Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Tek Sensillum kayıtları Locust Palp Sensilla Basiconica için

8.2K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/57863

⸱

23 Haziran 2018

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

Bu makalede

Özet

Bu kağıt sensilla basiconica tek sensillum kayıtları için detaylı ve son derece etkili iletişim kuralı böcek ağız dokunacı üzerinde açıklar.

Özet

Locust ağız dokunacı bir çekirge'nın gıda seçimi, geçici olmayan kimyasal ipuçları aracılığıyla (daha önce terminal sensilla adlı sensilla chaetica tespiti için özellikle önemli bir rol oynamaktadır geleneksel tat organ olarak kabul edilir veya tepeli sensilla) Şimdi bu dokunacı de koku bir işlevi var kanıt artan vardır. Bir propil reseptör (LmigOR2) ve propil-bağlayıcı protein (LmigOBP1) sinir hücreleri ve aksesuar hücreler, sırasıyla, dokunacı sensilla basiconica yerelleştirilmiş. Tek sensillum (SSR) kayıt belirli propil reseptörleri üzerinde etkin ligandlar süzmek için etkili bir yöntem olduğu propil reseptör nöronlar, yanıt kaydetmek için kullanılır. SSR palp sensilla propil reseptörlerinin fonksiyonel çalışmalarda kullanılır. Dokunacı kubbe üzerinde bulunan sensilla basiconica yapısını biraz bu anten üzerinde yapıdan farklıdır. Bu nedenle, bir SSR odorants tarafından elde edildi işlemi sırasında belirli bir tavsiye en iyi sonuçları elde etmek için yararlı olabilir. Bu yazıda, böcek palp sensilla basiconica gelen bir SSR için detaylı ve son derece etkili bir protokol tanıttı.

Giriş

Hayvanlar bir dizi eksojen kimyasal ipuçları anlamda chemosensory organları gelişmiştir. Böcekler, anten ve dokunacı en önemli chemosensory organları vardır. Bu organların chemosensory saç chemosensory sensilla olarak adlandırılan, çeşitli kıllar içinde chemosensory nöronlar (CSNs) tarafından innervated. CSNs chemosensory sensilla içinde kimyasal uyaranlara üzerinden sinyal iletimi için daha sonra merkezi sinir sistemleri1,2kadar,3 transfer edilen elektrik potansiyelleri ile belirli kimyasal ipuçlarını tanımak .

CSNs hızlı çeşitli chemosensory reseptörleri [Örneğin, propil reseptörleri (ORs)], ionotropic reseptörleri (IRS) ve chemosensation farklı türleri ile ilişkili eksojen kimyasal cues kodlamak onların membranlar üzerinde tat reseptörleri (gr) 4,5,6. CSNs karakterizasyonu hücresel ve moleküler mekanizmaları böcek chemoreception için aydınlatma anahtarıdır. Şimdi böcek CSNs dahil olmak üzere birçok böcek antennal sensilla karakterizasyonu7sinekler için tek sensillum kaydı (SSR) yaygın olarak kullanılan bir teknik, pervane8, böcekleri9, yaprak bitleri10, çekirgeler11, ve karıncalar12. Çünkü onların sensilla belirli yapıları yapmak ancak, birkaç çalışmalar bir SSR böcek dokunacı13,14,15,16,17' ye, uyguladığınız bir elektrofizyolojik kayıt zor18.

Çekirge (düz kanatlılar) sürüleri kez ciddi ürün hasar ve ekonomik kayıp19neden. Dokunacı çekirge20,21,22,23,24gıda seçiminde önemli bir rol oynadığı düşünülmektedir. Chemosensory sensilla iki tür bir taramalı elektron mikroskobu (SEM) tarafından incelenmiştir. Genellikle, 350 sensilla chaetica ve 7-8 sensilla basiconica her kubbe locust dokunacı18gözlenir. Sensilla chaetica sensilla basiconica var ise uçucu kimyasal cues algılama bir koku alma işlevi, geçici olmayan kimyasal yardımlar anlamda tat sensilla vardır.

Locust dokunacı üzerinde sensilla basiconica (ca. 12 µm), saç yuva çapları bu sensilla chaetica daha çok daha büyük (ca. 8 µm)18,25. Dokunacı üzerinde sensilla basiconica cuticular duvar antennal sensilla18çok kalın. Buna ek olarak, palp kubbesi sıvı içeriği son derece esnek bir manikür içinde vardır. Bu özellikleri bir elektrot ve iyi elektrofizyolojik sinyalleri bir edinimi bir nüfuz için antennal sensilla daha zor olduğu anlamına gelir. Bu yazıda, detaylı ve son derece etkili SSR Protokolü locust palp sensilla basiconica için bir video ile sunulur.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

1. Araçlar ve böcek hazırlanması

  1. Tungsten elektrotlar ve uyaranlara çözümleri hazırlanıyor
    1. Bir yeni tungsten tel (0,125 mm çap, 75 mm uzunluğu) bir micromanipulator içine düzeltmek ve 10 V stereomicroscope (40 X büyütme) altında yaklaşık 1 dakika için bir güç kaynağı tarafından sağlanan % 10 (w/v) Sodyum nitrit (NaNO2) çözümde bir şırınga keskinleştirmek.
    2. Bilenmiş tungsten tel art arda % 10 NaNO2 çözüm, 4 mm 5 V < 1 dk (Şekil 1A)'inde içine daldırma.
    3. Locust palp koku sensillum (Şekil 1B) kütikül nüfuz için iyi olana stereomicroscope altında sık bilenmiş tungsten ipucu çapını inceleyin.
    4. Uyarıcı çözümleri hazırlayın. Her kimyasal uyarıcı madde madeni yağ içinde biri oranında seyreltin. 1-nonal ve nonanoic asit, %10 dilutions oranında seyreltin. E-2-hexenal ve diehydroabietinal 10-2, 10-3, 10-4ve 10-5oranında seyreltin.
    5. Pasteur uyaranlara taşıma tüpleri hazırlayın: filtre kağıt şeritler (2 cm uzunluğunda, 0,5 cm genişlik) Pasteur tüpler içine yerleştirin, seyreltilmiş uyarıcı çözümleri (her 10 µl) filtre kağıt şeritler eklemek ve pipet ipuçları (1 ml) Pasteur tüplerini takın.
  2. Böcek hazırlamak
    1. Bağıl nem oranı % 60, 28-30 ° C sıcaklık ve photoperiod 18:6 h (ışık: karanlık) kalabalık koşullarda taze buğday fidan ile arka çekirge (Locusta migratoria). 1 - için 3-bayat 5 seçinlocust perileri biçim ve iyi makas ile kayıt yaparken herhangi bir girişimi engellemek için antenleri kaldırın .
  3. Locust üst palp tutucu hazırlanıyor
    1. Bir cam slayt (25 mm x 75 mm) üst palp tutucu (mil) temel olarak kullanın. Çift taraflı yapışkan bant ile cam slayt köşesinde bir plastik parça (1 mm içinde yükseklik, genişlik, 35 mm uzunluğu 10 mm) ekleyin ve nihayet bir cam (18 x 18 mm) plastik parça üzerine çift taraflı yapışkan bant ile düzeltmek. Kırmızı lastik bant cam üzerine küçük bir parçası bir kaymaz katman yer. Plastik parça ve kapak cam locust palp için platform oluşturmaktadır. Platform yüksekliği yaklaşık 1.5 mm olduğunu.
    2. 1.5 mm iç paralel olarak bir tungsten tel (0,125 mm çap, 36 mm uzunluğu) yüklemek kenar-in belgili tanımlık peron. Tel platformu üzerine iki ucu çift taraflı yapışkan bant ile düzeltmek.

2. Locust üst dokunacı hazırlanması

  1. Bir santrifüj tüpü (1,5 ml) dikey olarak yarıya ve alt kesti. Locust hazırlanan tüpün içine yerleştirin. Ventral bölge ve maruz locust Başkanı bırakın. Montaj cam kaymak için çift taraflı yapışkan bant ile (Şekil 2A) düzeltmek.
  2. Sağ üst palp platformu üzerine çek.
  3. Tungsten kabloyu palp dördüncü kesim sok. Tungsten tel, 2 mm üst palp (Şekil 2A ve 2B) üzerinden her tarafında yapışkan macun koyun.

