Name: a novel behavioral assay to investigate gustatory responses of individual, freely-moving bumble bees (bombus terrestris)
Uploaded: 2016-07-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 30 s
Description: 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

Bu çalışma Leverhulme Güven hibe (RPG-2012-708) ve BBSRC hibe GAW için (BB / M00709X / 1) tarafından finanse edildi.

1. Koloni ve Açlık Dönemine Bees yakalama Not: Burada anlatılan deneyler Bombus terrestris Audax Newcastle Üniversitesi, İngiltere gerçekleştirildi. Çoklu (2-3) ticari olarak satın alınan koloniler tedavi için kullanılmıştır. Koloniler laboratuvar koşullarında sürekli karanlıkta (25 ± 2 ° C ve 28 ±% 2 RH) bir bankta muhafaza edilmiş ve bal arısı toplanan polen ve şeker çözeltileri ad libitum beslendi. <ol><li> Çıkmak için ve tuzak olabilir bir arı için sadece yeterince uzun koloni kapısı açıldı sonra, bir delikli plastik tıpa ile bir plastik şişe (7 cm uzunluğunda, 2.8 cm iç çapı) kullanarak bireysel işçi bombus arıları toplamak. </li><li> Deneyden önce, tek tek plastik şişeler 2-4 saat seyahati Yaban arılar aç ve tam bir karanlıkta oda sıcaklığında tutulması. </li></ol> 2. Holding, Tüpler ve H içine arı aktarmaabituation Faz <ol><li> açlık döneminden sonra, bir tutma tüp içine plastik bir şişeye doğrudan bir bombus arı aktarın. eriterek içine sabit;: ucunda delinmiş bir 4 mm delikle ve çelik hasır (yükseklik 30 mm 8 mm baz) bir parça;: tutan tüp modifiye 15 ml santrifüj tüpü (çap 17 mm 119 mm uzunluk) &#39;dir ısıtılmış diseksiyon çelik iğne ile tüp plastik. </li><li> Diş balmumu ile bir polistiren tutucu üzerine bombus arı içeren tutma tüp sabitleyin. borusunun her iki yanı üzerinde kartonun iki adet düzeltin. Bu deney etkileyebilir görsel uyaranlara arı korumak için olduğunu. </li><li> 5 cm tutma tüpünün ucu üzerinde bir dijital mikroskobik kamera yerleştirin ve uyumlu bir dizüstü bilgisayara kamera bağlamak. </li><li> en az kavrama borusunun ucunun ilk 18 mm, video çerçevesi içinde olacak şekilde kavrama borusunun ayarlayın. Deneyden önce, 3 dakika alışma süresinden başlar. </li></ol> 3..Ön-test Faz: Sakarozun Bir Damla sunulması <ol><li> sukroz çözeltisi bir damlacık ihtiva eden bir dişi adaptör bir şırınga geç (~ 3.5 mL, 500 mM sukroz, deiyonize su içinde çözüldü). burnumun uzantısı motive etmek tutma tüpü ucu içinde sakaroz sunun. </li><li> sakaroz damlacık tüketmek için 5 dakika kadar bombus arı verin. damlacık tüketilen değilse, deneyden bombus arı çıkarın. </li><li> alışma döneminden sonra video kaydı başlar. Bu çalışmada, hortum aktivite 26.7 kare / sn -1 25X büyütme oranıyla kaydedildi. </li></ol> 4. Test Faz: Test Çözüm Sunan <ol><li> Test solüsyonu ile 100 ul microcapillary tüp doldurun. silikon tüp (6 cm uzunluğunda, iç çapı 1 mm) bir parça bağlayın ve bir mikro manipülatör bunu düzeltmek. <ol><li> Başka bir silikon tüp için bir erkek adaptör aracılığıyla boru geç (6 cm uzunluğunda, iç çapı 4 mm), WHICH pipet çubuğu olarak görev yapar. </li><li> uzak tutma tüp ucundan microcapillary tüp 5-10 mm yerleştirin. Yavaşça microcapillary tüpün ucunda besleme çözümü korumak için boru sıkmak. </li></ol></li><li> bombus arı sakaroz damlacık tüketir sonra, hemen 500 mM sükroz çözeltisi içeren şırınga çıkarın. </li><li> 2 dk test aşaması başladığınızda bombus arı hortum kişileri microcapillary tüpün içindeki çözüm. <ol><li> Mümkün buharlaşma için kontrol sükroz veya su ile iki ek microcapillary tüpleri doldurmak ve test aşamasında tam olarak manipüle. </li></ol></li><li> Her deneme öncesi ve sonrası gıda tüketilen (Şekil 4A) miktarını ölçmek için 600 dpi bir tarayıcı kullanarak microcapillary tüp içinde sıvı seviyeleri tarayın. </li></ol> 5. Görüntü Analizleri <ol><li> ImageJ kullanarak çözüm tüketim miktarını (sürüm 1.48), bir görüntü procyazılım Essing. <ol><li> resim dosyası yükleyin ve görüntü (~% 400) yakınlaştırmak. Referans ölçeğini ayarlamak için, düz bir çizgi aracını seçin ve microcapillary borusunun iki ucu arasında bir çizgi çizin. ardından &#39;Set Ölçeği&#39; Analiz &#39;seçin. Girdi &#39;Bilinen bir mesafe&#39; ve &#39;uzunluğu Birimi&#39; altında ilgili birimin altında tüpün toplam uzunluğu. </li><li> Yine düz çizgi aracını seçin ve sıvı seviyesinin iki ucu arasında bir çizgi çizin. Daha sonra &#39;Tedbir&#39; &#39;Analiz&#39; seçin. sonuç penceresinde sıvının uzunluğu &#39;Uzunluk&#39; sütununda verilmiştir. </li></ol></li><li> formülü ile çözüm tüketim hacmini hesaplayın: <img alt="denklem 1" src="/files/ftp_upload/54233/54233eq1.jpg" /> nerede <img alt="denklem 2" src="/files/ftp_upload/54233/54233eq2.jpg" /> bir Mikro kapiller tüpün uzunluğu <img alt="denklem 3" src="/files/ftp_upload/54233/54233eq3.jpg" /> ve <img alt= &quot;Denklem 4&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 54233 / 54233eq4.jpg&quot; /&gt; microcapillary tüp içinde sıvı ölçülen uzunlukları önce ve test aşamasından sonra, sırasıyla. </li></ol> 6. Video Analizleri <ol><li> Bir olay günlüğü yazılımı kullanarak her videonun 2 dk test aşamasında beslenme davranışlarını Puan (Malzeme Tablosu bakınız). <ol><li> İlk başta, beslenme davranışları (yani. Unsurları) kayıt yazılımı davranış sınıfları menüsünde tanımlar. beslenme davranışları olarak takip edilmektedir: (1) / teması dışarı hortum: hortum uzanır ve microcapillary tüp içinde çözelti (2) / iletişim dışarı hortumlarının ile temas halindedir: hortum uzanır ve microcapillary tüp içinde çözelti ile temas halinde değildir, (3) hortum istiflenmiş: hortum genişletilmiş değil ama onun yerine baş ve (4) önünden altında istiflenmesi: bombus arısı video karesinin çıktı. </li><li> Her davranışı ayarlayınBir &#39;devlet&#39; ve özellikleri menüsünde &#39;birbirini dışlayan&#39; ve 2 dk aralığında sürekli kayıt yapmak gibi. Daha fazla hassasiyet için yavaş hareket modunda video (yavaş 2 kez) Replay. </li></ol></li><li> Bir hareket izleme video yazılımı kullanarak (Burada gösterilen görüntü kayıtlarında 37.5 msn ile ayrılmış) iki ardışık çerçeveler arasında ilk temas sonrası test çözeltisinden hortum retraksiyon hızını ölçmek (Malzeme Tablo bakınız). <ol><li> video dosyasını yükleyin ve nerede hortum ilk temas çözüm çerçevesine geçin. </li><li> Referans ölçeğini ayarlamak için, çizgi aracını seçin ve görüntü karesine microcapillary tüpünün eni bir çizgi çizin. Sağ on line tıklayın ve &#39;tedbir kalibre&#39; seçeneğini seçin. Girdi kılcal tüpün genişliği ve ilgili birim. </li><li> &#39;Görüntü&#39; ardından &#39;sistemi kökenli Koordinat&#39; seçin. Yeni pencerede burnumun ucunda tıklayın ve seçin9; &#39;uygulayın. </li><li> El hareket aracını seçin, sağ video çerçeve üzerinde burnumun ucunda tıklayın ve &#39;Parça Yolu&#39; seçeneğini seçin. sonraki kareye geçmek ve burnumun ucuna kadar izleme noktasını yeniden ayarlayın. </li></ol></li><li> Sağ izleme noktasında tıklayın ve &#39;Configuration&#39; seçeneğini seçin. &#39;Tam Yolu seçin ve ölçüm altında&#39; Speed ​​&#39;seçeneğini seçin. Seç &#39;Uygula&#39;. hız görüntülenir. </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>

Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan ederim.

Bu yeni davranış testi ile, kinin tutkunu kuyruklu bombus arısı beslenmesini caydırmak için gösterilmiştir. su veya kinin bezenmiş sukroz çözeltisi ile azaltılmış hortum temas süresi ve besleme butik frekansı daha besleyici olmayan veya potansiyel toksik çözümleri besleme başlatmak için bir ret olarak burada yorumlanır. kinin, 1 M sukroz çözeltisine eklendiğinde, Yaban arılar, sadece bu şekilde ağız kısımlarına ve bir toksini içeren solüsyon arasındaki temas süresini azaltmak, aynı zamanda daha hızlı proboscis geri, tükettikleri çözelti hacmini azaltmaz. Birlikte, bu sonuçlar daha önceden bal arısı 9 tanımlandığı gibi kinin, bombus arısı, ağız parçaları üzerinde tat reseptör hücreleri tarafından algılanan olduğunu düşündürmektedir. Kinin sıtma sivrisineği (Anopheles gambiae) 23 bal arısı 10 ve demonte olarak halsizlik gibi davranışları uyarır böcekler için bir zehirdir. Bu deney de identificat yol açabilirbombus arılar, ağız parçaları üzerinde tat reseptör hücreleri tarafından algılanan bazı caydırıcı ve potansiyel toksik bileşiklerin iyon. Mikro kapiller tüp testi fazı boyunca son test çözeltisi yeterli bir hacmi ile doldurulması için, önemlidir. Mikrokılcal bir tüp (örneğin 70-80 ul), en az yaklaşık dörtte üçü doldurulur önerilir. Ancak, bakım tam tarama işlemi sırasında dökülme riskini azaltmak için Mikro kapiller tüp doldurmak alınmış ve deney cihazına Mikro kapiller tüp takılarak olmalıdır. deneyci tutma tüpüne damlacığı sızıntı önler, böylece bombus arısı 500 mM sükroz damlacık sunarken bakımı da alınmalıdır. tutma tüpün ucunda 4 mm delik doğal test solüsyonu doğru olan burnumun genişletmek için bir yetişkin işçi bombus arısı için yeterince büyüktür. Bununla birlikte, mümkün olduğubombus arıları kendi hortumları genişletmeden önce kendi antenleri ile çözüm tadabilirsiniz. PER şeker çözeltisi 15 ile -antenler uyararak bombus arılarının ortaya çıkardı olabilir bu hortum uzatma olasılığını etkileyebilir. Aslında parazitoit wasp (Trissolcus brochymenae) 24 veya bal arısı 13 gibi Hymenoptera antenleri onları kinin gibi şekerler ve toksinleri tadı sağlayan, tat Sensilla ile donatılmıştır. Sonuç olarak, kinin gibi son derece caydırıcı bileşikleri içeren çözümleri ile ilk antennal temas aynı zamanda burnumun genişletmek ve bu nedenle deneysel başarı oranını etkileyen bir bombus arısı motivasyonunu düşürebilir. Test solüsyonu ile antennal temas kontrol edilemez olsa da, bu çalışmada biz test çözeltisinden doğru hortum uzantısı antennal temas anlamlı bir etkisi olmadı. Bu tahlilde hemen ön test faz daha sonra Mikro kapiller tüp ayarlamabombus arıları kendi antenleri test çözümü tadı için bombus arıların antenleri tutma tüp içinde hala tavuk fırsatı azaltabilir. Hareket izleme video yazılımı kullanan ilk hortum temasından sonra test çözeltisi uzak hortum geri çekilmesini izlerken bu testin ana sınırlama ortaya çıkar. video görüntüleri sadece burnumun 2B hareketini gösterir, bu yüzden hız ölçümü verilen çıkış altında veya tahmini üzerinde olabilir. Ancak bazı değişikliklerle, testin bu yönü gelişmiş olabilir. Bu deney, doğal olarak oluşan bitkisel metabolizma da dahil olmak üzere, farklı bileşikleri ihtiva eden çözeltiler doğru doğal beslenme tepkileri gözlemlemek için kullanılabilir. Bu testi ile hemen besleme yanıtları gözlemleyerek bombus arılarının bu bileşikleri tespit nasıl hakkında ayrıntılı bilgi verir. Bu mevcut avantajlıdır &#39;go-no go&#39; PER 18,19 gibi yöntemleri </sup&gt; Ve bu yöntem ayrı bir besleme maçın sırasında gıda tüketimi dahil olmak üzere birçok davranışsal tepki önlemleri üretir çünkü 7 iki seçenekli tahliller bitti. çeşitli parametreler Ölçme aynı anda bir bileşiğin lezzeti daha iyi değerlendirilmesini sağlar. Bizim tahlilde Örneğin bombus arılarının su veya kinin bezenmiş sakaroz çözüm tüketen kaçının. Burnumun Geri çekme şeker reseptör hücrelerinin 12,13 cevapları bir değişiklik neden olabilir. Bizim tahlil bombus arıları tek başına sudan daha sakaroz artı kinin çözümü başvurarak sonra hortum hızlı geri olduğunu göstermektedir; Bu o kinin şeker algılama nöronlar 9,12,13,25 inhibe ek olarak nöronların ayrı bir dizi etkiler hatırlatıyoruz. Bizim tahlil beslenme sırasında davranışsal tepkilerin zamansal desen analiz edilmesini sağlar. tüketim zamanı ve nöbetleri sayısı ölçülür benzer bir protokol al sahiptirhazır besleyici ve besleyici-olmayan şekerler 26 Drosophila besleme yanıtı değerlendirmek için uygulanan. Biz arıların tutma tüp 21 serbestçe hareket çünkü arılar gibi PER gibi diğer yöntemlere göre daha bizim deneyde uyarıcı beslenmesi için daha güvenilir bir tepki gösterirler olacağını tahmin ediyor. besinler ve toksinler bombus arıları ve potansiyel diğer arı türlerinin beslenme mekanizmaları aydınlatmak için bu tekniğin tat eşiklerinin kapsamlı bir analizini izin verecektir.

