Single unit analysis of odour quality coding by the olfactory antennal receptor system of the Colorado beetle

Peripheral events underlying plant odour quality discrimination in the Colorado beetle were investigated. Responses to saturated and unsaturated C-6 alcohols and aldehydes (“green leaf” volatiles) and to other plant compounds were recorded extracellularly. The olfactory receptors could respond by inhibition and/or excitation; inhibition was especially observed at the higher stimulus intensities. Variations in the response patterns were analyzed for a number of receptors constituting a representative sample, as indicated by rank correlation between mean spike responses and electroantennogram amplitudes for each odour stimulus. Application of cluster analysis showed that the olfactory receptors may be divided into two main groups, one reacting differentially to the complex of “green leaf” volatiles and their isomers, and another group showing a selective sensitivity to the aromatic compound methylsalicylate. Evidence is provided suggesting that individual olfactory sensilla can be innervated by more than one functional type of receptor unit. Responses to natural plant odours support the conclusion that plant odour quality is encoded by response patterning across a limited number of olfactory receptor types. The findings are discussed in relation to concepts of chemosensory coding and to the behaviour of the Colorado beetle.

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Analyse Cellulaire du Codage de la Qualité des Odeurs par le Système de Récepteurs Antennaires Olfactifs Chez le Doryphore

Résumé On a étudié la capacité de distinguer la qualité des odeurs végétales chez le doryphore. On a enregistré extracellulairement les réactions de cellules de récepteur olfactif séparées à des C-6 alcools et des aldéhydes saturés et insaturés (substances volatiles de la “feuille verte”) et à d'autres composés végétaux. Les récepteurs olfactifs pouvaient réagir par inhibition et/ou par excitation; on a particulièrement observé l'inhibition aux intensités élevées de stimulus. Les variations des types de réactions ont été analysées pour un certain nombre de récepteurs, qui constituent un échantillon représentatif, sur la base de la corrélation de rang entre les réactions de pointe moyennes et les amplitudes de l'électroantennogramme pour chaque odeur-stimulus. L'application d'une analyse en grappe a montré que les récepteurs olfactifs peuvent être divisés en deux groupes principaux, un groupe qui réagit de fa?on différentielle au complexe des substances volatiles de la “feuille verte” et de leurs isomères et un autre groupe qui a une sensibilité sélective à l'égard du composé aromatique méthylsalicylate. Le premier groupe a été subdivisé en différents types de récepteurs avec des réactions qui se chevauchent. Il semble que les sensilles olfactives individuelles peuvent être innervées par plus d'un type fonctionnel de cellule réceptrice. Les réactions aux odeurs végétales naturelles enregistrées appuient la conclusion que la qualité d'une odeur végétale est codée par un modèle de réaction pour un nombre limité de types de récepteurs olfactifs. On discute les résultats par rapport aux concepts du codage chimiosensoriel et par rapport au comportement du doryphore.