柚木野螟雌性腺及卵巢形態(tài)結構的顯微觀察

藍來嬌，張媛媛，馬 濤，張 娜，王勝坤，孫朝輝，陳曉陽，溫秀軍*

(1. 華南農業(yè)大學 林學與風景園林學院，廣東 廣州 510642；2. 中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)研究所，廣東 廣州 510520)

【研究意義】柚木(Tectonagrandis)俗稱胭脂木，是馬鞭草科落葉或半落葉大喬木。由于柚木木材耐水、耐火、不易變形[1]，所以經常被用來制作高級家具，也是雕刻、海港、橋梁和貼面板等的優(yōu)良用材[2-3]，是世界公認的名貴樹種[4]，有“萬木之王”的美譽，是我國熱帶地區(qū)的主要造林和經濟樹種，廣泛引種栽培于我國廣東、廣西、云南、福建、臺灣等地[5]。柚木野螟(EutectonamachaeralisWalker)屬鱗翅目(Lepidoptera)草螟科(Crambidae)，是危害珍貴樹種柚木的一種主要食葉害蟲，一片葉上通?？啥鄺l幼蟲同時為害，發(fā)生量大、世代多、危害期長；由于其所處環(huán)境較為炎熱，世代周期短且有世代重疊的現(xiàn)象[6-7]，因而可以看到不同代蟲重復為害同一葉片，嚴重時甚至可以將柚木的整片葉肉吃光而僅剩脈絡，林相呈火燒狀，所以柚木野螟已成為制約柚木生產的重要害蟲[8]；在國內主要分布在廣東省、廣西壯族自治區(qū)、海南省以及云南省內，國外主要危害地區(qū)為印度、斯里蘭卡、巴基斯坦、泰國、馬來西亞等[9-11]?！厩叭搜芯窟M展】目前，國內關于柚木野螟的研究主要集中在其防治方法上，而國外的研究側重點在化學農藥和生物農藥對柚木野螟幼蟲的毒性評估方面[12-13]。在害蟲防治方法的研究上，昆蟲性信息素因其安全、高效、無污染等優(yōu)點受到越來越多的關注，國內已有多種昆蟲信息素廣泛應用于害蟲的預測預報及無公害防治[14-17]，并收到了顯著的經濟效益、生態(tài)效益及社會效益。而雌蟲腺體是鱗翅目昆蟲進行化學通訊的主要部位之一，因此明確柚木野螟雌性腺的位置及形態(tài)結構、了解其內生殖器官結構和發(fā)育，對于利用性信息素進行柚木野螟的防治就顯得十分重要[18-19]，然而對柚木野螟成蟲性雌性腺和卵巢結構進行研究的文章至今未見報道?！颈狙芯壳腥朦c】本研究詳細觀察了柚木野螟雌蛾性腺及卵巢的形態(tài)特點，并對卵巢的發(fā)育進度進行了分級，【擬解決的關鍵問題】旨在為廣東地區(qū)柚木野螟發(fā)生的預測預報和進一步利用性信息素防控柚木野螟危害提供科學理論基礎。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

柚木野螟采自廣東省惠州市龍源興茂生態(tài)園。將有柚木野螟的葉片從野外采回，對其進行修剪處理后裝入有蓋的塑料箱內(60 cm×60 cm×70 cm)，置于實驗室內飼養(yǎng)[溫度：(26±1)℃，光暗周期L∶D=14∶10，光期06：30-20：30，相對濕度75 %～80 %]。待其羽化后，依日齡不同分裝于透明的塑料培養(yǎng)皿(r= 5 cm；h= 2 cm)中，飼養(yǎng)期間飼喂10 %蜂蜜水。

1.2 試驗方法

1.2.1 柚木野螟雌蛾性腺的形態(tài)觀察 取羽化后3 d的雌蛾20頭，于暗期雌蛾求偶高峰時間段輕輕擠壓雌蛾腹部使其腹尖末端完全裸露，在第7節(jié)處用昆蟲針固定在蠟盤上，先用生理鹽水沖洗，然后進行顯微拍攝。

1.2.2 柚木野螟雌蛾卵巢的發(fā)育 選取初羽化、羽化后1 d、羽化后2 d、羽化后3 d、羽化后4 d、羽化后5 d、羽化后6 d和羽化后7 d的雌蛾作為解剖對象，每個日齡約3頭。將已麻醉的蟲體置于體視顯微鏡下，使其腹部朝上固定在蠟盤上進行解剖。解剖雌蛾時，用剪刀將其腹部沿尾部末端到腹部頂端輕輕剪開，分析卵巢的構造及其發(fā)育過程中的變化。

