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Pheromone Receptor Knock-Out Affects Pheromone Detection and Brain Structure in a Moth

Authors :
Fotini Koutroumpa
Christelle Monsempès
Sylvia Anton
Marie-Christine François
Nicolas Montagné
Emmanuelle Jacquin-Joly
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris )
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP)
Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
This research was funded by INRAE (France) and the French National Research Agency (projects ANR-16-CE21-0002-01 and ANR-16-CE02-0003).
ANR-16-CE21-0002,DEMETER,Bio-olfacticides: produire plus avec moins d'insecticides(2016)
ANR-16-CE02-0003,PRISM,Evolution de la communication phéromonale chez les papillons du genre Spodoptera(2016)
Infectiologie et Santé Publique (UMR ISP)
Université de Tours (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Université de Rennes (UR)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers
Source :
Biomolecules, Biomolecules, MDPI, 2022, 12 (3), pp.341. ⟨10.3390/biom12030341⟩, Biomolecules, 2022, 12 (3), 10 p. ⟨10.3390/biom12030341⟩, Biomolecules; Volume 12; Issue 3; Pages: 341
Publication Year :
2022
Publisher :
HAL CCSD, 2022.

Abstract

International audience; Sex pheromone receptors are crucial in insects for mate finding and contribute to species premating isolation. Many pheromone receptors have been functionally characterized, especially in moths, but loss of function studies are rare. Notably, the potential role of pheromone receptors in the development of the macroglomeruli in the antennal lobe (the brain structures processing pheromone signals) is not known. Here, we used CRISPR-Cas9 to knock-out the receptor for the major component of the sex pheromone of the noctuid moth Spodoptera littoralis, and investigated the resulting effects on electrophysiological responses of peripheral pheromone-sensitive neurons and on the structure of the macroglomeruli. We show that the inactivation of the receptor specifically affected the responses of the corresponding antennal neurons did not impact the number of macroglomeruli in the antennal lobe but reduced the size of the macroglomerulus processing input from neurons tuned to the main pheromone component. We suggest that this mutant neuroanatomical phenotype results from a lack of neuronal activity due to the absence of the pheromone receptor and potentially reduced neural connectivity between peripheral and antennal lobe neurons. This is the first evidence of the role of a moth pheromone receptor in macroglomerulus development and extends our knowledge of the different functions odorant receptors can have in insect neurodevelopment.

Details

Language :
English
ISSN :
2218273X
Database :
OpenAIRE
Journal :
Biomolecules, Biomolecules, MDPI, 2022, 12 (3), pp.341. ⟨10.3390/biom12030341⟩, Biomolecules, 2022, 12 (3), 10 p. ⟨10.3390/biom12030341⟩, Biomolecules; Volume 12; Issue 3; Pages: 341
Accession number :
edsair.doi.dedup.....2de91bdadd267e0ba4982b0622c80faf