棉铃虫下唇须对其嗅觉行为的调控作用及神经机制

In additon to the antenna, the paired labial palp of lepidopteran adults, including Helicoverpa armigera, are olfactory organs as well. There are many olfactory sensilla in the labial-palp pit organ (LPO) of H. armigera, which are classified into two types, hair-shaped and club-shaped sensilla type. However, little is known about the function of these sensilla. In this study, the behavior that mediated by LPO sensilla are to be investigated by using the methods of behavioral bioassay and wind tunnel. The chemicals that detected by LPO sensilla are to be identified by using the methods of GC-EAD and GC-MS. Finally, the single sensillum recording and staining are to be performed to invesitgate the neural basis for LPO sensilla mediating behavior. The results of this study could show the function of labial palps and provide the basic knowledge for improving the pest control technique that based on the olfaction.

除了触角以外，下唇须也是鳞翅目昆虫成虫包括棉铃虫的重要嗅觉器官。我们前期研究表明棉铃虫下唇须陷窝器内具有大量的嗅觉感器，分属2大类型，即毛形感器和棒状感器。关于这些感器的功能，到目前还不清楚。本项目以棉铃虫成虫为研究对象，首先，采用网室生测方法明确棉铃虫下唇须陷窝器所调控嗅觉行为及其行为学意义。其次，使用电生理、气相色谱和质谱以及它们之间的联用技术鉴定下唇须陷窝器感知的信息化合物，并测定这些信息化合物的活性及其对行为的调控作用。最后，采用电生理技术和神经元荧光染色技术阐明下唇须陷窝器感器对棉铃虫嗅觉行为调控的神经生理基础。通过行为试验和电生理记录明确棉铃虫下唇须的功能，并揭示其神经基础，为改进基于利用嗅觉来控制害虫的策略提供基础知识。

我们以棉铃虫为对象研究下唇须对棉铃虫行为的调控及其机制。我们发现切除下唇须后棉铃虫产卵量下降，卵在棉花植株上面的分布模式发生变化，该结果表明下唇须可能参与调控棉铃虫的产卵行为，调控落卵位点的分布。进一步，我们利用电生理技术明确了棉铃虫下唇须对多种植物信息化学物质的反应特定，该结果为进一步明确信息化学物质对产卵行为调控的机制奠定了基础。利用转录组和表达定量方法鉴定了棉铃虫下唇须表达的气味受体。利用免疫组织化学和染色标记技术对棉铃虫嗅觉中枢解剖结构得到进一步深入解析，构建了棉铃虫触角叶纤维球图谱，比较了雌雄棉铃虫触角叶纤维球的异同，明确了雌雄特异的纤维球。其中与下唇须连接的纤维球也具有雌雄差异。我们在分子受体、神经解剖和电生理反应水平所获得的研究结果为研究下唇须感器调控棉铃虫行为的分子和神经机制奠定了基础。