Name: 蝗虫下颚触角 Basiconica 单触角记录 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-23T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 16 s
Description: 学习蝗虫下颚触角Basiconica单触角记录技术，使用钨电极记录嗅觉神经元对化学刺激的反应。该方法可揭示昆虫嗅觉处理的神经机制，为感觉生物学研究提供可靠电生理数据。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

本研究工作得到中国国家自然科学基金（编号：31472037）的资助。本文中提及的任何商品名或商业产品仅用于提供具体信息，并不构成推荐。

1. 仪器与昆虫的准备
<ol>
	<li>制备钨电极和刺激溶液
	<ol>
		<li>将一根新的钨丝（直径 0.125 mm，长度 75 mm）固定至显微操作器中，并在 10%（w/v）亚硝酸钠（NaNO₂）溶液中进行尖端处理2在体视显微镜（40倍放大）下，使用电源提供的10 V电压，将注射器中的溶液电穿孔约1分钟。</li>
		<li>将 sharpened 钨丝反复浸入 10% NaNO2 溶液，约在5 V时迁移4 mm &#60; 1 分钟（图1A).</li>
		<li>在体视显微镜下频繁检查钨丝尖端的直径，直至其足够细，能够刺入蝗虫触角嗅觉感器的角质层图1B).</li>
		<li>配制刺激溶液。将每种化学刺激物用矿物油稀释。1-非醇和壬酸稀释至10%。反-2-己烯醛和己醛稀释至10-2, 10-3, 10-4，和10-5.</li>
		<li>准备装有刺激物的巴斯德管：将滤纸条（长2 cm，宽0.5 cm）插入巴斯德管中，每条滤纸加入10 µl稀释后的刺激溶液，然后用1 ml移液器吸头封住巴斯德管口。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>准备昆虫
	<ol>
		<li>后部的蝗虫飞蝗在相对湿度60%、温度28–30 °C、光周期18:6 h（光照：黑暗）的条件下，使用新鲜的小麦幼苗在拥挤环境中培养。选取1至3日龄的5th 二龄蝗虫若虫，用精细剪刀去除触角，以避免记录时产生干扰。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>准备蝗虫上颚须固定器
	<ol>
		<li>使用载玻片（25 mm × 75 mm）作为上颚须固定器（MPH）的基底。用双面胶带将一块塑料片（高1 mm，宽10 mm，长35 mm）固定在载玻片的一角，再用双面胶带将盖玻片（18 mm × 18 mm）固定在塑料片上方。在盖玻片上放置一小块红色橡胶胶带作为防滑层。塑料片与盖玻片共同构成蝗虫须的承载平台，平台高度约为1.5 mm。</li>
		<li>在平台内侧边缘平行距离1.5 mm处安装一根钨丝（直径0.125 mm，长度36 mm）。使用双面胶带将钨丝两端固定在平台上。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. 蝗虫上颚须的制备
<ol>
	<li>将离心管（1.5 ml）沿纵向切开成两半，并切除底部。将蝗虫放入制备好的管中，使蝗虫的腹面和头部暴露在外。用双面胶带将该装置固定在载玻片上（图2A）。</li>
	<li>将右侧上颚须拉至记录平台上。</li>
	<li>将钨丝放置在上颚须的第四节上。在钨丝两侧距上颚须约2 mm处各放置一团黏性固定胶（图2A 和 2B）。</li>
</ol>
3. 单感器记录
<ol>
	<li>将蝗虫上颚须标本置于显微镜下，使用低倍镜（100X）观察。调整标本位置，使上颚须与记录电极垂直（图3A）。</li>
	<li>使用显微操作器将参考电极（钨电极）插入蝗虫眼部。用显微操作器将记录电极（钨电极）移至上颚须附近（图3B 和 3C）。</li>
	<li>调节气味递送装置，使其距离上颚须约1 cm（图3B）。</li>
	<li>打开记录软件 Auto Spike 32，设置记录参数如下：记录量程为 500 µV；滤波器高截止频率为 300 Hz，低截止频率为 200 Hz；预触发时间为 10 s。</li>
	<li>将记录电极连接至10倍通用交流/直流放大器。</li>
	<li>切换显微镜至高倍镜（500X）。将记录电极插入上颚须上的一个锥形感器基部，并精细调节记录电极位置，以获得良好的自发放电峰电位（图3D）。</li>
	<li>打开刺激控制器，以20 ml/s的流速输送持续气流。设置刺激时间为1 s。记录刺激脉冲开始前10 s至结束后共10 s的信号。</li>
	<li>使用10倍通用交流/直流放大器对信号进行放大，将信号输入IDAC 4。使用Auto Spike 32软件分析信号。交流信号通过200至300 Hz的带通滤波。利用Auto Spike 32区分峰-谷振幅与噪声。将神经元反应计算为动作电位频率（每秒放电次数）相对于自发频率的增加量。使用GraphPad Prism 7进行统计分析。</li>
</ol>

<ol><li>Carey, A. F., Carlson, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Insect+olfaction+from+model+systems+to+disease+control%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Insect olfaction from model systems to disease control.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (32), 12987-12995 (2011).</li>
<li>Leal, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Odorant+reception+in+insects%3A+roles+of+receptors%2C+binding+proteins%2C+and+degrading+enzymes%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Entomology%22%5BJournal%5D)">Odorant reception in insects: roles of receptors, binding proteins, and degrading enzymes.</a> Annual Review of Entomology. 58, 373-391 (2013).</li>
<li>Zhang, J., Walker, W. B., Wang, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pheromone+reception+in+moths%3A+from+molecules+to+behaviors%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Molecular+Biology+and+Translational+Science%22%5BJournal%5D)">Pheromone reception in moths: from molecules to behaviors.</a> Progress in Molecular Biology and Translational Science. 130, 109-128 (2015).</li>
<li>Vosshall, L. B., Amrein, H., Morozov, P. S., Rzhetsky, A., Axel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+spatial+map+of+olfactory+receptor+expression+in+the+Drosophila+antenna%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">A spatial map of olfactory receptor expression in the Drosophila antenna.</a> Cell. 96 (5), 725-736 (1999).</li>
<li>Benton, R., Vannice, K. S., Gomez-Diaz, C., Vosshall, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Variant+ionotropic+glutamate+receptors+as+chemosensory+receptors+in+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Variant ionotropic glutamate receptors as chemosensory receptors in Drosophila.</a> Cell. 136 (1), 149-162 (2009).</li>
<li>Vosshall, L. B., Stocker, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+architecture+of+smell+and+taste+in+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Molecular architecture of smell and taste in Drosophila.</a> Annual Review of Neuroscience. 30, 505-533 (2007).</li>
<li>de Bruyne, M., Foster, K., Carlson, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Odor+coding+in+the+Drosophila+antenna%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Odor coding in the Drosophila antenna.</a> Neuron. 30, 537-552 (2001).</li>
<li>Roelofs, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sex+pheromone+production+and+perception+in+European+corn+borer+moths+is+determined+by+both+autosomal+and+sex-linked+genes%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Sex pheromone production and perception in European corn borer moths is determined by both autosomal and sex-linked genes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 84 (21), 7585-7589 (1987).</li>
<li>Larsson, M. C., Leal, W. S., Hansson, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Olfactory+receptor+neurons+detecting+plant+odours+and+male+volatiles+in+Anomala+cuprea+beetles+%28Coleoptera%3A+Scarabaeidae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Insect+Physiology%22%5BJournal%5D)">Olfactory receptor neurons detecting plant odours and male volatiles in Anomala cuprea beetles (Coleoptera: Scarabaeidae).</a> Journal of Insect Physiology. 47 (9), 1065-1076 (2001).</li>
<li>Zhang, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+basis+of+alarm+pheromone+detection+in+aphids%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Biology%22%5BJournal%5D)">Molecular basis of alarm pheromone detection in aphids.</a> Current Biology. 27 (1), 55-61 (2017).</li>
<li>Cui, X., Wu, C., Zhang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+response+patterns+of+16+olfactory+neurons+from+the+trichoid+sensilla+to+odorant+from+fecal+volatiles+in+the+locust%2C+Locusta+migratoria+manilensis%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Insect+Biochemistry+and+Physiology%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological response patterns of 16 olfactory neurons from the trichoid sensilla to odorant from fecal volatiles in the locust, Locusta migratoria manilensis.</a> Archives of Insect Biochemistry and Physiology. 77 (2), 45-57 (2011).</li>
<li>Sharma, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cuticular+hydrocarbon+pheromones+for+social+behavior+and+their+coding+in+the+ant+antenna%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Reports%22%5BJournal%5D)">Cuticular hydrocarbon pheromones for social behavior and their coding in the ant antenna.</a> Cell Reports. 12 (8), 1261-1271 (2015).</li>
<li>de Bruyne, M., Clyne, P. J., Carlson, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Odor+coding+in+a+model+olfactory+organ%3A+the+Drosophila+maxillary+palp%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Odor coding in a model olfactory organ: the Drosophila maxillary palp.</a> Journal of Neuroscience. 19 (11), 4520-4532 (1999).</li>
<li>Syed, Z., Leal, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maxillary+palps+are+broad+spectrum+odorant+detectors+in+Culex+quinquefasciatus%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Senses%22%5BJournal%5D)">Maxillary palps are broad spectrum odorant detectors in Culex quinquefasciatus.</a> Chemical Senses. 32 (8), 727-738 (2007).</li>
<li>Lu, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Odor+coding+in+the+maxillary+palp+of+the+malaria+vector+mosquito+Anopheles+gambiae%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Biology%22%5BJournal%5D)">Odor coding in the maxillary palp of the malaria vector mosquito Anopheles gambiae.</a> Current Biology. 17 (18), 1533-1544 (2007).</li>
<li>Pellegrino, M., Nakagawa, T., Vosshall, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+sensillum+recordings+in+the+insects+Drosophila+melanogaster+and+Anopheles+gambiae%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Single sensillum recordings in the insects Drosophila melanogaster and Anopheles gambiae.</a> Journal of Visualized Experiments. 36, e1725(2010).</li>
<li>Grant, A. J., Wigton, B. E., Aghajanian, J. G., O'Connell, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+responses+of+receptor+neurons+in+mosquito+maxillary+palp+sensilla+to+carbon+dioxide%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Comparative+Physiology+A%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological responses of receptor neurons in mosquito maxillary palp sensilla to carbon dioxide.</a> Journal of Comparative Physiology A. 177 (4), 389-396 (1995).</li>
<li>Blaney, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+ultrastructure+of+an+olfactory+sensillum+on+the+maxillary+palps+of+Locusta+migratoria+%28L.%29%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+and+Tissue+Research%22%5BJournal%5D)">The ultrastructure of an olfactory sensillum on the maxillary palps of Locusta migratoria (L.).</a> Cell and Tissue Research. 184 (3), 397-409 (1977).</li>
<li>Hassanali, A., Njagi, P. G. N., Bashir, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+ecology+of+locusts+and+related+acridids%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Entomology%22%5BJournal%5D)">Chemical ecology of locusts and related acridids.</a> Annual Review of Entomology. 50, 223-245 (2005).</li>
<li>Chapman, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contact+chemoreception+in+feeding+by+phytophagous+insects%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Entomology%22%5BJournal%5D)">Contact chemoreception in feeding by phytophagous insects.</a> Annual Review of Entomology. 48, 455-484 (2003).</li>
<li>Chapman, R. F., Sword, G. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/BF01049149">The importance of palpation in food selection by a polyphagous grasshopper (Orthoptera: Acrididae).</a> Journal of Insect Behavior. 6, 79-91 (1993).</li>
<li>Winstanley, C., Blaney, W. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1570-7458.1978.tb02839.x/abstract">Chemosensory mechanisms of locusts in relation to feeding.</a> Entomologia Experimentalis et Applicata. 24, 750-758 (1978).</li>
<li>Blaney, W., Duckett, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+significance+of+palpation+by+the+maxillary+palps+of+Locusta+migratoria+%28L.%29%3A+an+electrophysiological+and+behavioural+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Biology%22%5BJournal%5D)">The significance of palpation by the maxillary palps of Locusta migratoria (L.): an electrophysiological and behavioural study.</a> Journal of Experimental Biology. 63, 701-712 (1975).</li>
<li>Blaney, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+responses+of+the+terminal+sensilla+on+the+maxillary+palps+of+Locusta+migratoria+%28L.%29+to+some+electrolytes+and+non-electrolytes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Biology%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological responses of the terminal sensilla on the maxillary palps of Locusta migratoria (L.) to some electrolytes and non-electrolytes.</a> Journal of Experimental Biology. 60, 275-293 (1974).</li>
<li>Jin, X., Zhang, S., Zhang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expression+of+odorant-binding+and+chemosensory+proteins+and+spatial+map+of+chemosensilla+on+labial+palps+of+Locusta+migratoria+%28Orthoptera%3A+Acrididae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Anthropod+Structure+%26+Development%22%5BJournal%5D)">Expression of odorant-binding and chemosensory proteins and spatial map of chemosensilla on labial palps of Locusta migratoria (Orthoptera: Acrididae).</a> Anthropod Structure & Development. 35 (1), 47-56 (2006).</li>
<li>Zhang, L., Li, H., Zhang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two+olfactory+pathways+to+detect+aldehydes+on+locust+mouthpart%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Biological+Sciences%22%5BJournal%5D)">Two olfactory pathways to detect aldehydes on locust mouthpart.</a> International Journal of Biological Sciences. 13 (6), 759-771 (2017).</li>
<li>Dweck, H. K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Olfactory+channels+associated+with+the+Drosophila+maxillary+palp+mediate+short-+and+long-range+attraction%5BTitle%5D)+AND+%22eLife%22%5BJournal%5D)">Olfactory channels associated with the Drosophila maxillary palp mediate short- and long-range attraction.</a> eLife. 5, e14925(2016).</li>
<li>Bohbot, J. D., Sparks, J. T., Dickens, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+maxillary+palp+of+Aedes+aegypti%2C+a+model+of+multisensory+Integration%5BTitle%5D)+AND+%22Insect+Biochemistry+and+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">The maxillary palp of Aedes aegypti, a model of multisensory Integration.</a> Insect Biochemistry and Molecular Biology. 48, 29-39 (2014).</li>
<li>Delventhal, R., Kiely, A., Carlson, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+recording+from+Drosophila+labellar+taste+sensilla%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological recording from Drosophila labellar taste sensilla.</a> Journal of Visualized Experiments. 84, e51355(2014).</li>
<li>Ng, R., Lin, H. H., Wang, J. W., Su, C. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+recording+from+Drosophila+trichoid+sensilla+in+response+to+odorants+of+low+volatility%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological recording from Drosophila trichoid sensilla in response to odorants of low volatility.</a> Journal of Visualized Experiments. 125, e56147(2017).</li>
<li>Syed, Z., Leal, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+measurements+from+a+moth+olfactory+system%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological measurements from a moth olfactory system.</a> Journal of Visualized Experiments. 49, e2489(2011).</li>
<li>Saha, D., Leong, K., Katta, N., Raman, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-unit+recording+methods+to+characterize+neural+activity+in+the+locust+%28Schistocerca+Americana%29+olfactory+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Multi-unit recording methods to characterize neural activity in the locust (Schistocerca Americana) olfactory circuits.</a> Journal of Visualized Experiments. 71, e50139(2013).</li>
<li>Liu, F., Liu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+single+sensillum+recording+to+detect+olfactory+neuron+responses+of+bed+bugs+to+semiochemicals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Using single sensillum recording to detect olfactory neuron responses of bed bugs to semiochemicals.</a> Journal of Visualized Experiments. 107, e53337(2016).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

