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Method Article
Signaux olfactifs médiation de nombreux comportements différents chez les insectes, et sont des mélanges souvent complexes composées de quelques dizaines à quelques centaines de composés volatils. Chromatographie en phase gazeuse avec multi-canal d'enregistrement dans le lobe antennaire des insectes, nous décrivons une méthode pour l'identification de composés bioactifs.
Tous les organismes vivent dans un monde plein de stimuli sensoriels qui déterminent leur réponse comportementale et physiologique à leur environnement. L'olfaction est particulièrement important chez les insectes, qui utilisent leurs systèmes olfactifs à répondre et à discriminer entre les stimuli, d'odeurs complexes. Ces odeurs susciter des comportements qui interviennent dans des processus tels que la reproduction et la sélection de l'habitat 1-3. En outre, la détection chimique par la médiation des comportements des insectes qui sont très importants pour l'agriculture et la santé humaine, y compris la pollinisation 4-6, herbivores de 7 cultures vivrières, et la transmission de la maladie de 8,9. Identification des signaux olfactifs et leur rôle dans le comportement des insectes est donc important de comprendre les processus écologiques et les ressources alimentaires de l'homme et du bien-être.
À ce jour, l'identification des substances volatiles qui animent le comportement des insectes a été difficile et souvent fastidieux. Les techniques actuelles comprennentd'enregistrement gaz électroantennogramme chromatographie couplée (GC-EAG) et chromatographie en phase gazeuse couplée simples enregistrements sensille (GC-SSR) 10-12. Ces techniques s'est avéré crucial dans l'identification de composés bioactifs. Nous avons développé une méthode qui utilise la chromatographie gazeuse couplée à canaux multiples enregistrements électrophysiologiques (appelé «GCMR ') de neurones dans le lobe antennaire (AL; primaire de l'insecte centre olfactif) 13,14. Cette technique state-of-the-art nous permet d'explorer la manière dont l'information odeur est représenté dans le cerveau des insectes. En outre, parce que les réponses neuronales aux odeurs à ce niveau de traitement en raison olfactive sont très sensibles au degré de convergence des neurones récepteurs de l'antenne en neurones AL, AL enregistrements permettra la détection des constituants actifs des odeurs naturelles de manière efficace et avec une grande sensibilité. Nous décrivons ici GCMR et donner un exemple de son utilisation.
Plusieurs étapes générales sont impliqués dans la détection des substances volatiles bioactives et de réponse aux insectes. Volatiles doivent d'abord être recueillies auprès de sources d'intérêt (dans cet exemple, nous utilisons des fleurs du genre Mimulus (Phyrmaceae)) et caractérisé, au besoin en utilisant des techniques de GC-MS 14-16. Les insectes sont préparés pour l'étude en utilisant un minimum de dissection, après quoi, une électrode d'enregistrement est inséré dans le lobe antennaire multi-canal et l'enregistrement commence neuronal. Post-traitement des données neuronales qui révèle alors odorants particuliers entraîner des réactions neurales par le système nerveux des insectes.
Bien que l'exemple que nous présentons ici est spécifique aux études de pollinisation, GCMR peut être étendu à un large éventail d'organismes d'étude et des sources volatiles. Par exemple, cette méthode peut être utilisée pour l'identification de substances odorantes attirant ou repoussant les insectes vecteurs et les ravageurs des cultures. En outre, GCMR peut également être utilisé pour identifier attractifs pour les insectes bénéfiques, tels que pollinators. La technique peut être étendue à des non-sujets insectes ainsi.
1. Follection volatile
2. Préparation électrophysiologique
3. Chromatographie en phase gazeuse avec Multi-canal d'enregistrement
4. Analyse des données
Dans l'essai à l'aide du GCMR M. lewisii parfum floral, nous injectons 3 pi de l'extrait dans le CG. Le nombre total de substances volatiles élution à travers la GC est généralement 60-70 volatiles. Le parfum de M. lewisii est constitué en majorité de monoterpenoids, y compris β-myrcène (acyclique) et α-pinène, le reste de l'odeur composée de six-carbone volatiles, tels que le 2-hexanol, et qui comprennent des sesquiterpénoïdes <1% de l'espace de t...
Olfactif des insectes à médiation comportements conduire de nombreux processus différents, y compris la reproduction, la sélection du site d'accueil, et l'identification des ressources alimentaires appropriées. L'étude de ces processus nécessite la capacité d'identifier les composés volatils émis par la source, ainsi que la capacité d'identifier les composés qui sont médiatrices les comportements. Pour compliquer les choses, c'est que les odeurs sont composées de quelques dizaines ?...
Aucun conflit d'intérêt déclaré.
Ce travail a été soutenu par la NSF subvention IOS 1121692, et par l'Université de Washington Research Foundation.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nom de l'objet | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
Porapak Q Type 80-100 mesh | Eaux | WAT027060 | |
Sacs Four Reynolds | Reynolds | ||
GC | Agilent | 7820A | |
Colonne GC | J & W Scientific, Folsom, CA, USA | DB-5 (30 m, 0,25 mm, 0,25 um) | |
D'analyse de gaz vecteur hélium | Praxair | HE K | 1 cc / min |
16-canal électrode de silicium | NeuroNexus Technologies | a4x4-3mm50-177 | |
NiCr fil fin, 0,012 mm de diamètre) | Sandvik Kanthal HP Reid | PX000004 | Pour faire tétrodes personnalisés et stereotrodes |
Pré-amplificateur | Tucker-Davis Système | PZ-2 | |
Amplificateur | Tucker-Davis Système | RZ-2 | |
L'acquisition de données système - OpenEx Suite | Tucker-Davis Système | ||
En ligne spike-tri logiciels - SpikePac | Tucker-Davis Système | ||
Hors ligne spike-tri logiciels - Mclust Spike-tri boîte à outils | David Redish, Department of Neuroscience, Universitédu Minnesota | Téléchargement gratuit à http://redishlab.neuroscience.umn.edu/MClust/MClust.html | MATLAB boîte à outils |
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