Bitki pollinator etkileşimleri karmaşıktır. Tozlayıcıları gıda olarak nektar ve polen elde etmek için çiçekleri ziyaret; sırayla, polinatörler bitkilerde cinsel üreme kolaylaştırır. Bu ilişki çoğunlukla Mutualistik iken, çiçek nektar ve polen bazen toksinlerin içerebilir veya diğer bitki 1-5 bileşikleri hangi tozlayıcı zarar verebilir. nektar ve polen gibi bileşiklerin varlığı için ekolojik gerekçesi her ortamda açık değildir. Bu alanda göze çarpan soru gibi arılar olarak polinatörler algılamak ve nektar içeren toksinler ile çiçek önleyebilirsiniz nasıl olduğunu. Bombus arı türleri, Bombus terrestris (Linnaeus, 1758), toksinler 6 ihtiva edenler üreten nektarı gibi birçok bitki türünün çiçekleri ziyaret eden kültürlü pollinator olduğunu. Yaban arılar 24 saat, iki seçim tahlilinde 7 toksin yüksek konsantrasyonlarını ihtiva eden alıcı çözüm önlemek için gösterilmiştir. Bu deney,Tiedeken ve ark., 7 tarafından açıklanan gıda tüketiminin arılar çözümleri acı bileşikleri tespit edebilir ortaya koydu. Ancak, bu deney gibi de 8-10 aralık bu zamanla beslenme davranışını etkileyen halsizlik gibi post-içmeğe süreçlerden tadı ayırt edemedi. Arılar bileşikleri 11-13 algılamak için kendi anten, ağız parçaları ve tarside üzerinde tat Sensilla sahiptirler. Hortum uzatma refleksi (PER) deneyler koşum bireysel arılar kısıtlama ve daha sonra besleme 14-17 refleks üretmek için arı antennal Sensilla uyarıcı barındırır. Arılar bağımsız koşum ölçülü ve daha sonra bileşiklerin 18,19 tat kabiliyetleri bir tahlil olarak besleme refleksini üretilmesi için teşvik edilebilir. Diğerleri toksinler 9,20 için anten veya ağızlarının duyarlılığını incelemek için PER tahlil değiştirdiniz. Ancak, arılar sokmak sırasında strese maruz kalırlar. Bu nasıl etkileyebilironlar 21 bileşikler cevap. Burada yeni bir tahlil 9 ve bal arıları (Apis mellifera) ve bombus arıları için zehirli 10 (Bombus sakaroz ve kinin, daha önce caydırıcı olduğu rapor edilmiştir bir alkaloid bombus arıları serbestçe hareket eden davranışsal tat yanıtını değerlendirmek için tarif edilmiştir terrestris) 7, 22. Kinin bitki nektarı bulunamadı edilmemiş olmasına rağmen, bu alkaloid genellikle arıların 7,9,12,13,22 davranışsal ve fizyolojik çalışmalarda caydırıcı bir uyarıcı olarak kullanılır. yöntem test çözeltileri ile ilk hortum temas sırasında büyük bir çözünürlükte bombus arıların ağız video kayıt içerir. Özel olarak, beslenme yanıtının ince yapı sürekli bir şekilde 2 dakika ara üzerinde davranış puanlama ile incelenmiştir. tüketilen çözeltisinin hacmi besleme döneminde ölçülür ve bu yemek yenen miktarı mikro ile korele edilebilirbeslenme davranışı. Ayrıca hortum retraksiyonu hızı aktif kaçınma bir göstergesi olarak, ölçülür ve bu nedenle ön içmeğe algılama.

<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)

Devetüyü kuyruklu bombus arısı, Bombus terrestris gibi Genelci polinatörler, çiçekli bitkilerin topladığımız çiçek nektar hem besin ve toksinlerin karşılaşıyoruz. Sadece birkaç çalışma gıda toksinlerin doğru arıların tat yanıtları açıklanan var ve bu deneyler özellikle ölçülü bal arıları üzerinde hortum uzatma yanıtı kullandık. Burada, yeni bir davranış tahlil besin ve toksinlerin özgürce hareket eden beslenme yanıtları, bireysel işçi bombus arıları ölçmek için sunulmuştur. Bu testte, her bombus arısı tarafından yutulur çözüm miktarını ölçer ve gıda tat yoğunluğu arttırıcı beslenme davranışının mikro nasıl etkilediğini tanımlar. çözeltiler, daha önce 2-4 saat boyunca aç olan tek tek arılarının bir mikrokılcal bir tüp içinde sunulmaktadır. davranış dijital video üzerinde yakalanır. beslenme davranışı ince yapısı sürekli Probo konumunu puanlama analiz edilirSCIS olay günlüğü yazılımı kullanarak video kayıtları (ağız). hortum konumu üç farklı davranış kategoriye ile tanımlanır: (1) hortum genişletilir ve çözelti ile temas halinde, (2) hortum genişletilir, ancak çözeltisi ve (3) hortum ile temas halinde başlık altında muhafaza edilir değildir. Ayrıca çözümün uzak geri çekilmeden burnumun hızı da tahmin edilmektedir. çözeltinin hacmi tüketilen Bu deneyde, besleme nöbetleri sayısı besleme nöbetleri süresi ve birinci temas ettikten sonra hortum geri çekme hızı phagostimulatory veya test edilen bileşiklerin caydırıcı etkinliğini değerlendirmek için kullanılır. Bu yeni tat tahlil araştırmacılar nektar bulunan bileşikler arıların beslenme davranışını etkileyen ve aynı zamanda bombus arı tat sistemini inceleyerek tozlaşma biyologlar, toksikoloji ve neuroethologists yararlı olacaktır nasıl ölçmek için izin verecektir.