2 結果與分析

2.1 雌蛾性腺的形態(tài)特征

柚木野螟雌成蟲性腺為腹部第8～9節(jié)節(jié)間膜上一囊狀結構(圖1)，腺體自然狀態(tài)下隨第8腹節(jié)套縮于第7腹節(jié)內。在實體雙目顯微鏡下，擠壓雌蛾腹部第4節(jié)，可以看到在第8和9節(jié)間的腹部節(jié)間膜翻出這一囊狀結構，且表面分布有很多突起。

2.2 雌蛾卵巢不同發(fā)育時期的形態(tài)結構

與其他鱗翅目昆蟲一樣，柚木野螟雌蛾內部生殖器的構造包括一對卵巢和與卵巢相連的一對側輸卵管、中輸卵管、受精囊及其附腺囊等幾部分。卵巢各由4條卵巢管組成，兩組卵巢管分別與一側輸卵管相連，后者中部合并通入一條中輸卵管中，中輸卵管后端連有外生殖腔，其外方的開口為產卵孔。受精囊是一個受精主囊和一個受精副囊組成，兩者于基部愈合，并由此發(fā)出受精管，與外生殖腔相通，其受精囊頂部著生受精囊腺體。附腺囊分成一個附腺主囊和一隊附腺副囊兩部分，在附腺副囊外側上方各生有一條附腺。

g：生殖乳突；va：產卵瓣；gl：性信息素腺體g:Genital papilla; va:Valvula; gl:Sex pheromone gland圖1 柚木野螟雌蛾性信息素腺體Fig.1 Female adult pheromone gland of E. machaeralis

依據(jù)卵巢的長短，卵粒的大小和多少可將柚木野螟雌蛾卵巢發(fā)育劃分為5級：Ⅰ級(1～2日齡)：卵巢管細小，其長度為2.2～2.8 cm，卵巢管端部的生長區(qū)尚未形成卵室，呈透明狀。脂肪體呈飽滿的圓球形，乳白色，充滿腹腔并包圍兩側卵巢。卵巢管柄、側輸卵管及中輸卵管均為細長、無色透明狀，此時卵粒尚未完全形成(圖2-A)。Ⅱ級(2～3日齡)：卵巢管增粗，每側卵巢管通過隔膜、脂肪體及微氣管螺旋纏繞在一起，較Ⅰ級卵巢貼的更為緊密(圖2-B)。Ⅲ級(3～4日齡)：卵巢管變得粗長，最長達2.7～4.2 cm，每側卵巢管生殖區(qū)基部分開，端部卵巢管愈合，在生殖區(qū)與生長區(qū)連接處再次縊縮?；康穆咽铱梢姷S色膨大的未成熟卵(圖2-C)。Ⅳ級(5～6日齡)：每側4支卵巢管生殖區(qū)部分相互分離，僅端部纏繞在一起。生殖區(qū)中卵室有明顯分界線。側輸卵管及中輸卵管中的卵粒成熟度高，易脫落(圖2-D)。Ⅴ級(7日齡及以上)：兩側卵巢管端部明顯萎縮，卵室間無界限不明顯，卵巢管壁變薄，易破裂。卵粒顏色深黃色(圖2-E、F)。

A. I 級卵巢；B. II級卵巢；C. III級卵巢；D. IV級卵巢；E、F. V 級卵巢A. Grade I ovary; B. Grade II ovary; C. Grade III ovary; D. Grade IV ovary; E, F. Grade V ovary圖2 柚木野螟卵巢管發(fā)育進度Fig.2 Ovarian development progress of E. machaeralis

