Name: 宿主植物の揮発性物質のスクリーニングツールとしてElectroantennographicバイオアッセイ (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-05-06T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 43 s
Description: 学ぼう、電気触角図法を用いてAmyelois transitellaの触角応答を測定し、宿主植物の揮発性物質を迅速にスクリーニングする方法です。個別成分とブレンドの両方の生物活性を評価し、害虫管理戦略の開発に有用なデータを提供します。

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本研究では、USDA-ARS CRISプロジェクト5325から42000-037-00Dの下とCRADA 58-3K95-7から1198とTFCA 58-5325-8-419の結果と実施した。作者は感謝して技術支援のために（Z、Z）-11,13-hexadecadienal、生産的な議論のためのB.ヒグビー、およびJ.ベイカーの贈り物にSuterraを認める。

<ol><li>Bruce, T. J. A., Wadhams, L. J., Woodcock, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Insect+host+location%3A+a+volatile+situation%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Plant+Sci%22%5BJournal%5D)">Insect host location: a volatile situation.</a> Trends in Plant Sci. 10, 1360-1385 (2005).</li>
<li>Unsicker, S. B., Kunert, G., Gershenzon, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protective+perfumes%3A+the+role+of+vegetative+volatiles+in+plant+defense+against+herbivores%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Plant+Biol%22%5BJournal%5D)">Protective perfumes: the role of vegetative volatiles in plant defense against herbivores.</a> Curr. Opin. Plant Biol. 12, 479-485 (2009).</li>
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<li>Beck, J. J., Merrill, G. B., Higbee, B. S., Light, D. M., Gee, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+seasonal+study+of+the+volatile+production+of+almonds+%28Prunus+dulcis%29+var.+%27nonpareil%27+and+relationship+to+navel+orangeworm%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Agric.+Food+Chem%22%5BJournal%5D)">In situ seasonal study of the volatile production of almonds (Prunus dulcis) var. 'nonpareil' and relationship to navel orangeworm.</a> J. Agric. Food Chem. 57, 3749-3753 (2009).</li>
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<li>Takacs, S., Gries, G., Gries, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Semiochemical-mediated+location+of+host+habitat+by+Apanteles+carpatus+%28Say%29+%28Hymenoptera%3A+Braconidae%29%2C+a+parasitoid+of+cloths+moth+larvae%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Ecol%22%5BJournal%5D)">Semiochemical-mediated location of host habitat by Apanteles carpatus (Say) (Hymenoptera: Braconidae), a parasitoid of cloths moth larvae.</a> J. Chem. Ecol. 23, 459-472 (1997).</li>
<li>Karimifar, N., Gries, R., Khaskin, G., Gries, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((General+food+semiochemicals+attract+omnivorous+German+cockroaches%2C+Blattella+germanica%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Agric.+Food+Chem%22%5BJournal%5D)">General food semiochemicals attract omnivorous German cockroaches, Blattella germanica.</a> J. Agric. Food Chem. 59, 1330-1337 (2011).</li>
<li>Molyneux, R. J., Schieberle, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compound+identification%3A+a+Journal+of+Agricultural+and+Food+Chemistry+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Agric.+Food+Chem%22%5BJournal%5D)">Compound identification: a Journal of Agricultural and Food Chemistry perspective.</a> J. Agric. Food Chem. 55, 4625-4629 (2007).</li>
<li>Marion-Poll, F., Thiery, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+EAG+responses+to+host-plant+volatiles+delivered+by+a+gas+chromatograph%5BTitle%5D)+AND+%22Entomol.+Exp.+Appl%22%5BJournal%5D)">Dynamics of EAG responses to host-plant volatiles delivered by a gas chromatograph.</a> Entomol. Exp. Appl. 80, 120-123 (1996).</li>
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<li>Lucas, P., Renou, M., Tellier, F., Hammoud, A., Audemard, H., Descoins, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiology+and+field+activity+of+halogenated+analogs+of+%28E%2CE%29-8-10-dodecadien-1-ol%2C+the+main+pheromone+component+in+codling+moth+%28Cydia+pomonella+L.%29%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Ecol%22%5BJournal%5D)">Electrophysiology and field activity of halogenated analogs of (E,E)-8-10-dodecadien-1-ol, the main pheromone component in codling moth (Cydia pomonella L.).</a> J. Chem. Ecol. 20, 489-503 (1994).</li>
<li>Rodriguez-Saona, C., Poland, T. M., Miller, J. R., Stelinski, L. L., Grant, G. G., de Groot, P., Buchan, L., MacDonald, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+and+electrophysiological+responses+of+the+emerald+ash+borer%2C+Agrilus+planipennis%2C+to+induced+volatiles+of+Manchurian+ash%2C+Fraxinus+mandshurica%5BTitle%5D)+AND+%22Chemoecology%22%5BJournal%5D)">Behavioral and electrophysiological responses of the emerald ash borer, Agrilus planipennis, to induced volatiles of Manchurian ash, Fraxinus mandshurica.</a> Chemoecology. 16, 75-86 (2006).</li>
<li>Burks, C. S., Brandl, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Seasonal+abundance+of+navel+orangeworm+%28Leipidoptera%3A+Pyralidae%29+in+figs+and+effect+of+peripheral+aerosol+dispensers+on+sexual+communication%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Insect+Sci%22%5BJournal%5D)">Seasonal abundance of navel orangeworm (Leipidoptera: Pyralidae) in figs and effect of peripheral aerosol dispensers on sexual communication.</a> J. Insect Sci. 4, 1-8 (2004).</li>
</ol>

著者は、パラマウント農業会社、Suterra LLCとのつながりを持つ企業との既存の共同研究開発契約を締結している。

標的昆虫の化学受容応答を決定するためのバイオアッセイとして電図の記録を使用するには、ガスクロマトグラム（GC-EAD）からの流出の検出器としてEAGを活用した研究は文献に記載されていますかなり一般的であり、数多くのです。9,10方法が示され相対的反応性を確信して割り当ての高い複製の揮発性成分に相当する量の迅速なスクリーニングを提供します。それは我々が&quot;スクリーニング&quot;の値としてここで紹介するアンテナ（ 図1-3）から、最大偏向振幅信号を提供することができるので、SyntechソフトウェアのAutoSpikeプログラムでは、スクリーニングの揮発性物質に適したプログラムです。さらに、半高度な使用のための他の基本的な情報（ 図4を参照）AutoSpikeコンフィギュレーション設定とどのような研究者が触角応答から派生したいに応じてで得ることができます。 GcEADまたはEagPro Syntechプログラムはアプリです。得られたトレースは、触角の脱分極応答の時間経過のより詳細を提供するので、より高度な実験のためにまたは電気生理学的応答に...

<table border="1"><tbody><tr><td> 試薬の名前 </td><td> 会社 </td><td> カタログ番号 </td><td> コメント </td></tr><tr><td>アセトフェノン</td><td>アルファAesar社</td><td> A12727 </td><td>女性の陽性対照</td></tr><tr><td> （Z、Z）-11,13-Hexadecadienal </td><td> Suterra </td><td></td><td>男性の陽性対照</td></tr><tr><td> α-フムレン</td><td>アルドリッチ</td><td> 53675 </td><td>セスキテルペン</td></tr><tr><td> 2 - ウンデカノン</td><td>アルドリッチ</td><td> U1303 </td><td>脂肪酸誘導体</td></tr><tr><td> 2 - フェニルエタノール</td><td>アルドリッチ</td><td> 77861 </td><td>ベンゼノイド</td></tr><tr><td>ペンタン</td><td> EMD </td><td> PX0167-1 </td><td>溶剤</td></tr><tr><td> 4チャンネル·アクイジション·コントローラ</td><td> Syntech </td><td>私はDAC-4 </td><td></td></tr><tr><td> EAGのプローブ、プリアンプ</td><td> Syntech </td><td>タイプPRG-2 </td><td></td></tr><tr><td>アンテナホルダー</td><td> Syntech </td><td> PRG-2の</td><td>フォーク電極</td></tr><tr><td>刺激コントローラ</td><td> Syntech </td><td> CS-55 </td><td>空気の流れとパフ</td></tr><tr><td>スペクトル電極ジェル</td><td>パーカー</td><td> 12月2日</td><td></td></tr><tr><td>バイオアッセイディスク</td><td>ワットマン</td><td> 2017-006 </td><td> 6ミリメートル</td></tr><tr><td>パスツールピペット</td><td> VWR </td><td> 14673-010 </td><td> 5¾ &quot;（14.6センチ） </td></tr><tr><td>パラフィルムM </td><td>ビーミス</td><td> PM-992 </td><td></td></tr></tbody></table>

宿主植物の揮発性物質のスクリーニングツールとしてelectroantennographicバイオアッセイ

Electroantennographic Bioassay as a Screening Tool for Host Plant Volatiles

植物揮発性物質は、植物 - 昆虫の相互作用において重要な役割を果たしている。草食性の昆虫は、宿主植物を見つけるためにkairomonesとして知られている植物の揮発性物質を、使用しています。1,2宿主植物が害虫による重要な農業商品食害が農家に深刻な経済的損失を与えることがあるとき。したがって、kairomonesはルアーまたは混乱させるこれらの昆虫を、従って、昆虫制御のための農薬への環境に優しい代替を提供する誘引として使用することができます。3残念なことに、植物は季節に依存して排出量の組成物との比率を変化させた膨大な数の揮発性物質を放出することができます商品や一日の時間の。これは、揮発性成分の生物学的活性成分または混合物の識別困難なプロセスになります。宿主植物揮発性の排出量の生物活性成分を識別するために我々は、実験室ベースのスクリーニングアッセイelectroantennography（EAG）を採用しています。 EAGの評価およびrecorするための効果的なツールです。dの電気生理学的に彼らの触角の受容体を介して、昆虫の嗅覚応答。 EAGスクリーニングプロセスは、有望な生物活性成分を識別するためにテストされ揮発性物質の数を減らすことができます。しかし、EAGバイオアッセイは、受容体の活性化に関する情報を提供します。それは化合物が誘発する昆虫行動のタイプに関する情報を提供していません。行動反応の誘引、忌避剤または他のタイプのようになります。 EAGにより、大幅な応答を誘発する揮発性物質は、適切な陽性対照に比べて、一般的に害虫の行動反応の更なる試験へ取得されます。実験デザインは提示します詳細単一のコンポーネントとバイオアッセイをEAGによるコンポーネントの単純なブレンドに成人害虫へそorangeworm（Amyelois transitella）の電気生理学的触角応答の測定による4,5アーモンドベースのホスト植物の揮発性物質をスクリーニングするために採用の方法論。方法は2つの元を利用してcisedアンテナは &quot;フォーク&quot;電極ホルダーの両端に配置。ここで示したプロトコルでは、スクリーニングの揮発性のための迅速、高スループットの標準化手法を提案する。刺激レベルを標準化し、したがって、触角応答が相対chemoreceptivityを示すことができるようにするために、各揮発性のセット、一定量である。ネガティブコントロールは、パフの両方残留溶媒及び機械的な力への電気生理学的反応をなくすことができます。ポジティブコントロール（このインスタンスのアセトフェノンの）男性と女性のへそorangeworm（NOW）蛾から一貫した応答を誘発した単一化合物である。男性NOW蛾で一貫した応答を提供し、バイオアッセイ研究のために使用される追加セミオケミカル標準では（Z、Z）-11,13-hexdecadienal、女性生産さフェロモンからアルデヒド成分6-8です。

成人臍orangeworm（の電気生理学的応答の測定による急速に画面宿主植物揮発性物質の方法<em&gt; Amyelois transitella</em&gt;）electroantennographic分析を介して単一のコンポーネントとのブレンドにアンテナが実証されています。

宿主植物の揮発性物質のスクリーニングツールとしてElectroantennographicバイオアッセイ

植物揮発性物質は、植物と昆虫の相互作用において重要な役割を果たしている。植食性昆虫は、カイロモンとして知られる植物揮発性物質を利用して、宿主を探索する...

この手順の全体的な目的は、多数の寄主植物揮発性物質について、潜在的な生物学的活性を迅速にスクリーニングすることです。まず、目的とする寄主植物の揮発性物質を回収し、GCMSで分析します。その後、化学成分の同定および検証を行います。第3のステップでは、電気化学的分析を用いて、個々の成分の生物活性を十分な反復回数でスクリーニングします。最終ステップでは、活性成分のブレンドを調製し、評価を行います。最終的に、これらの結果から、対象となる昆虫を用いた行動研究におけるさらなる調査に適した、絞り込まれた成分シリーズまたは成分ブレンドを得ることができます。この手法の主な利点は、時間のかかる行動学的研究などの既存の手法と比較して、電気生理学的解析による迅速なスクリーニングを行うことで、手順を実証するための他の研究に供する必要がある化合物の数を大幅に減らせる点にあります。MR Wageは私の研究室の技術者ですか？ガスクロマトグラフィーおよび質量分析によって関連する揮発性物質が特定されれば、利用可能な各揮発性物質に対して、まず電気触覚図解析（EAG）を行うことが可能です。ただし、使用可能な揮発性物質を調製しておく必要があります。密閉可能な容器を用い、各揮発性物質をペンタンで5 mg/mLの濃度に調製し、4 °Cで保存します。次に、刺激用ピペットを準備します。揮発性物質ごとに10本のパステールピペットにラベルを貼り、チップ部分をパラフィルムの小さな破片で巻きます。低レプリケート数の予備スクリーニングにおいて、各性の個体に揮発性物質を投与するには10本のピペットで十分です。次に、残りの5本のピペットをラックホルダーに並べ、各ピペットの開口端にバイオアッセイディスクを挿入します。ピンセットでディスクをそっと折り曲げ、ディスクの2〜3 mmが露出するようにピペットの太い端に部分的に挿入します。ピペッターまたはシリンジを使用して、各ディスクに10 µLの揮発性溶液をロードします。再現性を確保するためには、溶液を正確に計算し、調製し、準備することが極めて重要です。2分間待機した後、ディスクをピペットに完全に押し込みます。ロードが完了したら、直ちに各ピペットをparamで密閉します。必要な繰り返し回数分、このピペット準備を繰り返します。同一のプロトコルを用いて、ペンタンのみの陰性対照と、今回はアセトフェノンおよび性ホルモンの陽性対照を準備します。次に、昆虫の触角の調製に進みます。この実験では、プリアンプがフォーク電極からの信号をEAGデータ収集装置に伝達します。EAG装置に付属のソフトウェアを適切に設定する必要があります。まず、サンプリングレートを106.7に設定して構成してください。「フィルター」タブで、「rectify」トグルを「know」に設定し、フィルターを0〜42 Hzに設定します。

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Research

JoVE Journal

Biology

生物学

昆虫の嗅覚システムは、アンテナ上にあるすべての嗅覚受容体の神経細胞（ORNs）から、個々に収容されたものからの応答を加算しているelectroantennograms（EAG）と、単一感覚子記録（SSR）の形で記録嗅覚誘発応答のためのユニークな機会を提供するそれぞれ感覚器、。...

蛾嗅覚系の電気生理学的測定

嗅覚は、昆虫の多くの異なった行動を媒介し、よく揮発性化合物の数十〜数百から構成される複雑な混合物である。昆虫の触角葉でマルチチャンネル録音でガスクロマトグラフィーを用いて、我々は、生物活性化合物の同定のための方法を説明します。...

昆虫の触角葉でガスクロマトグラフィー - マルチユニットレコーディング（GCMR）を使用して、嗅覚揮発性物質の同定

このビデオでは、線虫に対する低分子殺線虫剤の有効性を特定するためのスクリーニングアッセイを実演します。殺線虫剤は、ばく露後に試料中の移動性線虫の数を減少させる場合に有効であると考えられています。...

低分子殺線虫剤スクリーニングアッセイ:Ditylenchus dipsaciに対する潜在的な殺線虫剤をスクリーニングするための中スループット法

垂直、T迷路嗅覚は節足動物の行動反応を測定するために記載されています。嗅覚は、2つの潜在的な臭気のフィールドにさらされたとき、実験者は被験者によって行わ選択肢を測定することができます。両方の魅力と匂い物質からの反発は、この装置を用いて測定することができます。...

匂い物質へ節足動物Responseの垂直T-迷路チョイスアッセイ

私たちは、自律型ロボットで昆虫の触角を電気アンテナ図(EAG)の形で使用するためのプロトコルを記述します。当社の実験設計により、1日以内に安定した録音が可能になり、最大10Hzの個々の臭気パッチを解決します。嗅覚検索のためのEAGセンサーの効率は、ロボットを臭気源に向かって運転することで実証されています。...

嗅覚検索用自律型ロボットに昆虫Electroantennogramセンサを用いた

電気生理学的検査によって決定されるようネッタイシマカの主要な味覚付属における遺伝子発現を評価するために2つの方法を使用して、我々は、推定される苦味反発化合物に神経細胞応答の根底にある遺伝子のセットを同定した。...

生理的録音と黄熱病の蚊の味覚付属器RNAの配列決定ネッタイシマカ

写真魅力バイオアッセイ昆虫研究の監視プログラムの重要な要素

臭気媒介昆虫の行動のアッセイのためここでは、建設と風洞の使用を述べる。風洞の設計により視覚刺激といくつかの方法、臭いの源のリリース。風洞実験は、行動的にアクティブな揮発性化学物質を識別するために重要なメソッドです。...

においの風洞媒介昆虫行動アッセイ

本稿では、雌と雄の両方を含むいくつかの属の蚊における成功した低ノイズのエレクトロアンテノグラムのための段階的なプロトコルについて詳しく説明します。...

蚊のエレクトロアンテノグラフィーのステップバイステップガイド

本研究では、シルクモスアンテナを用いたバイオハイブリッド臭気検出ドローンの実験プロトコルを紹介する。シルクモスアンテナを用いた実験的な電気アンテノーグラム装置の動作は、スパイラルサージアルゴリズムを用いて臭気源局在化用に設計されたバイオハイブリッドドローンの構造に加えて提示される。...

電気解析ベースのバイオハイブリッド臭気検出ドローンは、臭気源の局在化のためのシルクモスアンテナを用いた

Caenorhabditis elegansにおける揮発性性フェロモン抽出と化学吸引アッセイ

学ぼう、電気触角図法を用いてAmyelois transitellaの触角応答を測定し、宿主植物の揮発性物質を迅速にスクリーニングする方法です。個別成分とブレンドの両方の生物活性を評価し、害虫管理戦略の開発に有用なデータを提供します。

宿主植物の揮発性物質のスクリーニングツールとしてElectroantennographicバイオアッセイ

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