利用單感器記錄與神經元示蹤結合對棉鈴蟲主要性信息素感器內神經元投射的鑒定

馬百偉, 劉曉嵐, 常亞軍, 謝桂英, 陳文波,劉 楊, 趙新成,*, 王桂榮,*

(1. 河南農業大學植物保護學院, 鄭州 450002;2. 中國農業科學院植物保護研究所, 植物病蟲害生物學國家重點實驗室, 北京 100193)

觸角是昆蟲重要的感覺器官，具有嗅覺感器、味覺感器和機械感器等多種類型的感器，其中嗅覺感器為主要感器(Chapman, 2013)。嗅覺受體神經元(olfactory receptor neuron, ORN)位于嗅覺感器內，其樹突膜上表達有特定的氣味受體，可以感受某種或某類氣味分子(Leal, 2013)。嗅覺受體神經元的軸突投射進入昆蟲腦內的嗅覺初級中樞觸角葉(antennal lobe)，從而能夠將外界的氣味信息從外周神經傳遞到腦中樞(Hildbrand and Shepherd, 1997; Wilson and Mainen, 2006)。觸角葉是嗅覺信息重要處理中心，由許多神經纖維球(glomerulus)構成(Hildbrand and Shepherd, 1997; 趙新成等, 2015)。在黑腹果蠅Drosophilamelanogaster中已經證明，表達同一種氣味受體的嗅覺受體神經元的軸突匯聚到同一個神經纖維球中，即遵循“1種受體-1種受體神經元-1個神經纖維球”的原則(Vosshalletal., 2000; Coutoetal., 2005; 趙新成等, 2015)。這是觸角葉對氣味信息進行編碼整合的前提，所以研究嗅覺受體神經元的功能及其投射的神經纖維球對理解觸角葉的信息編碼機制具有重要意義。對于黑腹果蠅而言，研究人員可以通過電生理技術和遺傳標記來明確其觸角上嗅覺感器內嗅覺受體神經元的功能及其投射的神經纖維球(Coutoetal., 2005; Fishilevichetal., 2005)。對于普通昆蟲而言，目前尚無法達到這一水平。但是，單感器記錄與神經元示蹤技術相結合的方法，為研究普通昆蟲的感器內嗅覺受體神經元的功能及其投射的神經纖維球提供了技術支持。……