עבודה זו מומנה על ידי מענק האמון Leverhulme (RPG-2012-708) ומענק BBSRC (BB / M00709X / 1) כדי Gaw.

1. לכידת דבורים מהמושבה והתקופה הרעבה הערה: הניסויים שתוארו כאן בוצעו באוניברסיטת ניוקאסל, בריטניה עם Audax בומבוס האדמה. מושבות מרובות (2-3) לרכוש מסחרית שימשו לכל טיפול. המושבות קויימו על ספסל בתנאי מעבדה (25 ± 2 ° C ו -28 ± 2% לחות יחסית) בחשכה מתמדת ו הואכלו עם כרצונך פתרונות סוכר ואבקת פרחים דבש דבורים שנאספו. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסוף העובד היחיד דבורים Bumble באמצעות בקבוקון פלסטיק (7 ס&quot;מ, 2.8 ס&quot;מ קוטר פנימי) עם פקק פלסטיק מחורר, לאחר פתח את השער למושבה רק מספיק זמן בשביל דבורה אחד כדי לצאת ולהיות לכודים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני הניסוי, בנפרד להרעיב כל הדבורים בומבוס במשך 2-4 שעות ב צלוחיות פלסטיק ולשמור בטמפרטורת החדר בחושך מוחלט. </li></ol> 2. העברת דבורים לתוך צינורות האחזקות לבין Habituation שלב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר תקופת הרעב, להעביר דבורה ישירות בקבוקון הפלסטיק לתוך צינור החזקה. הצינור מחזיק הוא צינור צנטריפוגות שונה 15 מ&quot;ל (אורך: 119 מ&quot;מ; קוטר 17 מ&quot;מ), עם חור 4 מ&quot;מ קדח בקצה וחתיכת רשת פלדה (הבסיס: 8 מ&quot;מ; מ&quot;מ גובה 30) קבוע בתוך ידי התכה הפלסטיק של הצינור עם מחט פלדה לנתח מחוממת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן צינור ההחזקה המכיל את הדבורה על בעל קלקר עם שעווה שיניים. תקן שתי חתיכות קרטון משני צדי צינור ההחזקה. זאת על מנת להגן על הדבורה מגירויים חזותיים שעשויים להפריע הניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם מצלמה מיקרוסקופית דיגיטלית 5 סנטימטרים מעל קצה צינור ההחזקה ולחבר את המצלמה למחשב נייד תואם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את צינור ההחזקה כך שלפחות 18 המ&quot;מ הראשון של קצה החזקת הצינור הוא בתוך מסגרת וידאו. לפני הניסוי, להתחיל תקופת התרגלות 3 דקות. </li></ol> 3.שלב טרום מבחן: הצגת טיפת סוכרוז <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר מזרק למתאם הנשי המכיל טיפה של תמיסת סוכרוז (~ 3.5 μl, סוכרוז 500 מ&quot;מ מומס במים deionized). הצג את סוכרוז בתוך קצה צינור ההחזקה להניע את הסיומת של החוטם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תן הדבורה עד 5 דקות לצרוך אגל סוכרוז. אם אגל אינו נצרך, להסיר את הדבורה מהניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בגין הקלטת וידאו לאחר תקופת התרגלות. במחקר זה, פעילות החוטם נרשמה 26.7 מסגרות / sec -1 עם שיעור הגדלת 25x. </li></ol> 4. מבחן שלב: הצגת פתרון המבחן <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלאו צינור microcapillary 100 μl עם פתרון המבחן. חבר אותו חתיכת צינורות סיליקון (אורך 6 ס&quot;מ, 1 מ&quot;מ קוטר פנימי) ולתקן אותה מניפולטור מיקרו. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את צינורות באמצעות מתאם זכר צינורות סיליקון אחר (6 ס&quot;מ אורך, 4 מ&quot;מ קוטר פנימי), WHIch משמש נורת פיפטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את מ&quot;מ microcapillary צינור 5-10 הרחק קצה צינור החזקה. יש ללחוץ בעדינות את הצינורות לשמור פתרון ההאכלה בקצה צינור microcapillary. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הדבורה צורכת אגל סוכרוז, להסיר לאלתר את המזרק המכיל את תמיסת סוכרוז 500 מ&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתחיל את שלב 2 דקות הבדיקה כאשר קשר החוטם של הדבורה הפתרון בתוך צינור microcapillary. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לשלוט על אידוי אפשרי, למלא שני צינורות microcapillary נוספים עם סוכרוז או מים ולטפל בו בדיוק כמו במהלך שלב הבדיקה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני ואחרי כל ניסוי לסרוק את רמות נוזל בתוך הצינור microcapillary באמצעות סורק ב 600 dpi כדי למדוד את כמות המזון הנצרך (איור 4 א). </li></ol> 5. ניתוח תמונה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע את היקף צריכת פתרון באמצעות ImageJ (גרסה 1.48), גידול proc תמונהessing תוכנה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העלה את קובץ התמונה זום לתוך התמונה (~ 400%). כדי להגדיר את היקף ההתייחסות, בחר בכלי קו ישר לצייר קו בין שני הקצוות של הצינור microcapillary. &#39;ניתוח&#39; בחר ולאחר מכן &quot;סולם גדר&quot;. הזן את האורך הכולל של הצינור תחת &#39;מרחק ידוע&#39; ויחידת המקביל תחת &#39;יחידת האורך&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחרו בכלי קו ישר שוב למתוח קו בין שני הקצוות של רמת נוזל. &#39;ניתוח&#39; בחר ולאחר מכן &quot;מדוד&quot;. בחלון תוצאות אורך הנוזל ניתן תחת עמודת &#39;האורך&#39;. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את נפח הצריכה פתרון באמצעות הנוסחה: <img alt="משוואה 1" src="/files/ftp_upload/54233/54233eq1.jpg" /> איפה <img alt="משוואה 2" src="/files/ftp_upload/54233/54233eq2.jpg" /> הוא אורך הצינור microcapillary ו <img alt="משוואה 3" src="/files/ftp_upload/54233/54233eq3.jpg" /> ו <img alt= &quot;משוואה 4&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 54,233 / 54233eq4.jpg&quot; /&gt; הם אורכי נמדד של הנוזל בתוך הצינור microcapillary לפני ואחרי שלב הבדיקה, בהתאמה. </li></ol> 6. ניתוח וידאו <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציון את הרגלי התזונה במהלך שלב בדיקות 2 דקות של כל וידאו באמצעות תוכנת רישום אירועים (ראה לוח חומרים). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתחילה להגדיר את הרגלי התזונה (כלומר. האלמנטים) בתפריט כיתות התנהגותיים של תוכנת הצריבה. התנהגויות ההאכלה הן כדלהלן: (1) חוטם החוצה / קשר: החוטם מרחיב ונמצא בקשר עם הפתרון בתוך צינור microcapillary (2) חוטם החוצה / אי קיום מגע: החוטם מרחיב אינו במגע עם הפתרון בתוך צינור microcapillary, (3) חוטם מאוחסן: החוטם לא יוארך אלא מוסתר מתחת הראש (4) מחוץ לטווח ראייה: הדבורה היא מחוץ לפריים וידאו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גדר כל התנהגותכ &#39;מדינה&#39; &#39;סותר&#39; בתפריט המאפיינים ולבצע הקלטות רציפות למשך פרק 2 דקות. Replay קטעי וידאו במצב בהילוך איטי (2 פעמים לאט) עבור דיוק יותר. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את מהירות הכחשת חוטם מפתרון הבדיקה לאחר המגע הראשון בין שתי מסגרות רצופות (מופרדות על ידי 37.5 msec בהקלטות הווידאו שמוצגות כאן) באמצעות תוכנת וידאו הצעת מעקב (ראה לוח חומרים). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העלה את קובץ וידאו ולדלג אל המסגרת שבה החוטם ראשון קשר הפתרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להגדיר את היקף ההתייחסות, בחר בכלי הקו למתוח קו על הרוחב של צינור microcapillary בפריים הווידאו. קליק ימני על הקו ובחר &#39;כייל מידה&#39;. הזן את הרוחב של צינור הנימים והיחידה המקבילה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר &quot;תמונה&quot; ואז &quot;לתאם ממוצא מערכת &#39;. בחלון החדש לחץ על קצה החוטם ובחר9; החל &quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר בכלי להזיז את היד, קליק ימני על קצה החוטם על מסגרת וידאו ובחר &quot;נתיב מסלול &#39;. כדי להעביר את המסגרת הבאה ולתקן את מעקב הצבע אל קצה החוטם. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קליק ימני על מעקב הצבע ובחר &quot;תצורה&quot;. הבחירה &#39;נתיב מלא&#39; ובחר &#39;מהירות&#39; תחת מדידה. בחר &quot;החל&quot;. מהירות מוצגת מכן. </li></ol>