yeni deney 1 M sukroz, 1 M sükroz çözeltisi artı 1 mM kinin ve sadece deiyonize su besleme tepkileri test etmek için kullanılır. Her bir tedavi için acil besleme tepkileri test çözeltisi, besleme nöbetleri sıklığı ve 2 dakika test aşamasında, ilk temastan sonra uzak Test çözeltisinden geri çekilmeden hortum hızı ile hortum temas süresini miktarının belirlenir. tüketilen çözeltinin hacmi, test aşaması sonra ölçülür. Bu çalışmada, biz caydırıcı karşılık Drosophila tarafından hortum geri çekme davranışı karakterize etmek için 5 saniye eşiğini kullanılan et al Fransız. 25 önceki çalışmalarına dayanarak (Company Dosya bakınız Şekil 1) 5 sn butik kriter aralığı seçmiş bileşikler 25. Böylece, genişletilmiş hortum ve çözüm arasında bir kişi olarak bir beslenme butik tanımlanmışt 5 saniye ya da daha fazla rehber olmaması ile kesildi. Sakaroz ve yalnız deiyonize su, sakaroz çözüm kinin eklenmesi kıyasla besbelli onlar caydırıcı bir madde (Video Şekil 1) tespit edersek hızla uzaklaşmaya gibi bombus arıları tarafından beslenmesini engeller. Bu deneyde, tedaviler test aşamasında hortum kişileri kümülatif süresi üzerinde önemli bir etkiye sahip (log-dönüştürülmüş verileri ANOVA, F 2,31 = 41, p &lt;0.001). Sakaroz içeren kinin ile temas süresi toplam süresi önemli ölçüde sadece (p &lt;0.001), ancak deiyonize su başına (p = 0.219) (Şekil 2) sakaroz ile karşılaştırıldığında azalır. Benzer şekilde, tedavi Log-dönüşümlü veriler, F ANOVA (besleme nöbetleri toplam süresi üzerinde önemli bir etkiye sahip <sUB&gt; 2,31 = 27.95, p &lt;0.001, Şekil 3A). sakaroz içeren kinin ile nöbetleri besleme toplam süresi önemli ölçüde (p &lt;0.001), ancak sadece deiyonize su (p = 0.41) ile karşılaştırıldığında, tek başına sakaroz ile karşılaştırıldığında azalır. Tedaviler de beslenme nöbetleri sıklığı üzerinde önemli bir etkiye sahip (bir günlük bağlantı fonksiyonu ile Poisson GLM, sapkınlık değişim c 2 dağıtımına göre: p &lt;0.050) sakaroz kinin içeren nöbetleri sayısı anlamlı olarak daha yüksek sayede, sakaroz karşılaştırma (p &lt;0.01), ancak (nedeniyle bir yaban arısı su yedi besleme nöbetleri, Şekil 3B görüntülemeye, p = 0.055) deiyonize su arıtma marjinal önemli ölçüde farklı. Aynı şekilde, hortum retraksiyonu hızı tedaviler arasında anlamlı farklılık (ANOVA log-dönüştürülmüş verileri, F 2,31 = 5.12, p &lt;0.050). Bombus arıları pr geriuzak sakaroz sükroz veya tek başına deiyonize su (p &lt;0.050, Şekil 3C) ile daha kinin içeren ilk temastan sonra önemli ölçüde daha hızlı deney çözeltisinden oboscis. Bu sonuçlar kinin bombus arılarının aktif kaçınma davranışı tetikler düşündürmektedir. Tedaviler de kinin içeren sükroz tüketimi sakaroz ile karşılaştırıldığında azalır, böylece tüketilen çözeltisinin toplam hacmi (Log-dönüşümlü veriler ANOVA, K 2,32 = 62.5, p &lt;0.001), (s üzerinde önemli bir etkiye sahip &lt;0.001), ancak, deiyonize su (p = 0.457) (Şekil 4B). Test süresi boyunca kılcal buharlaşan çözeltinin hacmi göz ardı edilebilir. laboratuar koşullarında (25 ± 2 ° C ve 28 ±% 2 bağıl nem), buharlaşma 0.276 ul, sırasıyla deiyonize su için 0.171 ul, 1 M sukroz ortalama 0.033 0.883 ul arasında değişir. <p class="jove_content" fo:keep-anten ve test solüsyonu arasında bu testte temaslarında together.within-page = &quot;1&quot;&gt; önlenemez. Bununla birlikte, test aşamasında beslenme çözümü tatmak için -antenler kullanarak bombus arılarının yüzde (sakaroz:% 46.1, sukroz artı kinin: 60.0% ve deiyonize su:% 33.3) tedaviler arasında anlamlı fark olmadığı (binom GLM, değişim sapma c 2 dağıtımına göre: p = 0.450). tedavilerin etkisi yok ilk antennal rehber ve test çözeltisi ve hortum (medyan ilk kontaklar arasında gecikme bulunur: sukroz için 2.67 saniye; sukroz artı kinin için 1.10 saniye; deiyonize su için 0.80 sn, ANOVA üzerinde veri log-dönüştürülmüş, F 2,13 = 0.620, p = 0.550). sakaroz artı kinin;% 66,7: Buna ek olarak, test çözümü tadı burnumun uzanan bombus arılarının yüzde tedavileri (sakaroz boyunca sabit kalır 50.0%; deiyonize su:% 52.2; binom GLM, c 2 dağıtımına göre sapma değişim: p = 0.840). Birlikte bu sonuçlar antenler bu deneyde toksinlerin saptanmasında küçük bir rol oynadığını düşündürmektedir. Ayrı bir deneyde, daha uzun, 2 dakika daha uzun bir süre için arılar test etmek için gerekli olup olmadığını inceler. 