باستخدام Sensillum واحدة تسجيل لكشف الردود الشم العصبية من بق الفراش لSemiochemicals

Neuroscience

Your institution must subscribe to JoVE's Neuroscience section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

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).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

النظام الشمي الحشرات تلعب دورا هاما في الكشف عن semiochemicals في البيئة. على وجه الخصوص، والشعيرات antennal التي تؤوي الخلايا العصبية واحدة أو متعددة في الداخل، وتعتبر لجعل مساهمة كبيرة في الاستجابة للمؤثرات الكيميائية. عن طريق تسجيل مباشرة إمكانات العمل في Sensillum وحاسة الشم بعد التعرض للمؤثرات، وتوفر تسجيل sensillum واحد (SSR) تقنية طريقة فعالة للتحقيق الردود العصبية من الحشرات للمؤثرات الكيميائية. لبق الفراش، وهو طفيل الإنسان سيئة السمعة، وقد اتسمت أنواع متعددة من Sensillum وحاسة الشم. في هذه الدراسة، أثبتنا الردود العصبية من بق الفراش الشعيرات حاسة الشم للمؤثرات الكيميائية اثنين والردود التي تعتمد على الجرعة إلى واحد منهم باستخدام طريقة SSR. هذا النهج يتيح للباحثين لإجراء الفحص المبكر لالمحفزات الكيميائية الفردية على بق الفراش حاسة الشم الشعيرات، والذي من شأنه أن يوفر معلومات قيمة للجمعةاإلمنائية الجديدة جاذبة بق الفراش أو طارد والفوائد جهود مكافحة بق الفراش.

Introduction

علة السرير المشترك البق الفراشي L (نصفيات الجناح: البقيات)، باعتباره طفيلي خارجي مؤقت، هو حشرة تمتص الدم ملزمة، مما يعني بقائهم على قيد الحياة، والتنمية، والاستنساخ تتطلب مصادر الدم من المضيفين، بما في ذلك كل من البشر والحيوانات 1،2. على الرغم من انتقال الفيروس نادرا ما يتم الإبلاغ بسبب C. الفراشي، وإزعاج العض التي تم إنشاؤها بواسطة الإصابة يؤثر على محمل الجد المضيفين على حد سواء جسديا ونفسيا 3. إدخال واستخدام واسع النطاق للمبيدات الحشرية الكيميائية، خصوصا مادة الدي دي تي، خفضت خطر من المناطق الموبوءة ونهاية تفشي 1950s كانت في مثل هذا المستوى المتدني أنها لم تعد تشكل قلقا خطيرا العام. ومع ذلك، فقد أدى عدد من العوامل الممكنة لعودة السكان في بق الفراش في جميع أنحاء العالم، مثل تقلص استخدام المبيدات الحشرية، وانخفاض الوعي العام، وزيادة النشاط السفر، وتطور مقاومة للمبيدات الحشرية 4-9. </ P>

تم الكشف عن العظة الكيميائية في البيئة ومعترف بها من قبل الحشرات من خلال أجهزة الشم مثل الهوائيات وpalps العلوية. وحاسة الشم الشعيرات على الهوائيات الحشرات تلعب دورا حاسما في الكشف عن هذه الاشارات الكيميائية. الجزيئات الكيميائية تدخل بشرة antennal من خلال المسام على سطح بشرة. الرائحة البروتينات ملزمة في مأزق الليمفاوية antennal لهذه الجزيئات الكيميائية ونقلها على مستقبلات الرائحة 10. يتم التعرف على مستقبلات الرائحة وزملائهم في مستقبلات من قناة الموجبة أيون غير انتقائية على الغشاء العصبي، والتي سيتم استقطابها مرة واحدة هذه الجزيئات الكيميائية من قبل مستقبلات الرائحة 11.

