赵新成1,2,汤清波1,闫凤鸣1 ,Bente G. Berg2
1河南农业大学植物保护学院,郑州 450002;2 Department of Psychology/Neuroscience Unit, MTFS, Norwegian University of Science and Technology (NTNU), N-7489 Trondheim, Norway
烟青虫Helicoverpa assulta (Lepidoptera : Noctuidae) 是鳞翅目夜蛾科铃夜蛾属农业害虫,主要危害寄主烟草、辣椒等作物。同很多昆虫一样,烟青虫雌雄间主要通过性信息素通讯进行识别并繁殖后代,雌性个体释放性信息素,而雄性个体接收性信息素。研究证明烟青虫嗅觉初级中枢触角叶(antennal lobe)内的巨嗅小球复合体区(macroglomerular complex, MGC)是性信息素编码区域。嗅小球是外周感觉神经元(olfactory sensory neurons)与脑内嗅觉二级神经元,即局域中间神经元(local interneurons)和投射神经元(projection neurons),进行信息传递的地方。雄性烟青虫的巨嗅小球复合体区由3个扩大嗅小球组成: 嗅小球Cu (cumulus)、嗅小球DM(dorsomedial glomerulus)和嗅小球V(ventral glomerulus)。这三个嗅小球分别编码的性信息素是什么以及这些信息在脑内的投射区域是否有差别?针对这些问题,我们采用细胞内记录方法与细胞内染色标记以及激光共聚焦显微镜技术结合进行研究,结果表明对性信息素主要成分顺-9-十六碳烯醛(Z9-16:AL)反应的投射神经元,其神经树突分支在嗅小球Cu内,对次要成分顺-11-十六碳烯醛(Z11-16:AL)反应的投射神经元,其神经树突分支在嗅小球V。而对性信息素抑制信号顺-9-十四碳烯醛(Z9-14:AL)反应的投射神经元,其神经树突分支在嗅小球DM内。这结果证明了MGC三个扩大嗅小球Cu、DM、V的功能分别是编码:Z9-16:AL,Z9-14:AL和Z11-16:AL。
所记录的这些投射神经元的神经轴突均通过触脑神经束投射到脑内嗅觉高级中枢蕈形体萼叶和侧前脑。在侧前脑内,我们发现对Z9-16:AL和Z11-16:AL反应的投射神经元轴突投射区域相似,均在侧前脑前端,而对Z9-14:AL反应的投射神经元轴突投射区域在侧前脑后端。
关键词:烟青虫、性信息素、触角叶、嗅小球、投射神经元、侧前脑