<ol>
	<li>Adler, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ecological+significance+of+toxic+nectar.">The ecological significance of toxic nectar.</a> Oikos. 91, 409-420 (2000).</li><li>Hagler, J. R., Buchmann, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Honey+bee+(Hymenoptera,+Apidae)+foraging+responses+to+phenolic-rich+nectars.">Honey bee (Hymenoptera, Apidae) foraging responses to phenolic-rich nectars.</a> J Kansas Entomol Soc. 66, 223-230 (1993).</li><li>Irwin, R. E., Cook, D., Richardson, L. L., Manson, J. S., Gardner, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Secondary+compounds+in+floral+rewards+of+toxic+rangeland+plants:+Impacts+on+pollinators.">Secondary compounds in floral rewards of toxic rangeland plants: Impacts on pollinators.</a> J Agr Food Chem. 62, 7335-7344 (2014).</li><li>Praz, C. J., Mueller, A., Dorn, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specialized+bees+fail+to+develop+on+non-host+pollen:+Do+plants+chemically+protect+their+pollen.">Specialized bees fail to develop on non-host pollen: Do plants chemically protect their pollen.</a> Ecology. 89, 795-804 (2008).</li><li>Baker, H. G., Baker, I., Gilbert, L. E., Raven, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+of+nectar-constitution+and+pollinator-plant+coevolution.">Studies of nectar-constitution and pollinator-plant coevolution.</a> Coevolution of animals and plants. , 100-140 (1975).</li><li>Stout, J. C., Parnell, J. A. N., Arroyo, J., Crowe, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pollination+ecology+and+seed+production+of+Rhododendron+ponticum+in+native+and+exotic+habitats.">Pollination ecology and seed production of Rhododendron ponticum in native and exotic habitats.</a> Biodivers Conserv. 15, 755-777 (2006).</li><li>Tiedeken, E. J., Stout, J. C., Stevenson, P. C., Wright, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bumblebees+are+not+deterred+by+ecologically+relevant+concentrations+of+nectar+toxins.">Bumblebees are not deterred by ecologically relevant concentrations of nectar toxins.</a> J Exp Biol. 217, 1620-1625 (2014).</li><li>Ayestaran, A., Giurfa, M., de Brito Sanchez, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxic+but+drank:+Gustatory+aversive+compounds+induce+post-ingestional+malaise+in+harnessed+honeybees.">Toxic but drank: Gustatory aversive compounds induce post-ingestional malaise in harnessed honeybees.</a> Plos One. 5, (2010).</li><li>Wright, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parallel+reinforcement+pathways+for+conditioned+food+aversions+in+the+honeybee.">Parallel reinforcement pathways for conditioned food aversions in the honeybee.</a> Curr Biol. 20, 2234-2240 (2010).</li><li>Hurst, V., Stevenson, P. C., Wright, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxins+induce+'malaise'+behaviour+in+the+honeybee+(Apis+mellifera).">Toxins induce 'malaise' behaviour in the honeybee (Apis mellifera).</a> J Comp Physiol A. 200, 881-890 (2014).</li><li>Whitehead, A. T., Larsen, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+responses+of+galeal+contact+chemoreceptors+of+Apis+mellifera+to+selected+sugars+and+electrolytes.">Electrophysiological responses of galeal contact chemoreceptors of Apis mellifera to selected sugars and electrolytes.</a> J Insect Physiol. 22, 1609-1616 (1976).</li><li>de Brito Sanchez, M. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+tarsal+taste+of+honey+bees:+behavioral+and+electrophysiological+analyses.">The tarsal taste of honey bees: behavioral and electrophysiological analyses.</a> Front Behav Neurosci. 8, 25 (2014).</li><li>de Brito Sanchez, M. G., Giurfa, M., Mota, T. R. D., Gauthier, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+and+behavioural+characterization+of+gustatory+responses+to+antennal+'bitter'+taste+in+honeybees.">Electrophysiological and behavioural characterization of gustatory responses to antennal 'bitter' taste in honeybees.</a> European Journal of Neuroscience. 22, 3161-3170 (2005).</li><li>Bitterman, M. E., Menzel, R., Fietz, A., Schafer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Classical+conditioning+of+proboscis+extension+in+honeybees+(Apis+mellifera).">Classical conditioning of proboscis extension in honeybees (Apis mellifera).</a> J Comp Psychol. 97, 107-119 (1983).</li><li>Laloi, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfactory+conditioning+of+the+proboscis+extension+in+bumble+bees.">Olfactory conditioning of the proboscis extension in bumble bees.</a> Entomol Exp Appl. 90, 123-129 (1999).</li><li>Smith, B. H., Burden, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+proboscis+extension+response+protocol+for+investigating+behavioral+plasticity+in+insects:+Application+to+basic,+biomedical,+and+agricultural+Research.">A proboscis extension response protocol for investigating behavioral plasticity in insects: Application to basic, biomedical, and agricultural Research.</a> J Vis Exp. , (2014).</li><li>Felsenberg, J., Gehring, K. B., Antemann, V., Eisenhardt, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioural+Pharmacology+in+classical+conditioning+of+the+proboscis+extension+response+in+honeybees+(Apis+mellifera).">Behavioural Pharmacology in classical conditioning of the proboscis extension response in honeybees (Apis mellifera).</a> J Vis Exp. , (2011).</li><li>Pankiw, T., Page, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+pheromones,+hormones,+and+handling+on+sucrose+response+thresholds+of+honey+bees+(Apis+mellifera+L.).">Effect of pheromones, hormones, and handling on sucrose response thresholds of honey bees (Apis mellifera L.).</a> Journal of comparative physiology. A, Neuroethology, sensory, neural, and behavioral physiology. 189, 675-684 (2003).</li><li>Scheiner, R., Page, R. E., Erber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sucrose+responsiveness+and+behavioral+plasticity+in+honey+bees+(Apis+mellifera).">Sucrose responsiveness and behavioral plasticity in honey bees (Apis mellifera).</a> Apidologie. 35, 133-142 (2004).</li><li>Kessler, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bees+prefer+foods+containing+neonicotinoid+pesticides.">Bees prefer foods containing neonicotinoid pesticides.</a> Nature. 521, 74-76 (2015).</li><li>Mommaerts, V., Wackers, F., Smagghe, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+gustatory+responses+to+different+sugars+in+harnessed+and+free-moving+bumblebee+workers+(Bombus+terrestris).">Assessment of gustatory responses to different sugars in harnessed and free-moving bumblebee workers (Bombus terrestris).</a> Chem Senses. 38, 399-407 (2013).</li><li>Chittka, L., Dyer, A. G., Bock, F., Dornhaus, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Psychophysics:+Bees+trade+off+foraging+speed+for+accuracy.">Psychophysics: Bees trade off foraging speed for accuracy.</a> Nature. 424, 388 (2003).</li><li>Kessler, S., Gonz&#225;lez, J., Vlimant, M., Glauser, G., Guerin, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quinine+and+artesunate+inhibit+feeding+in+the+African+malaria+mosquito+Anopheles+gambiae:+the+role+of+gustatory+organs+within+the+mouthparts.">Quinine and artesunate inhibit feeding in the African malaria mosquito Anopheles gambiae: the role of gustatory organs within the mouthparts.</a> Physiol Entomol. 39, 172-182 (2014).</li><li>Iacovone, A., Salerno, G., French, A. S., Conti, E., Marion-Poll, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antennal+gustatory+perception+and+behavioural+responses+in+Trissolcus+brochymenae+females.">Antennal gustatory perception and behavioural responses in Trissolcus brochymenae females.</a> J Insect Physiol. 78, 15-25 (2015).</li><li>French, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dual+mechanism+for+bitter+avoidance+in+Drosophila.">Dual mechanism for bitter avoidance in Drosophila.</a> J. Neurosci. 35, 3990-4004 (2015).</li><li>LeDue, E., Chen, Y. -. C., Jung, A. Y., Dahanukar, A., Gordon, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharyngeal+sense+organs+drive+robust+sugar+consumption+in+Drosophila.">Pharyngeal sense organs drive robust sugar consumption in Drosophila.</a> Nat. Commun. 6, 6667 (2015).</li></ol>