2 dakika test süresi ve 10 dakika test süresi: arılar tarafından tüketilen gıda miktarı 1 M sükroz veya iki koşullarda 1 M sükroz çözümlerinde 1 mM kinin ile test edilir. Her iki tedavi için, toplam gıda tüketimi testi dönemler için farklı değildir ve anlamlı etkileşimler (test süresi ve tedavi arasında oluşan N = 6-13, ANOVA günlük dönüştürülmüş verileri; tedavilerin etkisi: F 1,31 = 54.8, p &lt;0.001; test dönemi etkisi: F 1,31 = 0, p = 0.979; etkileşim etkisi: F = 0.1, p = 0.457). Özetle,2 dakika test süresi yaban arıları ve bu tahlilde, toksik ya da kovucu maddelerin caydırıcı etkisi ile tüketilen gıda toplam miktarına çözeltinin etkisini değerlendirmek için yeterlidir. Bu nedenle, gıda tüketiminin ölçülmesi ve beslenme davranışını analiz etmek sureti ile, tahlil sırasında besleme ince yapıya toplam gıda tüketimini ilişkili mümkündür. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/54233/54233fig1.jpg" /> Şekil 1: Besleme Testi İlk 2 Min sırasında Hortum Kişiler arasındaki Gecikme Periyodu 1 M sükroz çözeltisi ile her probosis temas ayıran zaman gecikme sürelerinin Yoğunluk araziler, 1 M sükroz + 1 mM kinin çözeltisi ve su.. 13, 10 ve 11 arı kümülatif veriler sırasıyla temsil edilmektedir. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54233/54233fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> &lt;/ P&gt; <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/54233/54233fig2.jpg" /> Şekil 2: Hortum İletişim Sürelerinin Besleme Testi İlk 2 Min sırasında 1 M sukroz, 1 M sükroz + 1 mM kinin veya su beslenen yaban arıları tarafından hortum temas sürelerinin Yoğunluk araziler.. Örnek büyüklüğü Şekil 1&#39;de olduğu gibi <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54233/54233fig2large.jpg" target="_blank">bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/54233/54233fig3.jpg" /> Şekil 3: 1 M sukroz, 1 M Sukroz + 1 mM Kinin veya su üzerinde Besleme Bumblebees ve Hortum Etkinlik (A) test aşamasında (B) nöbetleri beslenme sıklığı ve (C) hız sırasında besleme nöbetleri toplam süresi. hortum yenidenİlk temastan sonra çekiş. Yazı anlamlı bir farkı belirtir: Farklı harflerle tedavi P &lt;0.05 göstermektedir. Kutu grafiği medyan (siyah çubuklar), çeyrekler arası aralık 1.5 içinde hala düşük ve en yüksek veri noktaları (bıyıkları) ve aykırı (daireler) temsil etmektedir. Örnek büyüklüğü Şekil 1&#39;de olduğu gibi <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54233/54233fig3large.jpg" target="_blank">bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/54233/54233fig4.jpg" /> Şekil 4:. Cihazında deneme aşamasından sonra, 1 M sükroz seviyesi ya da (siyah çizgi ile gösterilen), 1 M sukroz ve 1 mM kinin çözeltisi gösteren Mikro kapiller tüpler arılarının beslemeli kinin örter (A) Taranan görüntüler sırasıyla. (B) 1 M sukroz tüketimi, 1 M sükroz artı 1 mM kinin veya deiyonize su<html> Test aşamasından sonra bombus arıları tarafından yalnız. Yazı anlamlı bir fark gösterir: Farklı harfler ile tedavi P &lt;0.001 göstermektedir. Kutu grafiği medyan (siyah çubuklar), çeyrekler arası aralık 1.5 içinde hala düşük ve en yüksek veri noktaları (bıyıkları) ve aykırı (daireler) temsil etmektedir. Örnek büyüklüğü Şekil 1&#39;de olduğu gibi <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54233/54233fig4large.jpg" target="_blank">bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> Video Şekil 1: (A) doğru Hortum Etkinliği video kayıtları <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54233/Video_figure_1A_1M_Sucrose.m4v" target="_blank">, 1 M sukroz</a> , (B) <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54233/Video_figure_1B_Quinine.m4v" target="_blank">1 M Sukroz artı 1 mM Kinin</a> ve (C)Deney Aşamasında d / 54233 / Video_figure_1C_Water.m4v &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Deionizesu.

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.

A Novel Davranış Testi (Bumble Bees Serbestçe hareket eden Bireyin Tat Cevapları, Araştırma<em&gt; Bombus terrestris</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

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

8.7K Görüntüleme.  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

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning of the Proboscis Extension Response in Honeybees (Apis mellifera)

Honeybees (Apis mellifera) are well known for their communication and orientation skills and for their impressive learning capability1,2. Because the survival of a honeybee colony depends on the exploitation of food sources, forager bees learn and memorize variable flower sites as well as their profitability. Forager bees can be easily trained in natural settings where they forage at a feeding site and learn the related signals such as odor or color. Appetitive associative learning can also be studied under controlled conditions in the laboratory by conditioning the proboscis extension response (PER) of individually harnessed honeybees3,4. This learning paradigm enables the study of the neuronal and molecular mechanisms that underlie learning and memory formation in a simple and highly reliable way5-12. A behavioral pharmacology approach is used to study molecular mechanisms. Drugs are injected systemically to interfere with the function of specific molecules during or after learning and memory formation13-16.
Here we demonstrate how to train harnessed honeybees in PER conditioning and how to apply drugs systemically by injection into the bee flight muscle.

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning of the Proboscis Extension Response in Honeybees Apis mellifera

We demonstrate how to implement a behavioral pharmacology method in an appetitive olfactory conditioning paradigm in honeybees (Apis mellifera) by systemic application of drugs. This method allows investigation of the mechanisms underlying learning and memory formation in a simple and reliable way.

Bal arısı burnumun Extension Tepki Klasik Koşullanma Davranış Farmakoloji ( Apis mellifera)

Honeybees (Apis mellifera) are well known for their communication and orientation skills and for their impressive learning capability1,2. Because the ...

Nörobilim

Identification of Olfactory Volatiles using Gas Chromatography-Multi-unit Recordings (GCMR) in the Insect Antennal Lobe

All organisms inhabit a world full of sensory stimuli that determine their behavioral and physiological response to their environment. Olfaction is especially important in insects, which use their olfactory systems to respond to, and discriminate amongst, complex odor stimuli. These odors elicit behaviors that mediate processes such as reproduction and habitat selection1-3. Additionally, chemical sensing by insects mediates behaviors that are highly significant for agriculture and human health, including pollination4-6, herbivory of food crops7, and transmission of disease8,9. Identification of olfactory signals and their role in insect behavior is thus important for understanding both ecological processes and human food resources and well-being.
	To date, the identification of volatiles that drive insect behavior has been difficult and often tedious. Current techniques include gas chromatography-coupled electroantennogram recording (GC-EAG), and gas chromatography-coupled single sensillum recordings (GC-SSR)10-12. These techniques proved to be vital in the identification of bioactive compounds. We have developed a method that uses gas chromatography coupled to multi-channel electrophysiological recordings (termed 'GCMR') from neurons in the antennal lobe (AL; the insect's primary olfactory center)13,14. This state-of-the-art technique allows us to probe how odor information is represented in the insect brain. Moreover, because neural responses to odors at this level of olfactory processing are highly sensitive owing to the degree of convergence of the antenna's receptor neurons into AL neurons, AL recordings will allow the detection of active constituents of natural odors efficiently and with high sensitivity. Here we describe GCMR and give an example of its use.
	Several general steps are involved in the detection of bioactive volatiles and insect response. Volatiles first need to be collected from sources of interest (in this example we use flowers from the genus Mimulus (Phyrmaceae)) and characterized as needed using standard GC-MS techniques14-16. Insects are prepared for study using minimal dissection, after which a recording electrode is inserted into the antennal lobe and multi-channel neural recording begins. Post-processing of the neural data then reveals which particular odorants cause significant neural responses by the insect nervous system.
	Although the example we present here is specific to pollination studies, GCMR can be expanded to a wide range of study organisms and volatile sources. For instance, this method can be used in the identification of odorants attracting or repelling vector insects and crop pests. Moreover, GCMR can also be used to identify attractants for beneficial insects, such as pollinators. The technique may be expanded to non-insect subjects as well.

Identification of Olfactory Volatiles using Gas Chromatography-Multi-unit Recordings GCMR in the Insect Antennal Lobe

Olfactory cues mediate many different behaviors in insects, and are often complex mixtures comprised of tens to hundreds of volatile compounds. Using gas chromatography with multi-channel recording in the insect antennal lobe, we describe a method for the identification of bioactive compounds.

Böcek antennal Lob Gaz Kromatografisi-Multi-ünite Recordings (GCMR) kullanarak Olfaktör Uçuculuk tanımlanması

All  organisms inhabit a world full of sensory stimuli that determine their  behavioral and physiological response to their environment. Olfaction is ...

Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees (Apis mellifera L.)

Honey bees (Apis mellifera L.) are eusocial insects and well known for their complex division of labor and associative learning capability1, 2. The worker bees spend the first half of their life inside the dark hive, where they are nursing the larvae or building the regular hexagonal combs for food (e.g. pollen or nectar) and brood3. The antennae are extraordinary multisensory feelers and play a pivotal role in various tactile mediated tasks4, including hive building5 and pattern recognition6. Later in life, each single bee leaves the hive to forage for food. Then a bee has to learn to discriminate profitable food sources, memorize their location, and communicate it to its nest mates7. Bees use different floral signals like colors or odors7, 8, but also tactile cues from the petal surface9 to form multisensory memories of the food source. Under laboratory conditions, bees can be trained in an appetitive learning paradigm to discriminate tactile object features, such as edges or grooves with their antennae10, 11, 12, 13. This learning paradigm is closely related to the classical olfactory conditioning of the proboscis extension response (PER) in harnessed bees14. The advantage of the tactile learning paradigm in the laboratory is the possibility of combining behavioral experiments on learning with various physiological measurements, including the analysis of the antennal movement pattern.

Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees Apis mellifera L.

In this protocol we show how to condition harnessed honey bees to tactile stimuli and introduce a 2D motion capture technique for analyzing the kinematics of fine-scale antennal sampling pattern.

Dokunsal İklimlendirme Ve Bal Arısı yılında antennal Örnekleme Stratejileri Hareket Analizi (<em&gt; Apis mellifera</em&gt; L.)

Honey bees (Apis mellifera L.) are eusocial insects and well known for their complex division of labor and associative learning capability1, 2. The worker ...

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.

Koku için Arthropod Tepki için Dikey T-labirent Seçim Testi

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.

Bal Arısı RNAi-aracılı Çift Gen demonte ve tat Algı Ölçüm (<em&gt; Apis 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.

Toplayıcılık Davranış için Tek-sinek Deneyi<em&gt; Drosophila</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.