وقد وضعت تسجيل sensillum واحد (SSR) للكشف عن تغيير خارج الخلية في إمكانات العمل الناجمة عن تطبيق أي من المحفزات الكيميائية أو غير الكيميائية. عن طريق إدراج القطب تسجيل في الليمفاوية Sensillum و، والقطب المرجعيةفي أي جزء آخر من الجسم الحشرات (عادة إما عيونا أو البطن)، ومعدل اطلاق النار من الخلايا العصبية في استجابة للمؤثرات يمكن تسجيل 12. تغييرات في عدد من المسامير تمثل حساسية الحشرات للمؤثرات محددة. والمحفزات الكيميائية الهويات وتركيز مختلفة تثير استجابات عصبية مختلفة، مع معدلات اطلاق مختلفة وهياكل مؤقتة، وبالتالي يمكن استخدامها لتحقيق عملية الترميز للحشرة لمواد كيميائية معينة.

لعلة السرير المشترك، سواء الاستغلال الجنسي تتقاسم نفس النمط من الشعيرات حاسة الشم على هوائيات: تسعة مخدد الشعيرات ربط C، +29 يشبه الشعر E (E1 و E2) الشعيرات، وزوج واحد لكل من Dα، Dβ، Dγ ربط سلس الشعيرات 13،14. كما تم التعرف على الخلايا العصبية متعددة في كل نوع من Sensillum و، فإنه ليس من السهل التمييز بين إمكانات العمل من الخلايا العصبية المختلفة الموجودة في نفس Sensillum و، وذلك لهذه التجربة TOTAاحصي أرقام لتر من إمكانات العمل خارج الخط لفترة ميللي ثانية 500 قبل وبعد التحفيز. ثم تم طرح عدد من إمكانات العمل بعد التحفيز من عدد من إمكانات العمل قبل التحفيز وتضاعفت من قبل اثنين من أجل قياس التغيرات في معدل اطلاق النار في كل Sensillum والأفراد في المسامير في الثانية 15.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. إعداد الآلات، حلول المحفزات، وبق الفراش

  1. إعداد 50٪ كنو 2 الحل (ث / ت) في زجاجة 20 مل.
  2. شحذ اثنين الميكروية التنغستن في كنو 2 الحل في 5 V عن طريق غمس مرارا الأقطاب التنغستن والخروج من الحل.
    1. تقريبا شحذ السلك التنغستن عن طريق غمس حوالي 10 ملم من سلك التنغستن الدخول والخروج من الحل كنو 2 في سرعة 2 الانخفاضات / ثانية لمدة 5 دقائق، والتي يمكن أن تستهلك كثيرا من الواجهة الأمامية للسلك التنغستن.
    2. بدقة شحذ القطب بواسطة غمس حوالي 1 ملم من طرف سلك داخل وخارج من الحل في سرعة 2 الانخفاضات / ثانية ل1 دقيقة على الأقل وذلك لجعل نقطة غرامة وحادة من القطب. تحقق القطر القطب غيض تحت المجهر في كثير من الأحيان حتى تصل إلى 0،2-0،5 ميكرون، والتي ينبغي أن يكون على ما يرام بما فيه الكفاية لثقب بشرة من بق الفراش Sensillum وحاسة الشم.
      ملاحظة: في حين حاد يدوياملمسه القطب، وسرعة غمس السلك التنغستن في حل كنو 2 ليست ثابتة في كل وقت. مع مزيد من الممارسة، فمن الأسهل بكثير للحفاظ على سرعة ثابتة نسبيا في شحذ القطب. الوقت شحذ غير مؤكدة أيضا اعتمادا على كيفية غرامة ينبغي أن يكون القطب. هنا، وهي غيض الكهربائي مع قطر ~ 0.2 ميكرون هي كافية لثقب من خلال Sensillum وحاسة الشم.
  3. تمييع كل من المحفزات الكيميائية في سلفوكسيد ثنائي ميثيل (DMSO) من مجمع أنيق إلى التركيز الأولي 01:10 ت / ت كحل الأسهم. إنشاء سلسلة من التخفيفات decadic اعتمادا على عدد الجرعات المطلوبة في التجربة، ومرة ​​أخرى مع DMSO، من كل من الحلول الأسهم لكل مادة كيميائية. هنا، استخدم 10٪ (+) - β-بينين ويوكاليبتول.
  4. ضع أيام unfed أو سبعة بعد الرضاعة بق الفراش الكبار (سواء الذكور أو الإناث) من نهاية المباراة. ديكس مستعمرة (هدية من الدكتور هاينز في جامعة كنتاكي) لاستخدامها في تيانه تجربة في طبق بتري.
    ملاحظة: ليس هناك عدد محدد لبق الفراش وضعها في طبق بتري. ويمكن أن يكون القليل أو الكثير.