המחברים מצהירים שום ניגוד עניינים.

עם assay התנהגותיים הרומן הזה, כינין מוצג להרתיע האכלה של הדבורה זנב-חובב. שעת קשר חוטם המופחתת ותדירות התקף האכלה עם מים או תמיסת סוכרוז מהולה כינין מתפרשת כאן כסירוב ליזום עוד הניזונים שאינם תזונתיים או רעילים פתרונות. כאשר כינין מתווסף 1 M תמיסת סוכרוז, דבורים Bumble לא רק להפחית את עוצמת הקול של פתרון שהם צורכים, הם גם לבטל חוטם מהר, ובכך להקטין קשר הזמן בין איברי הפה הפתרון המכיל רעלן. יחד, משתמע מתוצאות אלה כי כינין נתפסת על ידי תאי קולטן התעורר אצלם על איברי הפה של הדבורה, כפי שכבר בעבר שזוהו דבש דבורים 9. כינין הוא רעלן לחרקים שגורם התנהגות כמו-מועקה של דבש הדבורים 10 ו מציאה של יתוש המלריה (gambiae אנופלס) 23. assay זה גם יכול להוביל מגלים הזדהותיון של כמה הרתעה ואפשרות תרכובות רעילות הנתפסות על ידי תאי קולטן טעם על איברי הפה ב הדבורים בומבוס. זה חיוני עבור צינור microcapillary להתמלא נפח מספיק של פתרון המבחן להימשך לאורך כל שלב הבדיקה. מומלץ שלפחות סביב שלושה רבעים של הצינור microcapillary (למשל 70-80 μl) מלא. עם זאת, יש להיזהר שלא למלא את צינור microcapillary לחלוטין כדי להפחית את הסיכון של דליפה במהלך התהליך של סריקת הצמדת צינור microcapillary למנגנון הניסיוני. טיפול צריך גם לקחת בעת הצגת 500 אגל סוכרוז מ&quot;מ עד הדבורה, כך הנסיין נמנע דולף האגל לתוך צינור ההחזקה. חור 4 המ&quot;מ בקצה צינור ההחזקה הוא גדול מספיק עבור דבורה עובד מבוגרת להאריך החוטם שלה באופן טבעי לכיוון פתרון המבחן. עם זאת יתכן כידבורי Bumble יכולים לטעום את הפתרון עם האנטנות שלהם לפני ההארכה בחוטמיהם. הדבר עשוי להשפיע על ההסתברות הרחבה חוטם לפי יכול להיות שהושרו דבורים Bumble ידי גירוי האנטנות שלהם עם תמיסת סוכר 15. למעשה האנטנות של דבוראים כמו הצרעה הטפילה (Trissolcus brochymenae) 24 או את דבורת דבש 13 מצוידי הטעם sensilla, ומאפשרים להם לטעום סוכרים ורעלים כמו כינין. כתוצאה מכך, אנשי קשר מחושים ראשוניים עם תמיסות המכילים תרכובות מרתיעות מאוד כמו כינין יכול גם להפחית את המוטיבציה של דבורה להאריך החוטם שלה ולכן להשפיע על שיעור הצלחה הניסיון. למרות קשר מחושים עם פתרון המבחן לא יכול להיות נשלט, במחקר הנוכחי לא מצאנו השפעה מהותית של קשר מחושים על רחבת חוטם לעבר פתרון המבחן. ב assay זה, מיד בהקמת צינור microcapillary לאחר שלב טרום מבחן Wתרנגולת האנטנות של הדבורים בומבוס עדיין בתוך צינור ההחזקה יכולה להפחית את ההזדמנות עבור הדבורים בומבוס לטעום את פתרון המבחן עם האנטנות שלהם. המגבלה העיקרית של assay זה מתעוררת כאשר מעקב אחר הכחשת החוטם הרחק פתרון המבחן אחרי מגע החוטם הראשון באמצעות תוכנת וידאו הצעת מעקב. צילום הווידאו מציג רק תנועת 2D של החוטם, כך הפלט הנתון של מהירות המדידה יכול להיות מתחת או מעל המשוער. אולם עם כמה שינויים, היבט זה של assay יכול להיות שיפור. assay זה יכול לשמש כדי לצפות בתגובות האכלה טבעיות כלפי תמיסות המכילות תרכובות שונות כולל מטבוליטים טבעי מתחוללי צמח משני. התבוננות תגובות ההאכלה המיידיות עם assay זה נותן מידע מפורט אודות אופן דבורי Bumble לזהות תרכובות אלו. זה יש יתרון על פני הקיים &quot;ללכת-לא ללכת&quot; שיטות כמו PER 18,19 </sup&gt; ושוב שני-בחירת מבחנים 7 מכיוון ששיטה זו מייצרת כמה צעדי תגובה התנהגותית כוללים צריכת מזון במהלך התקף האכלה בדיד. מדידת מספר פרמטרים בו זמנית מאפשרת הערכה טובה יותר של הטעם של תרכובת. לדוגמה ב assay שלנו, דבורים Bumble להימנע מצריכת מים או תמיסת סוכרוז מהול כינין. הכחשה של החוטם יכולה להיגרם על ידי שינוי התגובות של תאי קולטן סוכר 12,13. assay שלנו מראה כי דבורי Bumble לחזור החוטם מהר לאחר פניית הפתרון סוכרוז בתוספת כינין ממים לבד; זה יכול להציע כינין המשפיע קבוצה נפרדת של נוירונים בנוסף עיכוב נוירונים חישת סוכר 9,12,13,25. assay שלנו מאפשר ניתוח של דפוס הזמני של תגובות התנהגותיות שבהאכלה. פרוטוקול דומה שבו זמן הצריכה ומספר ההתקפים נמדדים יש אלמוכן יושם כדי להעריך את תגובת ההאכלה של תסיסנית לסוכרים תזונתיים והלא תזונתיים 26. אנו צופים כי דבורים יפגינו תשובה אמינה יותר להאכלת ממריצים assay שלנו מאשר שיטות אחרות כגון PER כי הדבורים חופשיים לנוע בצינור ההחזקה 21. טכניקה זו תאפשר ניתוח ממצה של ספי הטעם וחומרים מזינים ורעלים כדי להאיר את מנגנוני האכלה בדבורים בומבוס ומיני דבורה אחרים בפוטנציה.