Bir burnumun Extension Tepki Böcekler Davranış Plastisitesi incelenmesi için protokol: Basic, Biyomedikal Uygulama ve Tarımsal Araştırma

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

Radio Frequency Identification and Motion-sensitive Video Efficiently Automate Recording of Unrewarded Choice Behavior by Bumblebees

We present two methods for observing bumblebee choice behavior in an enclosed testing space. The first method consists of Radio Frequency Identification (RFID) readers built into artificial flowers that display various visual cues, and RFID tags (i.e., passive transponders) glued to the thorax of bumblebee workers. The novelty in our implementation is that RFID readers are built directly into artificial flowers that are capable of displaying several distinct visual properties such as color, pattern type, spatial frequency (i.e., &#8220;busyness&#8221; of the pattern), and symmetry (spatial frequency and symmetry were not manipulated in this experiment). Additionally, these visual displays in conjunction with the automated systems are capable of recording unrewarded and untrained choice behavior. The second method consists of recording choice behavior at artificial flowers using motion-sensitive high-definition camcorders. Bumblebees have number tags glued to their thoraces for unique identification. The advantage in this implementation over RFID is that in addition to observing landing behavior, alternate measures of preference such as hovering and antennation may also be observed. Both automation methods increase experimental control, and internal validity by allowing larger scale studies that take into account individual differences. External validity is also improved because bees can freely enter and exit the testing environment without constraints such as the availability of a research assistant on-site. Compared to human observation in real time, the automated methods are more cost-effective and possibly less error-prone.

This video describes Radio-Frequency Identification (RFID) and motion-sensitive video recording methods to monitor choice behavior by bumblebees.

Radyo Frekansı ile Tanımlama ve Verimli Hareket duyarlı video Bumblebees tarafından karşılıksız seçim davranışının Kayıt otomatikleştirin

We present two methods for observing bumblebee choice behavior in an enclosed testing space. The first method consists of Radio Frequency Identification ...

SwarmSight: Real-time Tracking of Insect Antenna Movements and Proboscis Extension Reflex Using a Common Preparation and Conventional Hardware

Many scientifically and agriculturally important insects use antennae to detect the presence of volatile chemical compounds and extend their proboscis during feeding. The ability to rapidly obtain high-resolution measurements of natural antenna and proboscis movements and assess how they change in response to chemical, developmental, and genetic manipulations can aid the understanding of insect behavior. By extending our previous work on assessing aggregate insect swarm or animal group movements from natural and laboratory videos using the video analysis software SwarmSight, we developed a novel, free, and open-source software module, SwarmSight Appendage Tracking (SwarmSight.org) for frame-by-frame tracking of insect antenna and proboscis positions from conventional web camera videos using conventional computers. The software processes frames about 120 times faster than humans, performs at better than human accuracy, and, using 30 frames per second (fps) videos, can capture antennal dynamics up to 15 Hz. The software was used to track the antennal response of honey bees to two odors and found significant mean antennal retractions away from the odor source about 1 s after odor presentation. We observed antenna position density heat map cluster formation and cluster and mean angle dependence on odor concentration.

This protocol describes steps for using the novel software, SwarmSight, for frame-by-frame tracking of insect antenna and proboscis positions from conventional web camera videos using conventional computers. The free, open-source software processes frames about 120 times faster than humans and performs at better than human accuracy.

SwarmSight: Gerçek zamanlı izleme böcek anten hareketleri ve hortum uzantısı refleks bir ortak hazırlık ve geleneksel donanım kullanarak

Many scientifically and agriculturally important insects use antennae to detect the presence of volatile chemical compounds and extend their proboscis ...

A 3D Printed Pollen Trap for Bumble Bee (Bombus) Hive Entrances

To verify the plant sources from which bumble bees forage for pollen, individuals must be collected to remove their corbicular pollen loads for analysis. This has traditionally been done by netting foragers at nest entrances or on flowers, chilling the bees on ice, and then removing the pollen loads from the corbiculae with forceps or a brush. This method is time and labor intensive, may alter normal foraging behavior, and can result in stinging incidents for the worker performing the task. Pollen traps, such as those used on honey bee hives, collect pollen by dislodging corbicular pollen loads from the legs of workers as they pass through screens at the nest entrance. Traps can remove a large quantity of pollen from returning forager bees with minimal labor, yet to date no such trap is available for use with bumble bee colonies. Workers within a bumble bee colony can vary in size making size selection of entrances difficult to adapt this mechanism to commercially reared bumble bee hives. Using 3D printing design programs, we created a pollen trap that successfully removes the corbicular pollen loads from the legs of returning bumble bee foragers. This method significantly reduces the amount of time required by researchers to collect pollen from bumble bee foragers returning to the colony. We present the design, results of pollen removal efficiency tests, and suggest areas of modifications for investigators to adapt traps to a variety of bumble bee species or nest box designs.

A 3D Printed Pollen Trap for Bumble Bee Bombus Hive Entrances

We present a non-lethal and automated mechanism to collect pollen from bumble bee (Bombus) workers returning to a hive. Instructions for producing, preparing, installing and using the devices are included. By using 3D-printed objects, modification to the design was timely, efficient and allowed for quick turnaround for testing.

Bombus Arısı (Bombus) Kovan Girişleri için 3D Baskılı Polen Tuzağı

To verify the plant sources from which bumble bees forage for pollen, individuals must be collected to remove their corbicular pollen loads for analysis.  ...

A Novel Davranış Testi (Bumble Bees Serbestçe hareket eden Bireyin Tat Cevapları, Araştırma

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler