Visual neural mechanisms of flower recognition

花卉识别的视觉神经机制

• 批准号: 21K06273
• 负责人: 関 洋一
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06273/
• 关键词: 昆虫脳; 微小脳; ハナアブ; ホソヒラタアブ; 送粉システム; ポリネーター; 花; 色覚; 電気生理

ミツバチを中心に、花の形質に関連する視覚要素を分析する行動学的な研究は数多く行われてきた。しかし、花の視覚特徴の脳内での情報表現を調べる神経生理学的なアプローチを組み合わせた研究はあまり行われておらず、花の認識に関する昆虫の視覚神経機構はまだ未解明の部分が多い。本研究では、ハナアブの一種であるホソヒラタアブ（Episyrphus balteatus）をモデル系として導入し、送粉昆虫が花を認識する視覚神経機構を解明することを目的とする。そのために、飼育系の確立から、花の探索行動を再現する行動実験系の確立と詳細な脳領域の構造を解析する脳マップの作成、さらに、視覚情報処理の神経系からの電気生理学的手法の確立を進めている。まず、新たな実験材料としてホソヒラタアブを導入するため、初年度に引き続き飼育系の確立を進めた。幼虫の餌であるアブラムシを飼育して供給することにより、実験に必要な個体数を十分に得ることができるようになった。また、自然に近い飛行状態から花の視覚要素の選択を評価できる行動実験系の確立のため、飛行環境の条件検討を行い、実験室ケージ内での長時間飛行を実現した。そして、ホソヒラタアブの詳細な3次元脳構造マップを作成するため、シナプシン免疫染色による脳画像から主要脳構造の詳細な解析を行った。さらに、視覚神経機構の機能解析に必要な電気生理学的手法の確立のため、in vivoホールセルパッチクランプ法とElectroretinogram (ERG; 網膜電図)の適用を進めた。

ミ ツ バ チ に を center, flower の character に masato even す る visual elements 覚 を analysis す る action learning な research は line number く わ れ て き た. し か し, flower の regard 覚 徴 の 脳 within で の を intelligence performance tuning べ る god 経 physiology な ア プ ロ ー チ を group み close わ せ た research は あ ま り line わ れ て お ら ず, flower の know に masato す る insects の as 覚 god 経 agencies は ま だ not interpret の part が い more. This study で は, ハ ナ ア ブ の a で あ る ホ ソ ヒ ラ タ ア ブ (Episyrphus balteatus) を モ デ ル department と し て import し, feeding insects が を know す る as 覚 god 経 agencies を interpret す る こ と を purpose と す る. そ の た め に, establishment of breeding is の か ら, flower の exploration を reappearance す る action be 験 is の establish detailed な と の 脳 field tectonic analytical す を る 脳 マ ッ プ, さ の ら に, regard 覚 intelligence 処 の god 経 department か ら の electric 気 physiology gimmick の establish を into め て い る. ま ず, new た な be 験 material と し て ホ ソ ヒ ラ タ ア ブ を import す る た め lead, at the beginning of year に き 続 き rearing is の establish を into め た. Larvae の bait で あ る ア ブ ラ ム シ を rearing し て supply す る こ と に よ り, be 験 に な necessary individual number を very に must る こ と が で き る よ う に な っ た. Nearly い ま た, natural に flight state か ら flower の visual elements 覚 の sentaku を review 価 で き る action be 験 の is の established た め 検 の, flight environment conditions for を い, be 験 chamber ケ ー ジ within で の long flight を be presently し た. そ し て, ホ ソ ヒ ラ タ ア ブ の な detailed three dimensional 脳 tectonic マ ッ プ を made す る た め, シ ナ プ シ ン immune dyeing に よ る 脳 portrait か ら 脳 mainly tectonic の detailed analytical line を っ な た. さ ら に, regard 覚 god 経 institutions の functional analytic に な necessary electric 気 physiology gimmick の establish の た め, the in vivo ホ ー ル セ ル パ ッ チ ク ラ ン プ method と Electroretinogram (ERG; retinal electricity 図) の applicable を into め た.

项目成果

The hoverfly Episyrphus balteatus as a neuroethological model for flower pollination and aphid detection

食蚜蝇Episyrphus balteatus作为花授粉和蚜虫检测的神经行为学模型

• 发表时间: 2022
• 作者: 関洋一;岡部伸樹;山本竜大;藤本尚也;山内淳司
• 通讯作者: 山内淳司