Summary

Semiochemicals करने के लिए बिस्तर कीड़े की घ्राण न्यूरॉन जवाब का पता लगाने के लिए एकल Sensillum रिकॉर्डिंग का उपयोग

Published: January 18, 2016
doi:

Summary

Bed bugs rely on olfactory receptor neurons housed in their antennal olfactory sensilla to detect semiochemicals in the environment. Utilizing single sensillum recording, we demonstrate a method to evaluate bed bug response to semiochemicals and explore the coding process involved.

Abstract

कीट घ्राण प्रणाली वातावरण में semiochemicals का पता लगाने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। विशेष रूप से, अंदर एक या कई न्यूरॉन्स के घर जो antennal sensilla, रासायनिक उत्तेजनाओं का जवाब देने में प्रमुख योगदान करने के लिए माना जाता है। सीधे उत्तेजनाओं से संपर्क के बाद घ्राण sensillum में संभावित कार्रवाई की रिकॉर्डिंग करके, एकल sensillum रिकॉर्डिंग (एसएसआर) तकनीक रासायनिक उत्तेजनाओं को कीड़े के तंत्रिका प्रतिक्रियाओं की जांच के लिए एक शक्तिशाली तरीका प्रदान करता है। एक कुख्यात मानव परजीवी है जो बिस्तर बग, के लिए, घ्राण sensillum के कई प्रकार के लक्षण वर्णन किया गया है। इस अध्ययन में, हम दो रासायनिक उत्तेजनाओं और एसएसआर पद्धति का उपयोग करके उनमें से एक को खुराक पर निर्भर प्रतिक्रियाओं को बिस्तर बग घ्राण sensilla की तंत्रिका प्रतिक्रियाओं का प्रदर्शन किया। यह दृष्टिकोण गतिविधियों के लिए बहुमूल्य जानकारी प्रदान करेगा जो बिस्तर बग घ्राण sensilla पर अलग-अलग रासायनिक उत्तेजनाओं, के लिए प्रारंभिक जांच का संचालन करने के लिए सक्षम बनाता है शोधकर्ताओंनया बिस्तर बग attractants या भगाने और लाभ बिस्तर बग नियंत्रण के प्रयासों की opment।

Introduction

एक अस्थायी ectoparasite के रूप में, अपने अस्तित्व, विकास, और प्रजनन मनुष्यों और पशुओं 1,2 सहित दोनों मेजबानों से खून स्रोतों की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है एक बाध्य खून चूसने कीट है,: आम बिस्तर बग Cimex एल (Cimicidae Hemiptera) lectularius। वायरस संचरण शायद ही कभी सी के कारण सूचना दी गई है lectularius, एक infestation द्वारा उत्पन्न काटने उपद्रव गंभीरता से दोनों शारीरिक और मानसिक 3 मेजबान टीम को प्रभावित करता है। परिचय और रासायनिक कीटनाशकों के व्यापक उपयोग, विशेष रूप से डीडीटी, संक्रमण का खतरा कम है और 1950 के दशक के संक्रमण के अंत तक वे अब एक गंभीर सार्वजनिक चिंता का विषय थे कि इस तरह के एक निम्न स्तर पर थे। हालांकि, संभव कारकों की एक संख्या में इस तरह के कीटनाशकों के कम उपयोग के रूप में दुनिया भर में, बिस्तर बग आबादी में पुनरुत्थान के लिए नेतृत्व किया है, जनता में जागरूकता की गिरावट, गतिविधि यात्रा में वृद्धि हुई है, और कीटनाशकों 4-9 करने के लिए प्रतिरोध का विकास। </ P>

पर्यावरण में रासायनिक संकेतों का पता चला और इस तरह के एंटीना और दाढ़ की हड्डी का palps के रूप में घ्राण अंगों के माध्यम से कीड़ों द्वारा मान्यता प्राप्त हैं। कीट एंटीना पर घ्राण sensilla इन रासायनिक संकेतों का पता लगाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। रासायनिक अणुओं छल्ली सतह पर छिद्रों के माध्यम से antennal छल्ली दर्ज करें। Odorant इन रासायनिक अणुओं को antennal लसीका बाँध में प्रोटीन बंधन और odorant रिसेप्टर्स 10 पर उन्हें परिवहन। odorant रिसेप्टर्स और इन रासायनिक अणुओं एक बार depolarized किया जाएगा, जो तंत्रिका झिल्ली पर गैर चयनात्मक कटियन आयन चैनल से उनके सह रिसेप्टर odorant रिसेप्टर्स 11 से पहचाने जाते हैं।

एकल Sensillum रिकॉर्डिंग (एसएसआर) रासायनिक या गैर रासायनिक उत्तेजनाओं या तो आवेदन की वजह से संभावित कार्रवाई में बाह्य परिवर्तन का पता लगाने के लिए विकसित किया गया था। Sensillum लसीका और एक संदर्भ इलेक्ट्रोड में एक रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड डालने सेकीट शरीर (आमतौर पर यौगिक आँखें या पेट या तो) के किसी अन्य हिस्से में, उत्तेजनाओं के जवाब में न्यूरॉन्स की फायरिंग दर 12 दर्ज किया जा सकता है। Spikes की संख्या में परिवर्तन विशिष्ट उत्तेजनाओं को कीट की संवेदनशीलता का प्रतिनिधित्व करते हैं। अलग पहचान और एकाग्रता की रासायनिक उत्तेजनाओं अलग फायरिंग दरों और अस्थायी ढांचे के साथ, अलग तंत्रिका प्रतिक्रियाओं प्रकाश में लाना होगा, और इस तरह विशिष्ट रसायनों के लिए कीट की कोडिंग प्रक्रिया की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

नौ अंडाकार खूंटी सी sensilla, 29 बाल की तरह ई (E1 और E2) sensilla, और एक जोड़ी Dα, Dβ, Dγ चिकनी खूंटी के प्रत्येक: आम बिस्तर बग के लिए, दोनों यौन रूपों एंटीना पर घ्राण sensilla का एक ही पैटर्न का हिस्सा sensilla 13,14। कई न्यूरॉन्स sensillum के प्रत्येक प्रकार में पहचान की गई है, यह एक ही sensillum में रखे विभिन्न न्यूरॉन्स से कार्रवाई की क्षमता भेद करने के लिए आसान नहीं है इस प्रयोग तोता के लिए तोकार्रवाई की क्षमता के एल संख्या पहले और उत्तेजना के बाद एक 500 मिसे अवधि के लिए बंद लाइन गिना रहे थे। उत्तेजना के बाद कार्रवाई की क्षमता की संख्या तो उत्तेजना से पहले कार्रवाई की क्षमता की संख्या से घटाया और दूसरा 15 प्रति spikes में प्रत्येक व्यक्ति sensillum में फायरिंग दर में बदलाव यों करने के लिए दो से गुणा किया गया था।

Protocol

उपकरण, उत्तेजनाओं समाधान, और बिस्तर कीड़े के 1. तैयारी एक 20 मिलीलीटर की बोतल में (v / डब्ल्यू) एक 50% KNO 2 समाधान तैयार है। बार-बार में और समाधान के बाहर टंगस्टन इलेक्ट्रोड सूई से 5 वी पर KNO 2 समाधान ?…

Representative Results

एकल Sensillum रिकॉर्डिंग कीट रासायनिक पारिस्थितिकी और तंत्रिका शरीर क्रिया विज्ञान के अध्ययन में इस्तेमाल एक शक्तिशाली खोजी तकनीक है। विभिन्न अस्थिर यौगिकों सोचा, विशेष रूप से उन लोगों के लि?…

Discussion

एकल Sensillum रिकॉर्डिंग तकनीक बड़े पैमाने पर इस तरह के वातावरण में विभिन्न रासायनिक उत्तेजनाओं को फल मक्खियों, मच्छरों और बिस्तर कीड़े के रूप में कीड़े के तंत्रिका प्रतिक्रियाओं के परीक्षण में इस्तेमाल ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The project was supported by Award AAES 461Hatch/Multistate Grants ALA08-045 and ALA015-1-10026 to N.L.

Materials

Tungsten wire A-M SYSTEMS #716500 Used for preparing the electrode
KNO2 Sigma #310484 Used for sharpening the tungsten wire
AC Power Supply BK Precision 1653A Providing the voltage in sharpening the tungsten wire
Leica Z6 APO Microscope Leica 10447424 Used for observing the sensilla on antennae
Simulus controller Syntech CS-55 Used for controlling the stimulus application
4-Channel USB Acquisition Controller Syntech IDAC-4 Real-time on screen display of all signals before and during recording
Light Source SCHOTT A20500 Providing light sources for observation
Micromanupulator Leica 115378 Used for minor movement of electrode
Speaker Juster 95a Connected with Acquisition Controller IDAC-4 and providing sound for the signal
Magnetic stand Narishige GJ-1 Used to hold the reference electrode, stablized bed bug and stimulus delivery tube
TMC Vibration Isolation Table TMC 63-500 Used for isolating the vibration from the equipments
Coverslip Tedpella 2225-1 Used for holding the bed bug
Double-sided Tape 3M XT6110 Used for stablizing the bed bug on the coverclip
Dental Wax Dentakit DK-R012 Used for supporting the coverclip where bed bug is stablized 

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Cite This Article
Liu, F., Liu, N. Using Single Sensillum Recording to Detect Olfactory Neuron Responses of Bed Bugs to Semiochemicals. J. Vis. Exp. (107), e53337, doi:10.3791/53337 (2016).

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