אינטראקציות הצמח-מאביק הם מורכבים. מאביקים לבקר פרחים להשיג צוף ואבקה כמזון; בתורו, מאביקים להקל רבייה מינית בצמחים. בעוד מערכת היחסים הזו היא בעיקר הדדיות, צוף פרחים ואבקה לפעמים מכילים רעלים או רכיבים אחרים בצמחים, 1-5 אשר יכול לפגוע מאביקים. הרציונל אקולוגי בנוכחות תרכובות כאמור צוף ואבקה לא ברור בכל ההגדרות. שאלה מצטיינת אחת בתחום זה היא איך מאביקים כגון דבורים יכולים לזהות ולהימנע פרחים עם רעלים המכילים צוף. המין הדבורה, בומבוס האדמה (לינאוס, 1758), הוא מאביק generalist כי מבקר הפרחים של מיני צמחים רבים, כולל אלה צוף לייצר המכילים רעלים 6. דבורי Bumble הוכחו להימנע פתרונות רבים המכילים ריכוזים גבוהים של רעלים ב assay שני-בחירת 24 שעות 7. assay זהמזון צריכה שתארה Tiedeken et al. 7 עולה כי דבורים יכולות לזהות תרכובות מרירות בפתרונות. עם זאת, assay זה לא הצליח להבחין טעם מתהליכים שלאחר ingestive כגון חולים שיכולים גם להשפיע האכלת התנהגות לאורך זמן זה מרווח 8-10. דבורים להחזיק sensilla התעורר אצלם על האנטנות שלהם, איברי הפה טרסי לזהות תרכובות 11-13. רפלקס רחבת החוטם (PER) ניסויים לערב הרחקת דבורים בודדות ברתמת ולאחר מכן גירוי sensilla המחושים של הדבורה כדי לייצר את ההאכלה רפלקס 14-17. יכולים להיות מרוסנים דבורים רתמות בודד ולאחר מכן מגורה לייצר רפלקס ההאכלה כמו assay יכל לטעום תרכובות 18,19. אחרים שינו את assay PER ללמוד את הרגישות של האנטנות או איברי פה לרעלים 9,20. עם זאת, דבורים חשופים ללחץ במהלך רתימה. זה יכול להשפיע על אופןהם מגיבים תרכובות 21. הנה, assay חדש מתואר להעריך את תגובת טעם התנהגותיים של בחופשיות-נע דבורי Bumble כדי סוכרוז כינין, אלקלואיד כי דווח בעבר להיות מרתיע 9 ו -10 רעילים דבורי דבש (שהאפיס Apis) ודבורים בומבוס (Bombus terrestris) 7, 22. למרות כינין לא נמצא בצוף צמח, אלקלואיד זה משמש לעתים קרובות גירוי מרתיע במחקרים התנהגותיים ופיסיולוגיים בדבורים 7,9,12,13,22. השיטה כרוכה וידאו הקלטת איברי הפה של הדבורים בומבוס ברזולוציה רבה במהלך מגע החוטם הראשוני עם פתרונות הבדיקה. באופן ספציפי, את המבנה העדין של תגובת ההאכלה נבחן כשקלע ברציפות שנמשכת מזה מרווח 2 דקות. היקף פתרון נצרך נמדד בתקופת האכלה ולכן כמות המזון הנאכל יכול להיות מתואם עם מיקרו שלהתנהגות האכלה. גם את המהירות של ביטול החוטם נמדד, כאינדיקטור של הימנעות פעילה, ולכן זיהוי מראש ingestive.

<table><tbody><tr><td>Bumblebee colonies</td><td>Koppert Biological Systems</td><td></td><td>NATUPOL Beehive</td></tr><tr><td>Digital microscopic camera&amp;nbsp;</td><td>Dino-lite Europe</td><td>AM4815ZT</td><td>Dino-Lite Edge&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>100 &amp;mu;l microcapillary tube&amp;nbsp;</td><td>Blaubrand IntraEND</td><td>709144</td><td></td></tr><tr><td>15 ml polypropylene centifuge tube&amp;nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>11849650</td><td></td></tr><tr><td>1 ml disposable plastic luer slip syringe</td><td>BD</td><td>300013</td><td></td></tr><tr><td>Dell Latitude 3550 laptop</td><td>Dell</td><td></td><td>Check for compatibility with video software&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Canon CanoScan LiDE 120</td><td>Canon</td><td></td><td>Check for compatibility with the computer/laptop</td></tr><tr><td>Observer software version 5.0.25</td><td>Noldus</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kinovea software version 0.8.15</td><td>Kinovea&amp;nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>silicone tubing</td><td></td><td></td><td>6&amp;nbsp;cm length, 1&amp;nbsp;mm inside &amp;Oslash; &amp;amp; 6&amp;nbsp;cm length, 4&amp;nbsp;mm inside &amp;Oslash;</td></tr><tr><td>Male luer x1/16&quot; standard hose barbed polypropylene adapter</td><td>Cole-Parmer</td><td>TW-45518-22</td><td></td></tr><tr><td>Female luer x 1/16&quot; standard hose barbed polypropylene adapter</td><td>Cole-Palmer</td><td>TW-45508-12</td><td></td></tr><tr><td>Steel mesh&amp;nbsp;</td><td></td><td></td><td>0.5 mm mesh size</td></tr><tr><td>Sucrose (grade II)&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S5391</td><td></td></tr><tr><td>Quinine hydrochloride dihydrate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Q1125</td><td></td></tr><tr><td>ImageJ software version 1.48</td><td>ImageJ</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

a novel behavioral assay to investigate gustatory responses of individual, freely-moving bumble bees (bombus terrestris)

מאביקים Generalist כמו הדבורה זנב חובב, בומבוס האדמה, נתקלים בשני חומרים מזינים ורעלים בצוף פרחי שהן גובות לצמחים פורחים. רק מעט מחקרים תארו את תגובות gustatory דבורים לעבר רעלנים במזון, וניסויים אלו משמשים בעיקר את התגובה הרחבה חוטם על דבורי דבש מאופקים. הנה, assay התנהגותיות חדש מוצג למדידת תגובות ההאכלה של-נע בחופשיות, דבורי Bumble עובד פרט מזינים ורעלים. assay זה מודד את כמות פתרון מעובד על ידי כל דבורה ומזהה כיצד tastants במזון להשפיע על מייקרו של התנהגות האכילה. הפתרונים מוצגים צינור microcapillary לדבורים בומבוס נפרדים מורעב בעבר במשך 2-4 שעות. ההתנהגות היא נתפסה על וידאו דיגיטלי. המבנה העדין של התנהגות האכילה מנותח באופן רציף על ידי הבקיע את עמדת proboscis (איברי פה) מהקלטות וידאו באמצעות תוכנת רישום אירועים. עמדת החוטם מוגדרת על ידי שלוש קטגוריות התנהגותיות שונות: (1) חוטם מוארך במגע עם הפתרון, (2) חוטם מוארך אך לא במגע עם הפתרון ו- (3) החוטם הוא מאוחסן מתחת לראש. יתר על כן את המהירות של החוטם חוזר בה מן הפתרון היא גם מוערכת. ב assay הנוכחי היקף הפתרון נצרך, מספר התקפי האכלה, משך התקפי האכילה לבין המהירות של הכחשת החוטם לאחר המגע הראשון משמש כדי להעריך את phagostimulatory או פעילות ההרתעה של התרכובות הנבדקות. assay הטעם החדש זה יאפשר לחוקרים למדוד כיצד תרכובות בצוף להשפיע על התנהגות האכילה של דבורים וגם תהיינה שימושי ביולוגי אבקה, חוקרי רעלים ו neuroethologists לומדים את מערכת הטעם של הדבורה.

את assay הרומן משמש על מנת לבחון את התגובות האכלה ל -1 M סוכרוז, 1 M פתרון סוכרוז פלוס 1 כינין מ&quot;מ ומים deionized לבד. תגובות ההאכלה המיידיות לכל טיפול נקבעות על ידי כימותי משך קשר חוטם עם פתרון המבחן, את התדירות של התקפי האכילה לבין המהירות של החוטם חוזר בה מן פתרון המבחן לאחר המגע הראשון בשלב הבדיקה 2 דקות. היקף הפתרון הנצרך נמדד גם לאחר שלב הבדיקה. במחקר זה, בחרנו מרווח קריטריון התקף של 5 שניות (איור 1, ראה קובץ משלימה) בהתבסס על העבודה קודמת של צרפתי et al. 25 שהשתמשו חסימה בגובה של 5 שניות כדי לאפיין את התנהגות הכחשת חוטם ידי תסיסנית בתגובת הרתעה תרכובות 25. לכן הגדרנו התקף האכלה כאיש קשר בין החוטם המורחב והפתרון לאt מופרע על ידי היעדרות של אנשי קשר של 5 שניות או יותר. בהשוואת סוכרוז מים ללא יונים לבד, הוספת כינין תמיסת סוכרוז כנראה מרתיע האכלה על ידי דבורי Bumble כפי שהם במהירות יהיו להתרחק אם הם מזהים חומר מרתיע (וידאו איור 1). בניסוי זה, יש הטיפולים השפעה משמעותית על המשך המצטבר של קשר חוטם במהלך שלב הבדיקה (ANOVA על נתוני טרנספורמציה היומן, 2,31 F = 41, p &lt;0.001). המשך המצטבר של זמן מגע עם כינין המכיל סוכרוז מצטמצם משמעותי בהשוואת סוכרוז לבד (p &lt;0.001), אך לא מים ללא יונים בלבד (p = 0.219) (איור 2). בדומה לכך, יש את הטיפולים השפעה משמעותית על המשך המצטבר של התקפי אכילה (ANOVA על נתוני טרנספורמציה יומן, F <sUB&gt; 2,31 = 27.95, p &lt;0.001, איור 3 א). המשך המצטבר של האכלה התקפית עם כינין המכיל סוכרוז מצטמצם משמעותי בהשוואת סוכרוז לבד (p &lt;0.001), אך לא לעומת מים ללא יונים בלבד (p = 0.41). הטיפולים גם להיות השפעה משמעותית על תדירות התקפי אכילה (Poisson GLM עם פונקצית קישור יומן, שינוי הסטייה לעומת חלוקת ג 2: p &lt;0.050), לפיה מספר התקפים עם סוכרוז המכיל כינין הוא גבוה משמעותי בהשוואה סוכרוז (p &lt;0.01), אך באופן שולי משמעותי שונים לטיפול מים ללא יונים (p = 0.055, בשל דבורה אחת מציגה שבעה התקפי האכלה על המים, איור 3 ב). כמו כן, את המהירות של הכחשה חוטם שונה באופן משמעותי בין הטיפולים (ANOVA על נתוני טרנספורמציה יומן, F 2,31 = 5.12, p &lt;0.050). דבורים Bumble לחזור בו pr<html> oboscis הרחק פתרון המבחן מהר יותר באופן משמעותי לאחר המגע הראשון עם סוכרוז המכיל כינין מאשר עם סוכרוז או מים ללא יונים בלבד (p &lt;0.050, איור 3 ג). התוצאות מראות כי כינין מפעיל התנהגות הימנעות פעילה דבורי Bumble. הטיפולים גם להיות השפעה משמעותית על ההיקף הכולל של פתרון הנצרך (ANOVA על נתוני טרנספורמציה היומן, F 2,32 = 62.5, p &lt;0.001), לפיה צריכת סוכרוז המכיל כינין מצטמצמת בהשוואת סוכרוז (עמ &#39; &lt;0.001), אך לא מים ללא יונים (p = 0.457) (איור 4 ב). היקף הפתרון התאדה מן הנימים במהלך תקופת הבוחן הוא זניח. בתנאי מעבדה (25 ± 2 ° C ו -28 ± 2% לחות יחסית), אידוי משתנה בין 0.033 כדי 0,883 μl עם ממוצע של 0.276 μl ו 0.171 μl מים ללא יונים ו -1 M סוכרוז בהתאמה. together.within-page = &quot;1&quot;&gt; במגעים assay זה בין האנטנה ואת פתרון המבחן לא ניתן למנוע. עם זאת, אחוז דבורי Bumble באמצעות האנטנות שלהם לטעום פתרון ההאכלה במהלך שלב הבדיקה (סוכרוז: 46.1%, סוכרוז בתוספת כינין: 60.0% ומי deionized: 33.3%) אינו שונה באופן מובהק בין הטיפולים (הבינומי GLM, שינוי ב סטייה לעומת חלוקת 2 ג: p = 0.450). אין השפעה של הטיפולים נמצאת על חביון בין מגעי המחושים הראשונים ואת פתרון מבחן ואת המגעים הראשונים של החוטם (חציון: 2.67 שניות סוכרוז; 1.10 שניות סוכרוז בתוספת כינין; 0.80 שניות מים ללא יונים, ANOVA על נתוני יומן טרנספורמציה, F 2,13 = 0.620, p = 0.550). בנוסף, אחוז דבורי Bumble הארכת החוטם לטעום את פתרון המבחן נשאר קבוע על פני הטיפולים (סוכרוז: 66.7%; סוכרוז בתוספת כינין: 50.0%; מים ללא יונים: 52.2%; GLM הבינומי, שינוי סטייה לעומת חלוקת ג 2: p = 0.840). יחד התוצאות הללו מצביעות על כך האנטנות לשחק תפקיד שולי זיהוי של רעלי assay זה. בניסוי נפרד בוחן אם יש צורך לבדוק דבורים לתקופה של זמן ארוך יותר מ -2 דקות. כמות המזון הנצרך על ידי דבורים נבחנת עם סוכרוז 1 M או 1 כינין מ&quot;מ 1 M פתרונות סוכרוז בשני תנאים: תקופת הבדיקה 2 דקות תקופת הבדיקה 10 דקות. עבור שני הטיפולים, צריכת מזון כוללת אינה שונה לתקופות המבחן ואין אינטראקציות משמעותיות להתרחש בין תקופת המבחן ואת הטיפול (N = 6 - 13, ANOVA על נתוני טרנספורמציה היומן; השפעת הטיפולים: F 1,31 = 54.8, p &lt;0.001; השפעת תקופת המבחן: F 1,31 = 0, p = 0.979; השפעת האינטראקציה: F = 0.1, p = 0.457). לסיכום,בתקופת 2 דקות בדיקה מספיקה כדי להעריך את ההשפעה של הפתרון על הסכום הכולל של מזון הנצרך על ידי דבורי השפעות ההרתעה של חומרים רעילים או דוחה assay זה. לכן, על ידי מדידת צריכת מזון מנסה לאמוד האכלת התנהגות, אפשר לתאם צריכת מזון הכוללת את המבנה העדין של האכלה במהלך assay. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/54233/54233fig1.jpg" /> איור 1: תקופות חביון בין מגעי החוטם במהלך המינימום 2 הראשון של Assay ההאכלה מגרש צפיפות של תקופות חביון הזמן להפריד כל קשר חוטם עם תמיסת סוכרוז 1 M, פתרון כינין 1 M סוכרוז + 1 המ&quot;מ ומים.. הנתונים המצטברים מ -13, 10 ו -11 דבורים מיוצגים בהתאמה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/54233fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> &lt;/ P&gt; <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/54233/54233fig2.jpg" /> איור 2: משכי זמן חוטם לתקשר במהלך 2 הדקות הקודמות של Assay ההאכלה מגרש צפיפות של משכי קשר חוטם ידי דבורי האכלה ב -1 M סוכרוז, 1 M סוכרוז + 1 כינין או מים מ&quot;מ.. גודל המדגם כמו באיור 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/54233fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/54233/54233fig3.jpg" /> איור 3: פעילות חוטם של צרעות האכלה ב -1 סוכרוז M, 1 M סוכרוז + 1 מ&quot;מ כינין או מים (א) המשך המצטבר של התקפי אכילה במהלך שלב הבדיקה (ב) תדירות האכלה התקפית ו- (ג) את המהירות. של החוטם מחדשהמתיחה לאחר המגע הראשון. כיתוב מצביע על הבדל משמעותי: טיפולים עם אותיות שונות מצביעים P &lt;0.05. מגרשי Box מייצגים חציון (פסים שחורים), רמה הנמוכה ביותר ואת נקודות הנתונים הגבוהות ביותר עדיין בתוך 1.5 של הטווח בין-הרבעונים (שפם) ואת החריגים (עיגולים). גודל המדגם כמו באיור 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/54233fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/54233/54233fig4.jpg" /> איור 4:. Supresses כינין האכלה על ידי דבורים Bumble (א) תמונות סרוקות של צינורות microcapillary מראה את הרמה של סוכרוז 1 M או 1 M סוכרוז פלוס 1 מ&quot;מ פתרון כינין (מסומן על ידי קו שחור) לפני ואחרי שלב הבדיקה בהתאמה. (ב) צריכת 1 M סוכרוז, 1 M סוכרוז פלוס 1 כינין מ&quot;מ או מים ללא יונים<html> לבד על ידי דבורים Bumble לאחר שלב הבדיקה. כיתוב מצביע על הבדל משמעותי: טיפולים עם אותיות שונות מצביעים P &lt;0.001. מגרשי Box מייצגים חציון (פסים שחורים), רמה הנמוכה ביותר ואת נקודות הנתונים הגבוהות ביותר עדיין בתוך 1.5 של הטווח בין-הרבעונים (שפם) ואת החריגים (עיגולים). גודל המדגם כמו באיור 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/54233fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> איור 1 וידאו: הקלטות וידאו של פעילות חוטם לכיוון (א) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/Video_figure_1A_1M_Sucrose.m4v" target="_blank">1 M סוכרוז</a> , (ב) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/Video_figure_1B_Quinine.m4v" target="_blank">1 M סוכרוז פלוס 1 מ&quot;מ כינין</a> ו- (ג)ד / 54,233 / Video_figure_1C_Water.m4v &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; מי Deionized במהלך שלב הבדיקה.

