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方法論記事

イナゴ Palp 触角 Basiconica の単一ゴキブリ録音

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DOI:

10.3791/57863

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2018年6月23日

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

この記事について

サマリー

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。

要約

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.

概要

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。

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プロトコル

1. 楽器や昆虫の準備

  1. タングステン電極と刺激のソリューションの準備
    1. 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。
    2. 繰り返し 10% ナノ2ソリューション < 1 分 (図 1 a) で 5 V で約 4 mm に削ったタングステンワイヤーを浸しなさい。
    3. いいイナゴ palp 嗅覚ゴキブリ (図 1 b) のキューティクルに浸透するまで、実体顕微鏡下でよく尖ったタングステン先端の直径を確認します。
    4. 刺激ソリューションを準備します。各鉱物油の化学的刺激物質を希釈します。1-ノナノール、ノナン酸 10% 希釈液で希釈します。E 2 ヘキサナールと 10-510-410-310-2でヘキサナールを希釈します。
    5. パスツールの刺激を運ぶ管を準備: パスツール チューブ挿入濾紙片 (長さ 2 cm、幅 0.5 cm) 濾紙片に希薄刺激ソリューション (各 10 μ l) を追加して、パスツール ピペット チップ (1 ml) 管を接続します。
  2. 虫を準備します。
    1. 60% の相対湿度、28-30 ° C の温度と 18:6 h (光: 暗い) の日長で混雑した条件の下で新鮮な小麦幼植物と後部イナゴ (トノサマバッタ)。選択 1-3 日古い 5thイナゴの幼虫の齢期し、いいハサミを記録するとき、任意の干渉を避けるためにアンテナを取り外します。
  3. イナゴ上顎 palp ホルダーを準備します。
    1. 上顎 palp ホルダー (MPH) の拠点として (25 mm × 75 mm) スライド ガラスを使用します。両面接着テープでスライド ガラスの隅にプラスチック片 (長さ 35 mm、幅 10 mm、高さ 1 mm) を添付し、最後に両面粘着テープでプラスチックの部分の上にカバーガラス (18 mm × 18 mm) を修正します。滑り止め層として、カバーガラスの上に赤いゴム製テープの小片を置きます。プラスチック部分とカバーガラスは、イナゴ palp のプラットフォームを構成します。プラットフォームの高さは約 1.5 mm です。
    2. 1.5 mm 内側に平行の距離でタングステン線 (0.125 mm の直径、長さ 36 mm) をインストール プラットフォームの端。両面粘着テープでプラットフォームにワイヤーの両端を固定します。

2. イナゴ上顎 Palps の準備

  1. 遠心分離機管 (1.5 ml) を垂直方向に半分にカットし、底を切り取り。準備管にイナゴを配置します。腹側領域と公開されているローカストの頭を残します。両面粘着テープ (図 2 a) でスライド ガラスにアセンブリを固定します。
  2. プラットフォームに右側上顎 palp を引き出します。
  3. Palp の 4 番目のセグメントにタングステン線を置きます。タングステン線、上顎 palp (図 2 aおよび2 b) から約 2 mm の両側に接着パテを配置します。

3. 単一ゴキブリ録音

  1. 低倍率 (100 X) に顕微鏡下でイナゴ上顎 palp 準備を配置します。Palp が記録電極 (図 3 a) に対して垂直になるまでの準備の位置を調整します。
  2. マニュピュレーターを使用してバッタ目に参照電極 (タングステン電極) を挿入します。マイクロマニピュレーター (図 3 b 3 C) を用いた上顎 palp に近い記録電極 (タングステン電極) を移動します。
  3. 上顎 palp (図 3 b) から約 1 cm に匂いの配信デバイスを調整します。
  4. 自動スパイク 32 記録ソフトウェアを開きます。録音パラメーターを次のように設定: 500 μ V; 記録スケール300 Hz、200 Hz の低カットオフ フィルターの高いカットオフ10 のプレトリガー s。
  5. 普遍的な ac/DC アンプ x 10 に記録電極を接続します。
  6. スイッチ (500 倍) の高倍率顕微鏡。上顎 palp の basiconic ゴキブリのベースに記録電極を挿入し、繊細な良い自発スパイク (図 3 D) を取得する記録電極を調整します。
  7. 20 ml で連続的なエアー ストリームを配信する刺激コント ローラーを開く/s. 10 1, 記録信号刺激時間を設定開始 10 の刺激パルスの発症前に s。
  8. 10 x の普遍的な ac/DC アンプを使用して、信号を増幅します。加齢医学研究 4 に信号を送ります。自動スパイク 32 ソフトウェア信号を分析します。AC 信号は、バンドパス フィルターの間 200 に 300 Hz。 使用自動スパイク 32 音からピーク ・ トラフ振幅を区別するためにです。自発頻度の活動電位の周波数 (1 秒あたりのスパイク) の増加としてニューロンの応答を計算します。グラフパッド プリズム 7 を使用して統計分析を実行します。

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結果

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-ヘキサナール応答 (POR)26を開くイナゴ palp を呼び起こすことができます。ヘキサナールは、豊富なホスト植物緑葉揮発性食品ソース26にさらに確認に貢献するかもしれないです。最後 pb1 ニューロンのスパイク pb2 E-ヘキサナール (図 4) によって刺激される彼らの耳より長い。Pb1、pb2 のニューロンを表わす同様に堅牢なレスポンス ヘキサナール (

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ディスカッション

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、キイロショウジョウバエ、に対する地域のネッタイイエカ13,14,,1516,17ビデオ プレゼンテーション

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開示事項

著者が明らかに何もありません。

謝辞

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。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
タングステン ワイヤーアドベンW559504電極を作り、palp
NaNO2Sigma-aldrich563218-25Gタングステン ワイヤーを研ぐために使用され
AC 電源SyntechA2-70タングステン ワイヤーを研ぐ電圧を提供する
スコープMoticSMZ-163観察のために使用されますタングステンワイヤーの削り出し
顕微鏡リンパスW-51イナゴの上顎の手の感性を観察するために使用されます
インテリジェントデータ収集コントローラSyntechIDAC-4記録前および記録中のすべての信号の画面上にリアルタイム表示
刺激コントローラSyntechCS-55刺激アプリケーションの制御に使用されます
電子マイクロマニピュレーターC.M.D.TCFT-8301D記録電極のマイナーな動きに使用
マイクロマニピュレーター成重MN-151基準電極のマイナーな動きに使用
スピーカーEDIFIERR101T06IDAC-4と接続し、信号に音を供給
マグネットベースPDOKPD-101電極と刺激送達管の保持に使用
防振テーブルTianHeHAP-100-1208装置からの振動を分離するために使用
ガラススライドCITOGLASZBP-407
Blu-tackBostikBlu-tack-45gタングステンワイヤーを固定
する パスツールチューブYAREWITEG刺激刺激液の入った濾紙を置く
ト 、 ステレオオ MPHののベースを作るために使用

参考文献

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