3. tek Sensillum kayıtları

  1. Locust üst palp hazırlık düşük büyütmede (100 X) mikroskop altında bir yer. Palp kayıt elektrodu (Şekil 3A) dikey olana hazırlık konumunu ayarlamak.
  2. Referans elektrot (tungsten elektrot) bir micromanipulator kullanarak locust göz içine yerleştirin. Micromanipulator (Şekil 3B ve 3 C) ile üst palp yakın kayıt elektrodu (tungsten elektrot) taşıyın.
  3. Koku teslim aygıt üst palp (Şekil 3B) yaklaşık 1 cm için ayarlayın.
  4. Kayıt yazılımı otomatik Spike 32 açın. Kayıt parametrelerini aşağıdaki gibi ayarlayın: 500 µV; kayıt ölçekte 300 Hz, 200 Hz üzerinde düşük kesme filtresinde yüksek kesim; ve 10 pretrigger s.
  5. Kayıt elektrot 10 x evrensel AC/DC amplifikatör bağlayın.
  6. Mikroskop yüksek bir büyütme (500 X) geçin. Basiconic sensillum üzerinde üst palp Bankası kayıt elektrot yerleştirin ve kibar bir şekilde iyi spontan sivri (şekil 3D) elde etmek için kayıt elektrot ayarlayın.
  7. 20 ml, sürekli hava akımı sağlamak için uyarıcı denetleyicisi açmak/s. 10 için 1 s. kaydı sinyalleri stimülasyon zaman Set 10 başlangıç s, s uyarıcı darbe başlangıcından önce.
  8. 10 x evrensel AC/DC amplifikatör sinyalleri yükseltmek için kullanın. Sinyalleri IDAC 4 içine beslenir. Sinyalleri otomatik Spike 32 yazılımı ile analiz. AC sinyaller bant geçiren filtre 200-300 Hz. arasında en yüksek yalak genlikleri gelen sesler ayırt etmek için kullanın otomatik Spike 32. Nöronlar yanıt Aksiyon potansiyeli Frekanslar (sivri saniyede) artış olarak spontan Frekanslar hesaplamak. İstimal GraphPad prizma 7 istatistiksel çözümleme gerçekleştirme.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

İki sensilla alt türlerinden (pb1 ve pb2) keçiboynuzu üst palp üzerinde farklı yanıt dinamikleri kimyasal odorants (% 10 1-nonal ve % 10 nonanoic asit) göre tanımlanır. Pb1 nöronlarda için 1-nonal nonanoic aside pb2 nöronlarda süre önemli ölçüde daha az 1-nonal nonanoic asit (Şekil 4) ile karşılaştırıldığında tarafından aktive daha önemli ölçüde daha fazla sivri üretmek. Diehydroabietinal ve E-2-Hexenal yanıtı (POR)26açılış locust palp...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Böcekler yiyecek kokular algılamaya dokunacı üzerinde itimat ve onların dokunacı türleşme13,27içinde önemli bir rol oynadığı düşünülmektedir. Dokunacı basit koku organları ve temel chemosensation28neuromolecular keşfi için çekici bir model iletişim gibi artan dikkat alıyorsanız.

Böcek labellar ve palp SSRs başarıyla Drosophila melanogaster, anofel gambiaeve Culex quinquefasciatus

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarlar ifşa gerek yok.

Teşekkürler

Bu eser bir hibe Ulusal Doğal Bilim Vakfı, Çin'den (No.31472037) tarafından desteklenmektedir. Ticari adlar veya ticari ürünler bu makalenin herhangi bir söz sadece bilgi sağlanması amacına olduğunu ve bir tavsiye anlamına gelmez.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Tungsten telADVENTW559504Elektrot yapmak ve palp
NaNO2< / sub>Sigma-aldrich563218-25G'yisabitlemek için kullanılır Tungsten teli keskinleştirmek için kullanılır
AC GüçKaynağı SyntechA2-70Tungsten telin keskinleştirilmesinde voltajın sağlanması
StereoskopMoticSMZ-163Gözlemlemek için kullanılır tungsten telin bilenmesi
MikroskopOlympusW-51Çekirge maksiller palp'ta sensilla'yı gözlemlemek için kullanılır
Akıllı Veri Toplama DenetleyicisiSyntechIDAC-4Kayıt öncesi ve sırasında tüm sinyallerin gerçek zamanlı ekran görüntüsü
Uyaran kontrolörüSyntechCS-55Uyaran uygulamasını kontrol etmek için kullanılır
Elektronik mikromanipülatörC.M.D.TCFT-8301DKayıt elektrodunun küçük hareketi için kullanılır
MikromanipülatörNarishigeMN-151Referans elektrodunun küçük hareketi için kullanılır
HoparlörEDIFIERR101T06IDAC-4 ile bağlantılı ve sinyal için ses sağlar
Manyetik tabanPDOKPD-101Elektrodu ve uyaran dağıtım tüpünü tutmak için kullanılır
Titreşim İzolasyon TablosuTianHeHAP-100-1208Ekipmandan gelen titreşimi izole etmek için kullanılır
Cam slaytCITOGLASZBP-407Bostik
Blu-tack-45gTungsten telin sabitlenmesi
Pasteur tüpüYAREWITEGUyaran uyaran çözeltileri içeren filtre kağıdının yerleştirilmesi
MPH Blu-tack için taban yapmak için kullanılır

Kaynaklar

  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).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Tekli Sensillum KaydıTungsten ElektrotKoku ReseptörüKimyasal UyaranMaksiller PalpusElektrofizyolojiBöcek Koku Alma DuyusuSensillum Hazırlığı
Tek Sensillum kayıtları Locust Palp Sensilla Basiconica için
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.