昆虫依靠触须来探测食物气味，其触须被认为在物种形成过程中发挥着重要作用13,27。触须是简单的嗅觉器官，正日益成为研究化学感应背后神经分子网络的一个理想模型28。
果蝇（Drosophila melanogaster）、冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）和致倦库蚊（Culex quinquefasciatus）的唇瓣和须的单感器记录（SSR）已成功开展13,14,15,16,17，但以视频形式报道的极为少见<sup class="...

动物进化出多种化学感受器官，用于感知外界的化学信号。在昆虫中，最重要的化学感受器官是触角和须。这些器官上分布着多种称为化学感受器的化学感受毛，其内部含有化学感受神经元（CSNs）。化学感受器中的化学感受神经元通过将化学刺激转化为电信号，实现对特定化学信号的识别，并将这些电信号传递至中枢神经系统1,2,3。
化学感觉神经元（CSNs）在其细胞膜上表达多种化学感受受体[例如，气味受体（ORs）]、离子型受体（IRs）和味觉受体（GRs），这些受体可编码与不同类型化学感知相关的外源性化学信号4,5,6。对CSNs的表征是阐明昆虫化学感受细胞与分子机制的关键。目前，单感器记录技术（SSR）已被广泛用于多种昆虫触角感器中CSNs的表征研究，包括果蝇7、蛾类8、甲虫9、蚜虫10、蝗虫11和蚂蚁12。然而，将SSR技术应用于昆虫须状结构（palps）的研究较少13,14,15,16,17，因其感器的特殊结构使得电生理记录较为困难18。
蝗虫（直翅目）常成群出现，造成严重的农作物损害和经济损失19。研究表明，蝗虫的触须在其食物选择过程中可能发挥重要作用20,21,22,23,24。通过扫描电子显微镜（SEM）可观察到两种类型的化学感受感器。通常，在每一片蝗虫触须的半球形结构上可观察到约350个毛形感器和7至8个锥形感器18。毛形感器为味觉感器，用于感知非挥发性化学信号，而锥形感器则具有嗅觉功能，用于感知挥发性化学信号。
在蝗虫的触须上，锥形感器（sensilla basiconica）的毛窝直径（约 12 µm）明显大于刺形感器（sensilla chaetica）的毛窝直径（ca. 8 µm）18,25。触须上锥形感器的角质层壁比触角感器的角质层壁厚得多18。此外，触须顶端的圆顶结构内部含有液体，且被一层高度柔韧的角质层包裹。这些特征使得使用微电极穿刺并获取良好的电生理信号的难度高于触角感器。本文结合视频，介绍了一种针对蝗虫触须锥形感器的详细且高效的SSR实验方案。

<table><tbody><tr><td>钨丝</td><td>ADVENT</td><td>W559504</td><td>用于制作电极和固定触角</td></tr><tr><td>NaNO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma-aldrich</td><td>563218-25G</td><td>用于 sharpening 钨丝</td></tr><tr><td>交流电源</td><td>Syntech</td><td>A2-70</td><td>为 sharpening 钨丝提供电压</td></tr><tr><td>体视显微镜</td><td>Motic</td><td>SMZ-163</td><td>用于观察钨丝的 sharpening 过程</td></tr><tr><td>显微镜</td><td>Olympus</td><td>W-51</td><td>用于观察蝗虫上颚须上的感器</td></tr><tr><td>智能数据采集控制器</td><td>Syntech</td><td>IDAC-4</td><td>在记录前后实时显示所有信号</td></tr><tr><td>刺激控制器</td><td>Syntech</td><td>CS-55</td><td>用于控制刺激施加</td></tr><tr><td>电子显微操作器</td><td>C.M.D.T</td><td>CFT-8301D</td><td>用于微调记录电极的位置</td></tr><tr><td>显微操作器</td><td>Narishige</td><td>MN-151</td><td>用于微调参考电极的位置</td></tr><tr><td>扬声器</td><td>EDIFIER</td><td>R101T06</td><td>连接 IDAC-4，用于输出信号声音</td></tr><tr><td>磁性底座</td><td>PDOK</td><td>PD-101</td><td>用于固定电极和刺激递送管</td></tr><tr><td>减震台</td><td>TianHe</td><td>HAP-100-1208</td><td>用于隔离设备产生的振动</td></tr><tr><td>载玻片</td><td>CITOGLAS</td><td>ZBP-407</td><td>用于制作 MPH 的基底</td></tr><tr><td>蓝丁胶</td><td>Bostik</td><td>Blu-tack-45g</td><td>固定钨丝</td></tr><tr><td>巴斯德管</td><td>YARE</td><td>WITEG</td><td>放置含有刺激物溶液的滤纸</td></tr></tbody></table>

飞蝗触角锥形感器单感器记录技术

Single Sensillum Recordings for Locust Palp Sensilla Basiconica

蝗虫口器的须被认为是传统的味觉器官，在蝗虫的食物选择中起着重要作用，特别是通过毛形感器（以前称为末端感器或冠状感器）来检测非挥发性化学信号。目前越来越多的证据表明，这些须还具有嗅觉功能。在须的锥形感器中，已分别在神经元和辅助细胞中定位到一种气味受体（LmigOR2）和一种气味结合蛋白（LmigOBP1）。单感器记录技术（SSR）用于记录气味受体神经元的反应，是筛选特定气味受体活性配体的有效方法，也被应用于须部感器中气味受体的功能研究。位于须顶端圆顶上的锥形感器结构与触角上的锥形感器略有不同。因此，在使用气味物质诱发SSR记录时，一些具体的操作建议可能有助于获得最佳实验结果。本文介绍了一种针对昆虫须部锥形感器进行单感器记录的详细且高效的操作方案。

根据对化学气味物质（10% 1-壬醇和10% 壬酸）的不同响应动态，已鉴定出蝗虫上颚须上的两种感器亚型（pb1 和 pb2）。pb1 中的神经元对 1-壬醇产生的峰电位显著多于对壬酸的反应，而 pb2 中的神经元对 1-壬醇的激活程度显著低于对壬酸的激活（图 4）。己醛和反-2-己烯醛均可引发蝗虫须部张开反应（POR）26。己醛是一种丰富的寄主植物绿色叶片挥发物，可能有助于进一步确认食物来源26。当受到反-2-己烯醛刺激时，pb1 神经元产生的峰电位持续时间长于 pb2 神经元（图 4）。pb1 和 pb2 中的神经元对己醛均表现出强烈且相似的响应（图 4）。比较刺激前 5 秒与刺激后 5 秒期间总峰电位的平均变化表明，在 pb1 中对 1-壬醇的响应显著高于对壬酸的响应，而在 pb2 中则相反（<s...

本文介绍了一种针对昆虫口器须状突上的锥形感器进行单感器记录的详细且高效的方法。

蝗虫口器的须被认为是典型的味觉器官，在蝗虫的食物选择中发挥着重要作用，尤其是……

本实验的总体目标是介绍一种详细且高效的单感器记录技术，用于从昆虫触角上的锥形感器（Sensilla Basiconica）进行电生理记录。掌握该技术有助于解答化感领域中的关键问题，特别是通过检测触角感器中特异性气味受体的功能。这种方法的主要优势在于使用了蝗虫触须上的锥形感器作为记录位点。首先，将新的钨丝固定到显微操作器上，并在40倍放大倍数下观察。然后，在使用注射器施加10%亚硝酸钠的同时，向钨丝施加10伏电压以将其尖端 sharpen（ sharpen 指锐化，此处为动词，表示将电极尖端变细）。然后将电压降至5伏，在一分钟内反复将磨尖的导线前端4毫米浸入亚硝酸钠溶液中。使用时，导线尖端必须足够细，以刺入蝗虫触角嗅觉感器的角质层。接下来配制刺激溶液。将每种化学刺激物用矿物油稀释。用矿物油配制1-壬醇和壬酸的10%稀释液。然后用矿物油对反-2-己烯醛和己醛进行一系列十倍梯度稀释。接下来准备装有刺激物的巴斯德管。将滤纸条插入管中，并向滤纸条上加入10微升稀释后的刺激溶液。然后用1毫升移液器吸头封住管口。根据记录，使用载玻片、一块塑料片、盖玻片以及双面胶带和橡胶胶带制作蝗虫上颚须固定器。先用双面胶带将塑料片固定在载玻片的一角，再用另一段胶带将盖玻片固定在塑料片上。然后在盖玻片表面贴一小块红色橡胶胶带，以形成防滑表面。接下来，使用胶带将一根1.5毫米长的钨丝平行固定在平台内侧边缘，并将钨丝两端固定在平台上。至此，样品 holder 制作完成。将蝗虫饲养在新鲜的小麦幼苗上，环境条件为60%湿度、28至30摄氏度，并保持18小时光照周期。收集触角时，选择一至三日龄的五龄飞蝗若虫。使用精细剪刀将触角剪下，以免其干扰记录。为固定飞蝗，可使用直径为1.5毫米的管子，将其沿纵向切成两半。使蝗虫的腹区和头部暴露在外。然后用双面胶带将蝗虫和管子固定在玻璃载片上。接着拉出右侧上颚须，并将其放置在平台上。将钨丝置于触须的第四节。现在，从上颚触须约两毫米处，用蓝色塔夫特胶泥包围钨丝。使用厘米级蝗虫上颚触须固定器正确搭建平台，并用钨丝固定触须的第四节，这对实验的正确设置至关重要。现在以100%倍率观察制备样本，并将触角垂直于记录电极放置。接下来，使用显微操作器将一根钨丝参考电极插入蝗虫的眼睛中。然后将记录电极移至靠近上颚触角的位置。接下来，将气味递送装置置于上颚须约一厘米处。现在打开记录软件并设置记录参数。记录尺度使用 500 微伏。将滤波器的高通截止频率设为 300 赫兹，低通截止频率设为 200 赫兹，并将预触发时间设为 10 秒。然后将显微镜切换至高倍放大模式，并将记录电极插入上颚须上的棒状感器基部。然后轻柔地调整记录电极，以获得良好的自发性放电信号。记录电极必须插入到嗅器基部，并在进入嗅器后保持准备就绪状态，这一点非常重要。现在打开刺激控制器，以每秒20毫米的流速提供持续的气流。接

single-sensillum-recordings-for-locust-palp-sensilla-basiconica

Research

科研

JoVE Journal

Neuroscience

神经科学

蝗虫下颚触角 Basiconica 单触角记录

可利用单感器记录技术测定昆虫嗅觉感觉神经元对气味分子的电生理反应。在本视频文章中，我们将演示如何在果蝇（Drosophila melanogaster）的触角和疟疾蚊子（Anopheles...

在昆虫 Drosophila melanogaster 和 Anopheles gambiae 中进行单感器记录

昆虫的嗅觉系统为记录气味物质诱导的反应提供了独特的机会，这些反应形式包括触角电位图（EAG）和单个嗅觉毛记录（SSR），它们分别来自位于触角上所有气味受体神经元（ORNs）的总和反应以及来自单个嗅觉毛内神经元的反应。...

来自蛾类嗅觉系统的电生理学测量

本文介绍了一种电生理学方法，通过在矿物油下进行细胞外尖端记录，实现对单个感器的化学刺激进行分离。...

蝎子 peg 感觉刺的电生理学

在本视频中，将一只活体 Drosophila...

电生理记录 黑腹果蝇 挥发性气味物质刺激下的感器反应

我们展示了细胞外多单位记录技术的多种变体，用于表征无脊椎动物嗅觉通路前三个阶段中由气味诱发的神经反应。这些技术也可轻松适用于研究其他神经系统中的群体神经活动。...

用于表征蝗虫（Schistocerca americana）嗅觉回路中神经活动的多单元记录方法

本方案描述了对黑腹果蝇（Drosophila）唇瓣味觉神经元动作电位反应进行的细胞外记录。...

电生理记录 果蝇 唇瓣味觉感受器

臭虫依靠其触角嗅觉感受器中的嗅觉受体神经元来探测环境中的化学信号物质。通过单感受器记录技术，我们展示了一种评估臭虫对化学信号物质反应的方法，并探讨了其中涉及的编码过程。...

利用单感器记录技术检测臭虫嗅觉神经元对化学信号物质的电生理反应

本文介绍了一种详细且高效的RNA原位杂交实验方案，特别适用于检测昆虫触角中低水平表达的气味受体（OR）基因及其他基因，所用探针为地高辛（DIG）标记或生物素标记的探针。...

通过RNA 原位杂交技术定位蝗虫触角中的嗅觉受体基因

本实验方案的总体目标是演示如何向对长链表皮信息素产生反应的Drosophila嗅觉受体神经元进行单感器记录时，递送低挥发性气味物质。...

电生理记录自 果蝇 对低挥发性气味物质产生反应的毛形感器

为了观察昆虫感受器的超微结构，本研究介绍了扫描电镜和透射电镜（SEM 和 TEM）的样品制备方案。在固定液中添加吐温 20 以避免 SEM 样品发生形变。荧光显微镜有助于提高 TEM...

木蛀甲虫附肢的扫描与透射电子显微镜样品制备方法

一种很少使用但具有独特优势的电生理记录方法——基部记录法，能够分析味觉编码的某些特征，而这些特征是传统记录方法无法检测的。基部记录法还能够分析对疏水性刺激物的味觉反应，而这类刺激物无法通过传统的电生理学方法进行研究。...

基础记录：一种分析味觉神经元反应的技术 果蝇

学习蝗虫下颚触角Basiconica单触角记录技术，使用钨电极记录嗅觉神经元对化学刺激的反应。该方法可揭示昆虫嗅觉处理的神经机制，为感觉生物学研究提供可靠电生理数据。

飞蝗触角锥形感器单感器记录技术

探索更多视频