棉铃虫和烟青虫对相反比例性信息素气味流的外周编码

摘要

鳞翅目蛾类的性通讯不仅依赖于特异的性信息素组分,而且还依赖于性信息素组分间的比例.同域发生的近缘种昆虫棉铃虫和烟青虫都以(Z)-11-hexadecenal(Z11-16:Ald)和(Z)-11-hexadecenal(Z9-16:Ald)为必需性信息素组分,但在这两个物种中这两种化合物的比例几乎相反,棉铃虫中为97:3,而烟青虫中为7:93.通过风洞、单感器记录和活体钙离子成像技术，研究了雄性棉铃虫和烟青虫对不同比例(100:0,97:3,50:50,7:93,0:100性信息素二元混合物的行为反应，以及这两种昆虫的触角和触角叶对这些不同气味流的生理活性。结果表明，在这两种昆虫中Z11-16:A1d和Z9-16:A1d被两类不同的毛型感器编码，在棉铃虫中，调谐Z11-16:A1d的毛型感器和Z9-16:A1d的毛型感器比例为100:28.9，而在烟青虫中为21.9:100。在棉铃虫中，调谐Z11-16:A1d的神经元具有较高的敏感性，而在烟青虫中，调谐Z11-16:A1d和Z9-16:A1d的神经元具有相同的敏感性。在棉铃虫中，Z11-16:A1d和Z9-16:A1d在10ug时激活区域分别占整个触角叶面积的8.54%和3.04%，而在烟青虫中分别为5.41%和8.55%。而且，二元混合物的钙活性和行为结果一致。这些结果表明，棉铃虫和烟青虫对相反比例信息素气味流的外周编码决定于单个神经元的放电频率及各类嗅觉感受神经元在触角上的相对丰度。两个物种触角上嗅觉感受神经元向触角叶的输入信号和行为是紧密相关的。