2. سرير علة إعداد هوائيات

  1. تخدير بق الفراش على الجليد (2-3 دقائق).
  2. إصلاح كل من الهوائيات والجسم الحشرات على ساترة المجهر مع الشريط على الوجهين وإزالة الساقين مع مقص غرامة.
  3. استخدام دبوس صغير للمس بلطف هوائيات ذلك إلى التمسك بها على الشريط بشكل مطرد.
  4. ضع ساترة ضد كرة صغيرة (~ 1 سم القطر) من الشمع الأسنان لتسهيل التلاعب وتعديله إلى زاوية مناسبة (~ 90 درجة) على القطب تسجيل (الشكل 1).
  5. مرة واحدة مضمونة، ضع بق الفراش تحت المجهر ستيريو، بدوره على مصدر ضوء بارد وضبط شدة الإضاءة حتى يتم تقديم الهوائي بشكل واضح، والتركيز المجهر على السوط الثاني من الهوائي بق الفراش في تضخم عالية (720X) .
    ملاحظة: شدة الإضاءة المستخدمة في التجربة لا quantitated، الذي يعتمد حقا على كيف يشعر عيون المجرب في شدة الإضاءة.

3. Sensillum واحدة تسجيل

  1. توصيل المضخم (10X) مع وحدة تحكم اكتساب إشارة، وهذا مرتبط مع جهاز الكمبيوتر لتسجيل الإشارات والتصور. قم بتشغيل الكمبيوتر وإطلاق البرنامج، على سبيل المثال، AutoSpike32 وانقر على وضع "سجل" من شريط القوائم. ثم اختر "موجة" وذلك لبدء تسجيل إشارات الموجة.
    ملاحظة: خط مستو يمتد من اليسار إلى اليمين من الشاشة بشكل متكرر يجب أن يكون الآن مرئية. هنا، نافذة تسجيل يدوم 40 ثانية. ماكس تسجيل موجة هو 10 ثانية. معدل أخذ العينات المحدد هو 96000 ومعدل أخذ العينات الرقمية 240. وهناك 0٪ تعويض وليس الترشيح، أي تصحيح للإشارات تسجيل. يمكن تعديل كل هذه الإعدادات معلمة في البرنامج حسب الحاجة.
  2. <لى> قم بتشغيل مكبر صوت متصل المضخم، والذي يستخدم لتقديم طريقة التنغيم للردود العصبية من Sensillum وantennal.
  3. إدراج القطب إشارة إلى البطن من بق الفراش استقرت.
    ملاحظة: تم عقد القطب المرجعية من قبل حامل معدني تعلق مغناطيسيا إلى طاولة الهواء.
  4. بعد أن تم توصيل القطب إشارة إلى بطن بق الفراش، ونقل القطب تسجيل، وهذا مرتبط إلى المضخم والتلاعب بها من قبل micromanipulator، نحو نهاية الخلفي من هوائي علة السرير.
  5. عندما القطب تسجيل في اتصال مع طرف الأيمن من الهوائي، تشغيل المجهر وتحديد القطب في التكبير المنخفض.
  6. ضبط القطب تسجيل مع زيادة تدريجية في التكبير حتى كل من القطب وSensillum وantennal في نفس الطائرة واضحة للعيان تحت المجهر.
    ملاحظة: وبحلول ذلك الوقت، المجهر هو المعتادلاي على أعلى التكبير.
  7. إدراج القطب تسجيل في رمح من Sensillum وباستخدام micromanipulator والتعمق قليلا إذا ضجيج الخلفية مرتفع مقارنة مع إمكانات العمل.
  8. مرة واحدة لوحظ إمكانات العمل واضحة من Sensillum وسجلت، وملء micropipette مع 10٪ (+) - β-بينين. استخدام micropipette لإيداع 10 ميكرولتر قسامة من 10٪ (+) - β-بينين على شريط ورق الترشيح (~ 3 × 15 مم) وضعت داخل ماصة باستير الزجاج.
    1. ربط ماصة تحميلها إلى مخرج من أنبوب تدفق نبض تحكم التحفيز ووضع غيض من ماصة في حفرة صغيرة في الأنبوب موجهة نحو الهوائي.
  9. عندما استقرت كل هذه الاتصالات، كساد FOOTSWITCH وحدة تحكم التحفيز لتقديم نفخة 0.5 ثانية من التحفيز (0.5 لتر / دقيقة) في مجرى الهواء مرطب المستمر. وسيبدأ تسجيل إمكانات العمل في وقت واحد عندما footswitcح هو الاكتئاب. فإن عملية التسجيل تكون آخر لمدة 10 ثانية اعتبارا من 1 ثانية قبل التحفيز.
  10. عد إمكانات العمل خارج الخط لمدة 500 ميللي ثانية فترات، واحدة قبل واحدة بعد التحفيز. طرح أي تغيير في معدل ارتفاع خلال 500 مللي ثانية بعد التحفيز من النشاط العفوي سجلت خلال السابقة 500 ميللي ثانية وتحويل التهم في نطاق التقليدية السنابل / الصورة عن طريق ضربها ب 2.

4. التحفيز استبدال في SSR

  1. مرة واحدة وقد تم إطلاق FOOTSWITCH، تسليم 10٪ (+) - β-بينين في ماصة على السرير علة هوائيات وتسجيل استجابة لهذه الرائحة معينة لمدة 10 ثانية، وبعد ذلك يتم إزالة ماصة.
  2. تسمية ماصة جديدة أخرى مع يوكاليبتول 0.001٪ لفحصها. ضع قطعة صغيرة من ورق الترشيح على الذي تم تطبيقه 10 ميكرولتر من التحفيز، في ماصة جديدة.
  3. الانتظار لمدة 2-5 دقائق حتى التحفيز هو vapori تمامازد في ماصة الزجاج. إرفاق ماصة على مخرج من أنبوب تدفق النبض.
  4. إدراج غيض ماصة في حفرة صغيرة من الأنبوب موجهة نحو الهوائي. كساد FOOTSWITCH والبدء في تسجيل 10 ثانية.
  5. قطع ماصة وإعداد ماصة أخرى مع 0.01٪ يوكاليبتول.
  6. اختبار كل ما تبقى من جرعات يوكاليبتول (من 0.001٪ إلى 10٪) على الشعيرات antennal لمراقبة ردود تعتمد على الجرعة. اختبار من أكثر تمييع لأقل تخفيف جرعات.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

تسجيل Sensillum واحد هو أسلوب التحقيق القوية المستخدمة في الدراسات من الحشرات البيئة الكيميائية وعلم وظائف الأعضاء العصبية. التحقيق في الاستجابات العصبية للحشرات لمركبات طيارة مختلفة، وخصوصا تلك التي يعتقد أنها مرتبطة بيئيا لبقاء وتطور الحشرات، لا يعطي لنا رؤى لا تقدر بثمن في عملية الشم الحشرات، ولكن أيضا يفتح آفاقا جديدة واعدة التي يمكن ان تؤدي لتطوير الكواشف جديدة مفيدة لمكافحة الآفات.

علة السرير المشترك، وآفة الحضرية سيئة السمعة، وقد اجتذب بالتأكيد على اهتمام العديد من الباحثين. ومن بين مجالات الدراسة المختلفة المتصلة بق الفراش، وآلية الشم الخاصة بهم هي في غاية الأهمية للبيئة الكيميائية من بق الفراش. وقد وصفت دراسات سابقة صراحة كمية وتوزيع أنواع مختلفة من Sensillum وشمي على السريرعلة الهوائيات. كما هو مبين في الشكل 2A، سرير هوائيات علة تمتلك أربعة قطاعات (SC، PE، F1 و F2). وتعرض غالبية الشعيرات حاسة الشم في نهاية الخلفي من السوط 2ND (F2)، ولكن توزيعها تختلف اختلافا واضحا لكل نوع: من الشعيرات D، وهي Dα، Dβ وDγ، تقع فقط على طول الجانب الداخلي لل هوائيات (الشكل 2C)، في حين تم العثور على C و E (E1 و E2) الشعيرات على كلا الجانبين من الهوائيات (الشكل 2B). ولذلك، من أجل ضمان أن نسجل الاستجابة العصبية من الشعيرات D، وضع دقيق للهوائي أمر ضروري.

لأن كلا من الاستغلال الجنسي للسهم بق الفراش نفس النمط من أنواع الشعيرات والجانب الداخلي من الهوائيات الخاصة بهم يحتوي على جميع أنواع الشعيرات، واستهداف هذه المنطقة يجعل من الاسهل بكثير لتسجيل استجابات كيميائية من جميع أنواع مختلفة من الشعيرات بشكل منفصل على هوائيه (الشكل 3A). في تسجيل Sensillum واحد، الشعيرات حاسة الشم مختلفة تظهر إشارات العصبية مع عمل متميز مختلفة الأنواع وسعة (الشكل 3B) المحتملة. على سبيل المثال، ومن المعروف E الشعيرات أن يكون واحدا أو اثنين من الخلايا العصبية في الداخل، بينما نوع D منزل الشعيرات المزيد من الخلايا العصبية من أي E أو C الشعيرات، تنتج إمكانات العمل أكثر تعقيدا من غيرها نتيجة لذلك. سعة الردود العصبية من C الشعيرات هي أصغر بكثير من تلك الأنواع Sensillum وغيرها.

مرة واحدة وقد تم تعيين اتصالات القطب تصل، يمكن تسجيل ردود العصبية من كل نوع من Sensillum وعلى كل التحفيز على أساس هويتهم وشدة. بالنسبة لبعض المحفزات التي بق الفراش هي حساسة للغاية، ويمكن الاستجابة العصبية تكون عدة ثوان قوية جدا ومشاركة ما وراء إنهاء التحفيز. على سبيل المثال، في استجابة ل10٪ (+) - β-بينين، وأظهرت بق الفراشرد فعل قوي بمعدل ضخم اطلاق النار (≥200 السنابل / ثانية) وديناميات الزمنية فائقة مستمرة مقارنة بالكنترول مع المذيبات وحدها بوصفها حافزا (4A الشكل وB). محفزات مختلفة قد يثير ردود العصبية مختلفة تماما عن نفس Sensillum و، وتركيزات مختلفة من نفس التحفيز من المرجح أن تولد ترددات اطلاق مختلفة تماما. كما هو مبين في الشكل (5)، وزيادة تركيز يوكاليبتول رفع ترددات اطلاق النار من 30 السنابل / ثانية في 0.001٪ إلى 240 السنابل / ثانية في 10٪ بطريقة تعتمد على الجرعة.

الشكل 1
الشكل 1. رسم تخطيطي يبين الإجراء تثبيت لبق الفراش. واستقر بق الفراش على ساترة مع الهوائيات الثابتة على الشريط. ثم يتم وضع عينة تجميعها على خشبة المسرح المغناطيسية. التوجه وارتفاع العينة جويمكن تعديلها لزاوية مناسبة بين الهوائيات بق الفراش والقطب تسجيل. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 2
الشكل 2. توزيع الشعيرات حاسة الشم على هوائيات بق الفراش. (A) A الضوئي الكهربائي مجهر (SEM) صورة هوائي بق الفراش. الهوائي أربعة قطاعات، وSculpus (SC)، Pedecel (PE)، والسوط الأول (F1) والسوط الثاني (F2). وتقع معظم الشعيرات حاسة الشم على F2، على الرغم من أن تم أيضا العثور على عدد قليل من الشعيرات حاسة الشم على F1، والتي يعتقد أن لها صلة وظيفتها الكشف تجميع فرمون لعلة السرير 16. (B) صورة SEM من الجانب الخارجي من F2، الذي يضم olfac C و Eالشعيرات المحافظين. (C) صورة SEM من الجانب الداخلي من F2، الذي عثر عليه لإيواء جميع أنواع مختلفة من الشعيرات حاسة الشم: D (Dα، Dβ، Dγ)، C و E. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم .

الشكل (3)
الشكل 3. الإشارات العصبية النموذجية لأنواع مختلفة من الشعيرات حاسة الشم على بق الفراش هوائيات. الصور (A) عالية الدقة SEM من كل نوع من Sensillum وشمي على هوائيات بق الفراش. (B) الإشارات العصبية النموذجية من الشعيرات حاسة الشم مختلف قبل التعرض لحافز. Dα، Dβ، Dγ وC الشعيرات، التي تؤوي متعددة الخلايا العصبية الحسية الشمية (OSNs)، المعرض إمكانات العمل أكثر تعقيدا مما E1 و E2 الشعيرات، الذي شاركntain واحد أو اثنين فقط OSNs. سعة من إمكانات العمل من C الشعيرات هي أصغر بكثير من تلك الموجودة في أنواع Sensillum وغيرها. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 4
الرقم 4. استجابة العصبية التمثيلية للمؤثرات التي بق الفراش حساسة لل. يظهر أثر (A) إشارة الاستجابة العصبية نموذجية لSensillum وحاسة الشم (Dγ) إلى مذيب، الذي يستخدم عنصر التحكم في تسجيل Sensillum واحد. يتم تعيين آثار إشارة لبدء 1 ثانية قبل نفخة 0.5 ثانية من التحفيز. ولا تزال آثار إشارة تسجيل لمدة 10 ثانية بعد بدء نفخة التحفيز. (B) إشارة تتبع تظهر استجابة عصبية قوية للغاية من حاسة الشمSensillum و(Dγ) لحافز النباتية، 10٪ (+) - β-بينين. بعد نفخة من (+) - يتم تسليم β-بينين إلى Sensillum وDγ، وتطلق OSNs يضم داخل هذا Sensillum ومع ارتفاع وتيرة وديناميكية الزمنية طويلة الأمد. شريط أبيض فوق تتبع إشارة يدل على فاصل زمني 1 ثانية قبل التعرض التحفيز، شريط أحمر فوق التتبع يناظر تسليم نفخة التحفيز على Sensillum وحاسة الشم، وشريط أسود فوق أثر يدل على الإشارات المسجلة بعد انتهاء نفخة التحفيز. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 5
الرقم 5. ردود تعتمد على الجرعة التمثيلية للOSNs للمنبهات. عن طريق التحفيز النباتية آخر، يوكاليبتول باعتبارها إكساءmple، عرض الشعيرات Dγ استجابة تعتمد على الجرعة لتركيزات مختلفة من يوكاليبتول. كما ارتفعت التركيزات من 0.001٪ إلى 10٪، وارتفعت الترددات اطلاق النار من 30 السنابل / ثانية إلى 240 السنابل / ثانية. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

تم تقنية Sensillum واحدة تستخدم على نطاق واسع تسجيل في اختبار الاستجابات العصبية من الحشرات مثل ذباب الفاكهة والبعوض والبق الفراش للمؤثرات الكيميائية المختلفة في البيئة. وغالبا ما حل هذه المحفزات الكيميائية وتخفيفه في مذيب المشترك من أجل إعداد جرعات مختلفة من العلاجات. ومع ذلك، يمكن مذيبات مختلفة تنتج معدلات الانبعاث مختلفة تماما عن المنبهات. الدراسات السابقة على بعض الحشرات درس على نطاق واسع مثل ذبابة الفاكهة السوداء البطن، بعوض الملاريا، كوينكيفاسكياتس الكيولكس والزاعجة المصرية قد عادة ما تستخدم زيت البارافين مثل المذيبات بحل المحفزات، وهذه الحشرات هي حساسة نسبيا لزيت البارافين 17-20. كما تم استخدام زيت البرافين في الدراسات تسجيل Sensillum واحدة في وقت سابق من بق الفراش، لنفس السبب 14. ومع ذلك، فإن المذيبات الأكثر شيوعا قد لا تكون الأفضل لكل أنواع الحشرات. في كاليفورنياذاتها من بق الفراش، سواء زيت البرافين وDMSO، التي بق الفراش أيضا يحمل حساسية، وقد استخدمت بحل المحفزات في دراسات مختلفة 14،15، ولكن تظهر نفس الجرعات من المحفزات مخففة في DMSO إلى الحصول على ردود العصبية أقوى بكثير على والشعيرات من بق الفراش. على سبيل المثال، الذائبة DMSO R - (+) - الليمونين وS - (-) - الليمونين الردود العصبية الناتجة من ≥70 السنابل / ثانية من Dγ الشعيرات على بق الفراش الهوائي، في حين أثارت والليمونين المنحل النفط البارافين الردود العصبية فقط ≤25 السنابل / ثانية من Dγ الشعيرات. هذا الانخفاض في الردود العصبية هو أمر شائع جدا في المحفزات التي تم المخفف بزيت البرافين، وربما يرجع ذلك إلى معدل إطلاق أبطأ من زيت البرافين مقارنة مع DMSO. هذا المعدل الإفراج أبطأ يقلل من كمية التحفيز تسليمها على سطح Sensillum و، ويمكن أن يؤدي إلى استنتاج مضلل بشأن حساسية الحشرات لبعض semiochemicals.

اثنين الظريف حرجملاحظة لإجراء تسجيل Sensillum واحد والتحضير 1) عينة و2) تسجيل إشارة. لإعداد العينات، منذ بق الفراش لها سيقان قوية جدا وتتحرك بنشاط هوائيات، من المهم جدا لإزالة كافة الساقين وعصا هوائيات بإحكام على الشريط على الوجهين. في عملية تسجيل إشارة، في بعض الأحيان، فإنه من المستحيل positionally عن القطب إلى نقطة في رمح Sensillum و. إذا كان هذا هو الحال، القطب قد ثقب نهاية الخلفي من Sensillum و، الذي يعطي دائما إشارة نظيفة جدا وواضحة مع ضجيج الخلفية ضئيل جدا.

كما أن هناك خلايا عصبية متعددة يضم في D و C نوع الشعيرات، غالبا ما يكون من الصعب التمييز بين الخلايا العصبية الفردية على أساس سعة والأشكال من إمكانات العمل التي تنتج أثناء SSR. ومع ذلك، فإنه لا يزال من الممكن أن نرى الاختلاف في ردود بق الفراش لمنبهات مختلفة بناء على وتيرة اطلاق المشترك لجميع الخلايا العصبية في نفس الصورةensillum. من الناحية النظرية، بق الفراش حساسة لبعض المحفزات مع التحفيز القوية في حين حساسة للمؤثرات أخرى مع التحفيز ضعيفة بنفس الجرعة. ولذلك إجراء المزيد من الدراسات دمج اختبارات السلوك والمعلومات من استجابتها العصبية لهذه المحفزات تقديم معلومات مفيدة عن semiochemicals ذات الصلة بيئيا لبق الفراش.

في هذه الدراسة، ونحن أيضا استخدام تقنية SSR لاختبار ردود العصبية من الشعيرات حاسة الشم لجرعات مختلفة من المحفزات. لاحظنا وجود نمط تعتمد على الجرعة في الاستجابات العصبية علة السرير للمواد الكيميائية المختلفة. ومع ذلك، وبالنظر إلى البيئة المعقدة بق الفراش يعيشون في، والجرعة الفعلية من المواد المتطايرة التي كتبها بق الفراش التي واجهتها في محيطهم الطبيعي أن تكون منخفضة جدا. ونتيجة لذلك، فإن semiochemicals التي تثير استجابة عصبية قوية في الجرعات المنخفضة وصولا الى 1:10 5 ت / ت و01:10 4 ت / ت هم أكثر عرضة لتكون ذات مغزى من الناحية البيولوجية للبق الفراش من غيرها من المواد الكيميائية رقبعة تعمل فقط عند تناول جرعات عالية. ولذلك، تلك semiochemicals التي تعمل في الجرعات المنخفضة ربما تلعب دورا هاما في استقبال كيميائي من بق الفراش، ومساعدتهم على تحديد موقع المضيف أو تجنب العوامل السلبية، وبالتالي سوف توفر إرشادات مفيدة في الكشف عن واعدة جاذبة بق الفراش أو المواد الطاردة للاستخدام في كل من المختبر والمقايسات المجال.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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 

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bartonicka, T., Gaisler, J. Seasonal dynamics in the numbers of parasitic bugs (Heteroptera, Cimicidae): a possible cause of roost switching in bats (Chiroptera, Vespertilionidae). Parasitol Res. 100, (6), 1323-1330 (2007).
  2. Thomas, I., Kihiczak, G. G., Schwartz, R. A. Bed bug bites: a review. Int J Dermatol. 43, (6), 430-433 (2004).
  3. Anderson, A. L., Leffler, K. Bed bug infestations in the news: a picture of an emerging public health problem in the United States. J Environ Health. 70, (9), 24-27 (2008).
  4. Boase, C. Bed bugs (Hemiptera: Cimicidae): an evidence-based analysis of the current situation. Sixth international conference on urban pests. OOK-Press Kft. Robinnson, W., Bajomi, D. Budapest, Hungary, (2008).
  5. Doggett, S. L., Geary, M. J., Russell, R. C. The Resurgence of bed bugs in Australia: with notes on their ecology and control. Environ Health. 4, (2), 30-38 (2004).
  6. Ter Poorten, M. C., Prose, N. S. The return of the common bedbug. Pediatr Dermatol. 22, (3), 183-187 (2005).
  7. Yoon, K. S., Kwon, D. H., Strycharz, J. P., Craig, S., Lee, S. H., Clark, J. M. Biochemical and molecular analysis of deltamethrin resistance in the common bed bug (Hemiptera: Cimicidae). J Med Entomol. 45, (6), 1092-1101 (2008).
  8. Wang, L., Xu, Y., Zeng, L. Resurgence of bed bugs (Hemiptera: Cimicidae) in mainland China. Fla Entomol. 96, (1), 131-136 (2013).
  9. Haynes, K. F., Potter, M. F. Recent progress in bed bug management. Advanced technologies for managing insect pests. Ishaaya, I., Palli, S. R., Horowitz, A. R. Springer. New York. 269-278 (2013).
  10. Carey, A. F., Carlson, J. R. Insect olfaction from model systems to disease control. Proc Natl Acad Sci. 108, (32), 12987-12995 (2011).
  11. Leal, W. S. Odorant reception in insects: roles of receptors, binding proteins, and degrading enzymes. Annu Rev Entomol. 58, 373-391 (2013).
  12. Den Otter, C. J., Behan, M., Maes, F. W. Single cell response in female Pieris brassicae. (Lepidoptera: Pieridae) to plant volatiles and conspecific egg odours. J Insect Physiol. 26, (7), 465-472 (1980).
  13. Levinson, H. Z., Levinson, A. R., Muller, B., Steinbrecht, R. A. Structural of sensilla, olfactory perception, and behavior of the bed bug, Cimex lectularius., in response to its alarm pheromone. J Insect Physiol. 20, (7), 1231-1248 (1974).
  14. Harraca, V., Ignell, R., Löfstedt, C., Ryne, C. Characterization of the antennal olfactory system of the bed bug (Cimex lectularius). Chem Senses. 35, (3), 195-204 (2010).
  15. Liu, F., Haynes, K. F., Appel, A. G., Liu, N. Antennal olfactory sensilla responses to insect chemical repellents in the common bed bug, Cimex lectularius. J Chem Ecol. 40, (6), 522-533 (2014).
  16. Olson, J. F., Moon, R. D., Kells, S. A., Mesce, K. A. Morphology, ultrastructure and functional role of antennal sensilla in off-host aggregation by the bed bug, Cimex lectularius. Arthropod Struct Dev. 43, (2), 117-122 (2014).
  17. Bruyne, M., Foster, K., Carlson, J. R. Odor coding in the Drosophila antenna. Neuron. 30, (2), 537-552 (2001).
  18. Qiu, Y. T., Loon, J. J. A., Takken, W., Meijerink, J., Smid, H. M. Olfactory coding in antennal neurons of the malaria mosquito, Anopheles gambiae. Chem Senses. 31, (9), 845-863 (2006).
  19. Ghaninia, M., Ignell, R., Hansson, B. S. Functional classification and central nervous projections of olfactory receptor neurons housed in antennal trichoid sensilla of female yellow fever mosquito, Aedes aegypti. Eur J Neurosci. 26, (6), 1611-1623 (2007).
  20. Hill, S. R., Hanson, B. S., Ignell, R. Characterization of antennal trichoid sensilla from female southern house mosquito, Culex quinquefasciatus Say. Chem Senses. 34, (3), 231-252 (2009).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics