秀丽隐杆线虫结构简单，繁殖能力强，生长周期短，神经系统简单，其基因组已经全部完成测序，是作为研究神经系统功能和神经环路良好的模式生物。本研究使用特异的启动子标记线虫的神经元和胶质细胞，利用infusion技术结合SL2a多顺反子剪接体系融合不同的荧光蛋白等生物学技术构建了一系列转基因品系，并结合激光共聚焦成像技术确定特定启动子驱动荧光蛋白的表达。在准确定位神经元或胶质细胞后，利用光控蛋白、钙指示蛋白特异表达于感兴趣的细胞来研究在神经环路中的功能。我们标记了线虫嗅觉神经元AWA、AWB、AWC、ASH、ADL和两种胶质细胞Amphid sheath glia和Cephalic sheath glia。通过行为学发现线虫对于不同浓度的同一种气味分子，如异戊醇，有从喜好到排斥的偏好转换。以在体膜片钳的方法，发现AWA、AWB、AWC三种不同的嗅觉神经元对不同浓度IAA气味分子均具有不同的响应特征。通过电生理和钙成像实验发现多模感受神经元ASH只对高浓度异戊醇有响应，并通过TRPV阳离子通道OSM-9介导。结果表明多种感觉神经元通过多种响应模式介导了线虫对气味分子的浓度依赖性偏好行为。此外，为了研究线虫胶质细胞的发育机制和其对神经功能的影响，我们通过EMS正向遗传学筛选并得到了一些影响线虫CEPsh胶质细胞发育的关键分子。其中一个基因为vab-3。该基因突变定位在Paired domain上，通过在外显子上的碱基突变成终止子密码子而影响蛋白质的正常翻译，使CEPsh胶质细胞发育受损，影响细胞定位，树突迁移，轴突的导向。