج مسرى مرجع (التنغستن القطب) في العين الجراد باستخدام ميكرومانيبولاتور. نقل التسجيل الكهربائي (التنغستن القطب) قريبة من المالي فكي علوي مع ميكرومانيبولاتور (الشكل 3 و 3 ج).
  3. ضبط الجهاز التسليم رائحة إلى حوالي 1 سم من المالي فكي علوي (الشكل 3B).
  4. فتح برنامج التسجيل التلقائي سبايك 32. تعيين معلمات التسجيل على النحو التالي: جدول تسجيل على 500 µV؛ قطع عالية من عامل التصفية على 300 هرتز، قطع منخفضة على 200 هرتز؛ وفي بريتريجير في 10 s.
  5. قم بتوصيل مسرى التسجيل 10 × العالمي كهربية مكبر للصوت.
  6. التبديل المجهر لتكبير عالية (500 X). إدراج مسرى التسجيل في قاعدة سينسيلوم باسيكونيك على المالي فكي علوي وضبط دقة مسرى التسجيل للحصول على طفرات عفوية جيدة (3D الشكل).
  7. فتح وحدة تحكم حافزا لتسليم تيار هواء مستمر في 20 مل/س. تعيين وقت التحفيز لإشارات سجل س 1 ل 10 ق، ابتداء من 10 s قبل بداية نبض التحفيز.
  8. استخدام مكبر الصوت كهربية عالمي 10 x لتضخيم الإشارات. تغذية الإشارات في 4 إيداك. تحليل الإشارات مع البرنامج 32 سبايك السيارات. إشارات AC الفرقة-تمرير تصفية بين 200 إلى 300 هرتز. استخدام السيارات سبايك 32 لتمييز ستريك الذروة للحوض من الضوضاء. حساب الردود الواردة من الخلايا العصبية كالزيادات في إمكانات العمل ترددات (طفرات في الثانية الواحدة) على مدى الترددات عفوية. إجراء تحليل إحصائي باستخدام 7 المنشور جرافباد.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

يتم تحديد اثنين من المخططات سينسيلا (pb1 و pb2) على المالي فكي علوي الجراد تقوم على ديناميات مختلفة استجابة ل odorants الكيميائية (10% 1-نونانول وحمض نونانويك 10%). الخلايا العصبية في pb1 تنتج أكثر بكثير من طفرات إلى 1-نونانول مما لحمض نونانويك بينما الخلايا العصبية في pb2 هي إلى حد كبير أقل تنشيطه بواسطة 1-نونانول مقارنة مع حمض نونانويك (الشكل 4). يمكن أن تثير هيكسانال وهاء-2-هيكسينال المالي الجراد فتح استجابة (البرتغال)26. هيكسانال ج...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

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 لأبيلار و SSRs المالي قد أجريت بنجاح على melanogaster المورفولوجيةو Anopheles gambiae Culex quinquefasciatus13،

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

شكر وتقدير

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.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
سلك التنغستنADVENTW559504تستخدم لصنع القطب الكهربائي وتثبيت Palp
NaNO 2< / sub>Sigma-aldrich563218-25Gتستخدم لشحذ سلك التنغستن
AC مصدر طاقةSyntechA2-70توفير الجهد في شحذ سلك التنغستن
مجسمMoticSMZ-163يستخدم لمراقبة شحذ مجهر سلك التنغستن
أوليمبوسW-51يستخدم لمراقبة الحسية على الجراد الفكي
العلوي وحدة التحكم الذكية في الحصول على البياناتSyntechIDAC-4الوقت الحقيقي على شاشة عرض جميع الإشارات قبل وأثناء التسجيل
وحدة تحكم التحفيزSyntechCS-55تستخدم للتحكم في تطبيق التحفيز
الإلكتروني معالج دقيقC.M.D.TCFT-8301Dيستخدم للحركة الطفيفة لقطب التسجيل
MicromanipulatorNarishigeMN-151يستخدم للحركة الطفيفة للقطب المرجعي
مكبرالصوت EDIFIERR101T06متصل ب IDAC-4 ويوفر الصوت
للإشارة القاعدة المغناطيسيةPDOKPD-101تستخدم لحمل القطب الكهربائي وأنبوب توصيل التحفيز
طاولة عزل الاهتزازTianHeHAP-100-1208تستخدم لعزل الاهتزاز عن المعدات شريحة
زجاجيةCITOGLASZBP-407تستخدم لصنع قاعدة MPH
Blu-tackBostikBlu-tack-45gتثبيت سلك التنغستن
أنبوب باستورYAREWITEGوضع ورق الترشيح الذي يحتوي على محاليل تحفيز التحفيز
في

المراجع

  1. 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).
  2. Leal, W. S. Odorant reception in insects: roles of receptors, binding proteins, and degrading enzymes. Annual Review of Entomology. 58, 373-391 (2013).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. Vosshall, L. B., Stocker, R. F. Molecular architecture of smell and taste in Drosophila. Annual Review of Neuroscience. 30, 505-533 (2007).
  7. de Bruyne, M., Foster, K., Carlson, J. R. Odor coding in the Drosophila antenna. Neuron. 30, 537-552 (2001).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Zhang, R., et al. Molecular basis of alarm pheromone detection in aphids. Current Biology. 27 (1), 55-61 (2017).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. Syed, Z., Leal, W. S. Maxillary palps are broad spectrum odorant detectors in Culex quinquefasciatus. Chemical Senses. 32 (8), 727-738 (2007).
  15. Lu, T., et al. Odor coding in the maxillary palp of the malaria vector mosquito Anopheles gambiae. Current Biology. 17 (18), 1533-1544 (2007).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. Hassanali, A., Njagi, P. G. N., Bashir, M. O. Chemical ecology of locusts and related acridids. Annual Review of Entomology. 50, 223-245 (2005).
  20. Chapman, R. F. Contact chemoreception in feeding by phytophagous insects. Annual Review of Entomology. 48, 455-484 (2003).
  21. 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).
  22. Winstanley, C., Blaney, W. Chemosensory mechanisms of locusts in relation to feeding. Entomologia Experimentalis et Applicata. 24, 750-758 (1978).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. Dweck, H. K. M., et al. Olfactory channels associated with the Drosophila maxillary palp mediate short- and long-range attraction. eLife. 5, e14925(2016).
  28. 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).
  29. Delventhal, R., Kiely, A., Carlson, J. R. Electrophysiological recording from Drosophila labellar taste sensilla. Journal of Visualized Experiments. 84, e51355(2014).
  30. 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).
  31. Syed, Z., Leal, W. S. Electrophysiological measurements from a moth olfactory system. Journal of Visualized Experiments. 49, e2489(2011).
  32. 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).
  33. 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).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

تسجيل الحسيّة المنفردةقطب تنجستنمستقبل الروائحمحفز كيميائيالملمس الفكيالفيزيولوجيا الكهربائيةالشم لدى الحشراتتحضير الحسيّة
تسجيلات سينسيلوم واحدة للجراد المالي سينسيلا باسيكونيكا
تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.