3 結論與討論

3.1 柚木野螟雌性腺形態(tài)結構觀察

昆蟲性信息素是由昆蟲個體分泌于體外，能被同種異性個體所接受，并引起異性個體產生一定的與生殖相關的行為和生理反應(覓偶、交配等)的化學信息物質[20-21]。鱗翅目螟蛾科昆蟲的性信息素一直被列為國內外研究重點[22]。而雌蟲腺體是鱗翅目昆蟲分泌性信息素、感知化學通訊信息的主要器官之一，因此明確其位置及形態(tài)結構、了解其內生殖器官結構和發(fā)育顯得尤為必要，有助于了解昆蟲的生殖生物學特性，對昆蟲分類、行為和化學生態(tài)的研究也有著重要意義[23-25]。昆蟲種類和功能不同，其腺體形態(tài)及分布部位也有所不同[26]。張善干等[27]觀察發(fā)現(xiàn)棉鈴蟲(HelicoverpaarmigeraHübner)的性外激素分泌腺是由第8～9腹節(jié)間的節(jié)間膜特化而成，是一個完整的環(huán)狀上皮結構；郝興宇等[28]通過對核桃舉肢蛾(AtrijuglanshetaoheiYang)雌蛾腹尖表面形態(tài)進行掃描電鏡實驗，發(fā)現(xiàn)核桃舉肢蛾性信息素分泌腺同樣是由第8～9節(jié)腹節(jié)間的節(jié)間膜特化而成，是一個褶皺的完整環(huán)狀上皮結構；類似的結構也發(fā)現(xiàn)于美國棉鈴蟲(Heliothisphloxiphaga)[29]、森林天幕毛蟲(Malacosomadisstria)[30]等鱗翅目昆蟲中。觀察可知，柚木野螟雌成蟲性腺為腹部第8～9節(jié)節(jié)間膜上一囊狀結構(圖1)，腺體自然狀態(tài)下隨第8腹節(jié)套縮于第7腹節(jié)內，由于囊狀結構是節(jié)間膜的一部分，顯得很柔軟，其表面分布有很多突起，可能具有擴大性信息素釋放表面積的功能。其內部生殖器的構造包括一對卵巢和與卵巢相連的一對側輸卵管、中輸卵管、受精囊及其附腺囊。

3.2 柚木野螟雌蛾卵巢形態(tài)結構及發(fā)育進度分級

對昆蟲生殖系統(tǒng)的研究是開展害蟲預測預報、性激素的提取與分析、近緣種的鑒別以及昆蟲遷飛習性研究的重要依據(jù)[31-35]。生產上常通過解剖雌蟲卵巢來了解其內部生殖系統(tǒng)的發(fā)育程度[36]。本文通過解剖柚木野螟雌成蟲的卵巢，觀察可知，柚木野螟卵巢由4條卵巢管組成，并分為兩組分別與一側輸卵管相連，側輸卵管中部合并通入一條中輸卵管中，中輸卵管后端連有外生殖腔，其外方的開口為產卵孔。受精囊則由一個受精主囊和一個受精副囊組成，兩者于基部愈合，并由此發(fā)出受精管，與外生殖腔相通，受精囊頂部著生受精囊腺體。附腺囊分成一個附腺主囊和一隊附腺副囊兩部分，在附腺副囊外側上方各生有一條附腺。卵巢分級則是根據(jù)卵巢發(fā)育進度、基于卵巢形態(tài)特征對卵巢發(fā)育進行的一種劃分方式[37]。近些年來，我國學者先后開展了多種昆蟲雌蟲的卵巢解剖工作，并依據(jù)卵巢發(fā)育過程中的形態(tài)特征，將其發(fā)育進度劃分為不同的級別，如徐博[38]依據(jù)發(fā)育過程中卵巢的形態(tài)變化特征，把斜紋夜蛾雌蛾(Spodopteralitura)的卵巢發(fā)育分為5級；李立濤等[39]將二點委夜蛾(AthelislepigoneMoschler)雌成蟲分時段進行解剖，發(fā)現(xiàn)其發(fā)育進程可分為5個階段；蘆芳等[40]通過對不同羽化時長的褐飛虱(NilaparvatalugensSt?l)長翅型雌蟲進行卵巢解剖，將褐飛虱的卵巢發(fā)育分為5級，等等。本研究依據(jù)柚木野螟卵巢的長短、卵粒的大小和多少，將其卵巢發(fā)育分為5級：Ⅰ級(1～2日齡)、Ⅱ級(2～3日齡)、Ⅲ級(3～4日齡)、Ⅳ級(5～6日齡)、Ⅴ級(7日齡及以上)(圖2)。

觀察結果表明，柚木野螟在廣東地區(qū)從4月份到12月底都有發(fā)生，通過了解柚木野螟性腺以及卵巢的發(fā)育變化過程，可以初步估算出柚木野螟在林間的發(fā)育進度和發(fā)育歷期，為該蟲的田間預測預報和利用性信息素進行防治策略提供理論依據(jù)。