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees Bombus terrestris at JoVE.com

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees Bombus terrestris

A novel behavioral assay is described for investigating the short term gustatory responses of the mouthparts of freely-moving bumble bees (Bombus terrestris) toward nutrients and toxins in solution.

Assay רומן ההתנהגות לחקור תגובות Gustatory של הפרט, חופשי-נע דבורים Bumble (<em&gt; בומבוס האדמה</em&gt;)

Generalist pollinators like the buff-tailed bumble bee, Bombus terrestris, encounter both nutrients and toxins in the floral nectar they collect from ...

a-novel-behavioral-assay-to-investigate-gustatory-responses

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees (Bombus terrestris)

8.6K Views.  Newcastle University. A novel behavioral assay is described for investigating the short term gustatory responses of the mouthparts of freely-moving bumble bees (Bombus terrestris) toward nutrients and toxins in solution. 

Video: A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees Bombus terrestris

A Wind Tunnel for Odor Mediated Insect Behavioural Assays

Olfaction is the most important sensory mechanism by which many insects interact with their environment and a wind tunnel is an excellent tool to study insect chemical ecology. Insects can locate point sources in a three-dimensional environment through the sensory interaction and sophisticated behavior. The quantification of this behavior is a key element in the development of new tools for pest control and decision support. A wind tunnel with a suitable flight section with laminar air flow, visual cues for in-flight feedback and a variety of options for the application of odors can be used to measure complex behaviour which subsequently may allow the identification of attractive or repellent odors, insect flight characteristics, visual-odor interactions and interactions between attractants and odors lingering as background odors in the environment. A wind tunnel holds the advantage of studying the odor mediated behavioural repertoire of an insect in a laboratory setting. Behavioural measures in a controlled setting provide the link between the insect physiology and field application. A wind tunnel must be a flexible tool and should easily support the changes to setup and hardware to fit different research questions. The major disadvantage to the wind tunnel setup described here, is the clean odor background which necessitates special attention when developing a synthetic volatile blend for field application.

Here, we describe the construction and use of a wind tunnel for odor mediated behavioural assays with insects. The wind tunnel design facilitates the release of odor sources by several methods, with and without visual stimuli. Wind tunnel experiments are important methods to identify behaviorally active volatile chemicals.

במנהרת רוח עבור ריח מתווכת מבחני התנהגותי חרקים

Olfaction is the most important sensory mechanism by which many insects interact with their environment and a wind tunnel is an excellent tool to study ...

Behavior

Vertical T-maze Choice Assay for Arthropod Response to Odorants

Given the economic importance of insects and arachnids as pests of agricultural crops, urban environments or as vectors of plant and human diseases, various technologies are being developed as control tools. A subset of these tools focuses on modifying the behavior of arthropods by attraction or repulsion. Therefore, arthropods are often the focus of behavioral investigations. Various tools have been developed to measure arthropod behavior, including wind tunnels, flight mills, servospheres, and various types of olfactometers. The purpose of these tools is to measure insect or arachnid response to visual or more often olfactory cues. The vertical T-maze oflactometer described here measures choices performed by insects in response to attractants or repellents. It is a high throughput assay device that takes advantage of the positive phototaxis (attraction to light) and negative geotaxis (tendency to walk or fly upward) exhibited by many arthropods. The olfactometer consists of a 30 cm glass tube that is divided in half with a Teflon strip forming a T-maze. Each half serves as an arm of the olfactometer enabling the test subjects to make a choice between two potential odor fields in assays involving attractants. In assays involving repellents, lack of normal response to known attractants can also be measured as a third variable.

A vertical, T-maze olfactometer is described for assaying the behavioral response of arthropods. The olfactometer allows the experimenter to measure choices performed by test subjects when subjected to two potential odor fields. Both attraction to and repulsion from odorants can be measured with this device.

Assay בחירה האנכי T-מבוך לתגובת פרוקי רגליים לodorants

Given the economic importance of insects and arachnids as pests of agricultural crops, urban environments or as vectors of plant and human diseases, ...

RNAi-mediated Double Gene Knockdown and Gustatory Perception Measurement in Honey Bees (Apis mellifera)

This video demonstrates novel techniques of RNA interference (RNAi) which downregulate two genes simultaneously in honey bees using double-stranded RNA (dsRNA) injections. It also presents a protocol of proboscis extension response (PER) assay for measuring gustatory perception.	
	RNAi-mediated gene knockdown is an effective technique downregulating target gene expression. This technique is usually used for single gene manipulation, but it has limitations to detect interactions and joint effects between genes. In the first part of this video, we present two strategies to simultaneously knock down two genes (called double gene knockdown). We show both strategies are able to effectively suppress two genes, vitellogenin (vg) and ultraspiracle (usp), which are in a regulatory feedback loop. This double gene knockdown approach can be used to dissect interrelationships between genes and can be readily applied in different insect species.	
	The second part of this video is a demonstration of proboscis extension response (PER) assay in honey bees after the treatment of double gene knockdown. The PER assay is a standard test for measuring gustatory perception in honey bees, which is a key predictor for how fast a honey bee's behavioral maturation is. Greater gustatory perception of nest bees indicates increased behavioral development which is often associated with an earlier age at onset of foraging and foraging specialization in pollen. In addition, PER assay can be applied to identify metabolic states of satiation or hunger in honey bees. Finally, PER assay combined with pairing different odor stimuli for conditioning the bees is also widely used for learning and memory studies in honey bees.

RNAi-mediated Double Gene Knockdown and Gustatory Perception Measurement in Honey Bees Apis mellifera

In this protocol, we describe two strategies that simultaneously suppress two genes (double gene knockdown) in honey bees. Then we present how to use the proboscis extension response (PER) assay to study the effect of double gene knockdown on honey bee gustatory perception.

מציאה RNAi בתיווך זוגית ג&#39;ין ומדידה בחוש טעם בדבורי דבש (<em&gt; אפיס mellifera</em&gt;)

This video demonstrates novel techniques of RNA  interference (RNAi) which downregulate two genes simultaneously in honey bees  using double-stranded RNA ...

A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila

For many animals, hunger promotes changes in the olfactory system in a manner that facilitates the search for appropriate food sources. In this video article, we describe an automated assay to measure the effect of hunger or satiety on olfactory dependent food search behavior in the adult fruit fly Drosophila melanogaster. In a light-tight box illuminated by red light that is invisible to fruit flies, a camera linked to custom data acquisition software monitors the position of six flies simultaneously. Each fly is confined to walk in individual arenas containing a food odor at the center. The testing arenas rest on a porous floor that functions to prevent odor accumulation. Latency to locate the odor source, a metric that reflects olfactory sensitivity under different physiological states, is determined by software analysis. Here, we discuss the critical mechanics of running this behavioral paradigm and cover specific issues regarding fly loading, odor contamination, assay temperature, data quality, and statistical analysis.

A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila

In this video article, we describe an automated assay to measure the effect of hunger or satiety on olfactory dependent food search behavior in the adult fruit fly Drosophila melanogaster.

יחיד לטוס Assay עבור התנהגות שיחור מזון ב<em&gt; דרוזופילה</em

For many animals, hunger promotes changes in the olfactory system in a manner that facilitates the search for appropriate food sources. In this video ...

A Proboscis Extension Response Protocol for Investigating Behavioral Plasticity in Insects: Application to Basic, Biomedical, and Agricultural Research

Insects modify their responses to stimuli through experience of associating those stimuli with events important for survival (e.g., food, mates, threats). There are several behavioral mechanisms through which an insect learns salient associations and relates them to these events. It is important to understand this behavioral plasticity for programs aimed toward assisting insects that are beneficial for agriculture. This understanding can also be used for discovering solutions to biomedical and agricultural problems created by insects that act as disease vectors and pests. The Proboscis Extension Response (PER) conditioning protocol was developed for honey bees (Apis mellifera) over 50 years ago to study how they perceive and learn about floral odors, which signal the nectar and pollen resources a colony needs for survival. The PER procedure provides a robust and easy-to-employ framework for studying several different ecologically relevant mechanisms of behavioral plasticity. It is easily adaptable for use with several other insect species and other behavioral reflexes. These protocols can be readily employed in conjunction with various means for monitoring neural activity in the CNS via electrophysiology or bioimaging, or for manipulating targeted neuromodulatory pathways. It is a robust assay for rapidly detecting sub-lethal effects on behavior caused by environmental stressors, toxins or pesticides.
We show how the PER protocol is straightforward to implement using two procedures. One is suitable as a laboratory exercise for students or for quick assays of the effect of an experimental treatment. The other provides more thorough control of variables, which is important for studies of behavioral conditioning. We show how several measures for the behavioral response ranging from binary yes/no to more continuous variable like latency and duration of proboscis extension can be used to test hypotheses. And, we discuss some pitfalls that researchers commonly encounter when they use the procedure for the first time.

The Proboscis Extension Response (PER) conditioning protocol, developed for the honey bee (Apis mellifera), provides an ecologically-relevant and easily quantifiable means for studying several different mechanisms of learning in many insect species.

תגובת פרוטוקול חוטם הרחבה לחקירת פלסטיות התנהגות בחרקים: בקשה ליסוד, ביו רפואית, ומחקר חקלאי

Insects modify their responses to stimuli through experience of associating those stimuli with events important for survival (e.g., food, mates, threats). ...

Testing Drosophila Olfaction with a Y-maze Assay

Detecting signals from the environment is essential for animals to ensure their survival. To this aim, they use environmental cues such as vision, mechanoreception, hearing, and chemoperception through taste, via direct contact or through olfaction, which represents the response to a volatile molecule acting at longer range. Volatile chemical molecules are very important signals for most animals in the detection of danger, a source of food, or to communicate between individuals. Drosophila melanogaster is one of the most common biological models for scientists to explore the cellular and molecular basis of olfaction. In order to highlight olfactory abilities of this small insect, we describe a modified choice protocol based on the Y-maze test classically used with mice. Data obtained with Y-mazes give valuable information to better understand how animals deal with their perpetually changing environment. We introduce a step-by-step protocol to study the impact of odorants on fly exploratory response using this Y-maze assay.

Testing Drosophila Olfaction with a Y-maze Assay

We present a choice test to reveal the influence of odorants on Drosophila behavior using a Y-maze assay.

