从蛾的嗅觉系统的电生理测量

Published 3/29/2011
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Neuroscience

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Summary

昆虫嗅觉系统提供独特的形式electroantennograms(EAG)和单感器录音(SSR),这是概括所有的气味受体位于天线的神经元(ORNs)和安置在个别的反应记录嗅觉诱发反应的机会感器,分别为。

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Syed, Z., Leal, W. S. Electrophysiological Measurements from a Moth Olfactory System. J. Vis. Exp. (49), e2489, doi:10.3791/2489 (2011).

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Abstract

昆虫嗅觉系统提供独特的形式electroantennograms(EAG)和单感器录音(SSR),这是概括所有的气味受体位于天线的神经元(ORNs)和安置在个别的反应记录嗅觉诱发反应的机会感器,分别为。这些方法已利用昆虫化学通讯获得更好的理解。确定的刺激可以被用来作为害虫的管理战略,要么引诱或驱虫剂。

Protocol

1。昆虫

  1. 脐橙orangeworm,Amyelois transitella(沃克)(鳞翅目:螟蛾科)在我们的实验室在弗雷斯诺,CA杏树收集蛾起源的殖民地。我们的昆虫殖民地是在环境试验箱(波斯富街公司IA)保持在28 ± 2 ° C,75 ± 10%相对湿度,并根据16:8 h(光:暗)的照片政权。
  2. 新兴蛾每天收集,绝育手术,并转移到塑料盒(669毫升饭盒,13 x 13厘米,高4.5厘米,Rubbermaid公司)提供了高达10层的水浸泡过的纸巾(口渴超吸水,27.9 x 27.9厘米;的Safeway)。盒盖穿孔,让空气流通。这样的安排提供〜100%RH。
  3. 电生理测量,我们使用2-4天,出苗后,高湿度下保持老飞蛾。

2。电生理准备

  1. 轻轻推入一个枪头(200μL,美国科学公司),是从顶部切有一个大的(约2毫米)的尖端直径的蛾(男性或女性)。蛾是通过与加湿纸巾存根的另一端轻轻推,直到尖伸出触角和头部的一部分。
  2. 裸露的头部被固定覆盖头部与非干燥粘土留下了一只眼睛和两个天线外露的一小部分(Claytoon,凡阿肯国际CA)。这种准备是放在东亚运动会的微操作机器人的两个电极持有之间的MP - 12(Syntech,德国)的平台。
  3. 我们使用与长丝1.0毫米高硼硅毛细管(WPI的公司,佛罗里达州),拉一个型号的P - 97微量拉马(萨特仪器,CA)获得小于微米尖端微电极的玻璃电极。电极回到充满感器淋巴结振铃(Kaissling和Thorson 1980)。一个电极在显微镜下(莱卡MZ75)刺穿眼球暴露面积和作为参考,同时记录电极可容纳两个天线。为了方便联系,远端1-2触角段被切断之前被插入到记录电极。录音信号从个人感器,我们略作修改,其中记录电极是在显微镜下(奥林巴斯BX51WI; 800倍的放大倍率)刺穿的设置。玻璃电极插入感器的基本动作电位记录。一个高阻抗前置放大器(德国Syntech,)和美联储的信号被放大成一个瑞银IDAC AUTOSPIKE软件(德国Syntech,)加以分析与脱线。交流信号带通100 -10,000 Hz和动作电位之间的过滤提取的电脑使用AUTOSPIKE算法区别于噪音的高峰到波谷振幅。单个神经元的反应动作电位的频率增加(或减少)自发的频率(每秒峰值)计算。

3。化学刺激和刺激协议

  1. 最高纯度化学品的使用。一个从肚脐orangeworm女性信息素混合的主要成分,(Z,Z)-11,13 - hexadecadienal Bedoukian研究公司,CT。化学品稀释,W / V,与玻璃蒸馏正己烷,使存量的10微克/μL和decadic稀释解决方案。等分刺激的化学溶解在正己烷(10μL)加载到的Whatman滤纸条(8x40毫米),溶剂蒸发轻轻摇晃10秒下通风柜地带是放置在一个5毫升的聚丙烯注射器(BD注射器,新泽西州)各卷弹出。正己烷单独和一个空的注射器作为控制。
  2. 准备Syntech刺激控制器(CS - 55型; Syntech,德国)发表在加湿空气流举行20毫升/秒的刺激脉冲为4毫升/秒添加500毫秒。信号被记录为10秒,2秒前开始发病的刺激脉冲。触角的编制是刺激500毫秒脉冲在其中CA。 2毫升的净化空气,从5毫升聚丙烯注射器含有刺激添加到主要的空气流动。一个至少1分钟或以上的差距,高响应,允许之间的刺激。

4。代表性的成果

与女性信息素成分刺激内敛蛾触角(图1),(Z,Z)-11,13 hexadecadienal产生强大的剂量依赖反应(图2)。这一重大信息素成分也引出剂量依赖性兴奋反应,从长期trichodea感器显示在单个单元录音(图3B)的痕迹(图3A)。

图1
图1住肚脐orangeworm蛾克制和天线暴露

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图2。反应引起剂量依赖性的EAG反应(Z,Z)-11,13 hexadecadienal,一个主要的女性信息素成分。

图3
图3。感受器在男性的肚脐orangeworm蛾trichoid回应(Z,Z)-11,13 - hexadecadienal呈剂量依赖性。 (一)男肚脐orangeworm蛾天线多分段,每个段是大量的头发样结构,感器装饰。扫描电子显微照片,显示详细的插图(比例尺为200和50μm,分别)。 (二)外单从trichoid感器单位录音。

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Discussion

现场肚脐orangeworm蛾限制措施嗅觉信号开发的这种新方法已被证明是强大的和非常可靠的。我们经常采用这种方法分离鉴定小说引诱,像杏仁和开心果的自然宿主基板。

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Disclosures

没有利益冲突的声明。

Acknowledgements

USDA-NIFA/AFRI 2010-65105-20582,美国国家科学基金会0918177,和Bedoukian研究团的支持。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Microscope Olympus Corporation BX51WI model
Stereo microscope Leica Microsystems MZ75
1.0 mm borosilicate capillary tubing with filament World Precision Instruments, Inc. 1B100F-3
Micropipette puller Sutter Instrument Co. P-97
Stimulus controller Syntech CS-55 model
High Impedance pre-amplifiers (Universal Single ended probe) Syntech
Amplifier / data-acquisition system (USB-IDAC) Syntech
EAG Micromanipulator MP-12 Syntech
(Z,Z)-11,13-hexadecadienal Bedoukian Research Inc, CT.
Whatman filter paper Whatman, GE Healthcare 1001070
5 mL polypropylene syringe BD Biosciences 309633
pipette tip (200 μL) USA Scientific, Inc. 1111-0806
669 mL lunchbox,13 x 13 cm; height, 4.5 cm, Rubbermaid
Thirsty Ultra Absorbent, 27.9 x 27.9 cm Safeway
Non-drying clay Claytoon , Van Aken International, CA 18150
Environmental chamber I-30BLL model

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References

  1. Sattelle, D. B., Hall, L. M., Hildebrand, J. G. Insect olfactory sensilla: structural, chemical and electrical aspects of the functional organization. Receptors for Neurotransmitters. Hormones and Pheromones in Insects. Elsevier North-Holland. Amsterdam. 261-282 (1980).

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