בדיקה<em&gt; דרוזופילה</em&gt; Olfaction עם Assay Y-מבוך

Detecting signals from the environment is essential for animals to ensure their survival. To this aim, they use environmental cues such as vision, ...

High-resolution Quantification of Odor-guided Behavior in Drosophila melanogaster Using the Flywalk Paradigm

In their natural environment, insects such as the vinegar fly Drosophila melanogaster are bombarded with a huge amount of chemically distinct odorants. To complicate matters even further, the odors detected by the insect nervous system usually are not single compounds but mixtures whose composition and concentration ratios vary. This leads to an almost infinite amount of different olfactory stimuli which have to be evaluated by the nervous system.
To understand which aspects of an odor stimulus determine its evaluation by the fly, it is therefore desirable to efficiently examine odor-guided behavior towards many odorants and odor mixtures. To directly correlate behavior to neuronal activity, behavior should be quantified in a comparable time frame and under identical stimulus conditions as in neurophysiological experiments. However, many currently used olfactory bioassays in Drosophila neuroethology are rather specialized either towards efficiency or towards resolution.
Flywalk, an automated odor delivery and tracking system, bridges the gap between efficiency and resolution. It allows the determination of exactly when an odor packet stimulated a freely walking fly, and to determine the animal&#180;s dynamic behavioral reaction.

High-resolution Quantification of Odor-guided Behavior in Drosophila melanogaster Using the Flywalk Paradigm

The automated tracking system Flywalk is used for high-resolution quantification of odor-guided behavior in Drosophila melanogaster.

כימות ברזולוציה גבוהה של התנהגות מודרכת ריח<em&gt; תסיסנית melanogaster</em&gt; שימוש ב<em&gt; Flywalk</em&gt; פרדיגמה

In their natural environment, insects such as the vinegar fly Drosophila melanogaster are bombarded with a huge amount of chemically distinct odorants. To ...

Taste Preference Assay for Adult Drosophila

Olfactory and gustatory perception of the environment is vital for animal survival. The most obvious application of these chemosenses is to be able to distinguish good food sources from potentially dangerous food sources. Gustation requires physical contact with a chemical compound which is able to signal through taste receptors that are expressed on the surface of neurons. In insects, these gustatory neurons can be located across the animal's body allowing taste to play an important role in many different behaviors. Insects typically prefer compounds containing sugars, while compounds that are considered bitter tasting are avoided. Given the basic biological importance of taste, there is intense interest in understanding the molecular mechanisms underlying this sensory modality. We describe an adult Drosophila taste assay which reflects the preference of the animals for a given tastant compound. This assay may be applied to animals of any genetic background to examine the taste preference for a desired soluble compound.

Taste Preference Assay for Adult Drosophila

Taste is an important sensory process which facilitates attraction to beneficial substances and avoidance of toxic substances. This protocol describes a simple ingestion assay for determining Drosophila gustatory preference for a given chemical compound.

Assay העדפות טעם למבוגרים<em&gt; תסיסנית</em

Olfactory and gustatory perception of the environment is vital for animal survival.  The most obvious application of these chemosenses is to be able to ...

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

How organisms sense and respond to noxious temperatures is still poorly understood. Further, the mechanisms underlying sensitization of the sensory machinery, such as in patients experiencing peripheral neuropathy or injury-induced sensitization, are not well characterized. The genetically tractable Drosophila model has been used to study the cells and genes required for noxious heat detection, which has yielded multiple conserved genes of interest. Little is known however about the cells and receptors important for noxious cold sensing. Although, Drosophila does not survive prolonged exposure to cold temperatures (&#8804;10 &#186;C), and will avoid cool, preferring warmer temperatures in behavioral preference assays, how they sense and possibly avoid noxious cold stimuli has only recently been investigated.
Here we describe and characterize the first noxious cold (&#8804;10 &#186;C) behavioral assay in Drosophila. Using this tool and assay, we show an investigator how to qualitatively and quantitatively assess cold nociceptive behaviors. This can be done under normal/healthy culture conditions, or presumably in the context of disease, injury or sensitization. Further, this assay can be applied to larvae selected for desired genotypes, which might impact thermosensation, pain, or nociceptive sensitization. Given that pain is a highly conserved process, using this assay to further study&#160;thermal nociception will likely glean important understanding of pain processes in other species, including vertebrates.

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

Here we demonstrate a novel assay to study cold nociception in Drosophila larvae. This assay utilizes a custom-built Peltier probe capable of applying a focal noxious cold stimulus and results in quantifiable cold-specific behaviors. This technique will allow further cellular and molecular dissection of cold nociception.

Assay רומן עבור הקרה Nociception ב<em&gt; דרוזופילה</em&gt; זחלים

How organisms sense and respond to noxious temperatures is still poorly understood. Further, the mechanisms underlying sensitization of the sensory ...

New Methods to Study Gustatory Coding

The sense of taste allows animals to detect chemicals in the environment, giving rise to behaviors critical for survival. When Gustatory Receptor Neurons (GRNs) detect tastant molecules, they encode information about the identity and concentration of the tastant as patterns of electrical activity that then propagate to follower neurons in the brain. These patterns constitute internal representations of the tastant, which then allow the animal to select actions and form memories. The use of relatively simple animal models has been a powerful tool to study basic principles in sensory coding. Here, we propose three new methods to study gustatory coding using the moth Manduca sexta. First, we present a dissection procedure for exposing the maxillary nerves and the subesophageal zone (SEZ), allowing recording of the activity of GRNs from their axons. Second, we describe the use of extracellular electrodes to record the activity of multiple GRNs by placing tetrode wires directly into the maxillary nerve. Third, we present a new system for delivering and monitoring, with high temporal precision, pulses of different tastants. These methods allow the characterization of neuronal responses in vivo directly from GRNs before, during and after tastants are delivered. We provide examples of voltage traces recorded from multiple GRNs, and present an example of how a spike sorting technique can be applied to the data to identify the responses of individual neurons. Finally, to validate our recording approach, we compare extracellular recordings obtained from GRNs with tetrodes to intracellular recordings obtained with sharp glass electrodes.

We present three new methods to study gustatory coding. Using a simple animal, the moth Manduca sexta (Manduca), we describe a dissection protocol, the use of extracellular tetrodes to record the activity of multiple gustatory receptor neurons, and a system for delivering and monitoring precisely timed pulses of tastants.

שיטות חדשות לחקר קידוד גוסטוריאלי

The sense of taste allows animals to detect chemicals in the environment, giving rise to behaviors critical for survival. When Gustatory Receptor Neurons ...

Assay רומן ההתנהגות לחקור תגובות Gustatory של הפרט, חופשי-נע דבורים Bumble (

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

במנהרת רוח עבור ריח מתווכת מבחני התנהגותי חרקים

Assay בחירה האנכי T-מבוך לתגובת פרוקי רגליים לodorants

מציאה RNAi בתיווך זוגית ג'ין ומדידה בחוש טעם בדבורי דבש (

יחיד לטוס Assay עבור התנהגות שיחור מזון ב

תגובת פרוטוקול חוטם הרחבה לחקירת פלסטיות התנהגות בחרקים: בקשה ליסוד, ביו רפואית, ומחקר חקלאי

בדיקה

כימות ברזולוציה גבוהה של התנהגות מודרכת ריח

Assay העדפות טעם למבוגרים

Assay רומן עבור הקרה Nociception ב

שיטות חדשות לחקר קידוד גוסטוריאלי