茶園天敵鞏特槳角蚜小蜂感受器的種類及分布特征

賈志飛，王楓荻，張海靜，丁仕波，仇延鑫，許永玉，陳珍珍*

（1. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東 泰安 271018； 2. 榮成市農(nóng)業(yè)農(nóng)村事務(wù)服務(wù)中心，山東 榮成 264300；3. 日照市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東 日照 276800； 4. 青島清原化合物有限公司，山東 青島 266000）

0 引言

【研究意義】黑刺粉虱（Aleurocanthus spiniferus）是茶葉生產(chǎn)中的重要害蟲，在我國四個一級茶區(qū)均有分布，且均為重點防控害蟲[1]。黑刺粉虱繁殖力強(qiáng)，世代重疊嚴(yán)重，寄主廣泛[2]，在茶園中暴發(fā)后較難防治。目前茶園中針對黑刺粉虱主要采取化學(xué)防治[3,4]和物理防控（黃色粘蟲板單獨[5]或與化合物結(jié)合誘殺[6,7]）方法。黑刺粉虱的生物防治主要采用天敵昆蟲和蟲生真菌。目前對黑刺粉虱天敵昆蟲的研究較少，僅趙琦[8]和唐天成等[9]測定了草間小黑蛛（Hylyphantes graminicola）以及中華通草蛉（Chrysoperla sinica）和大草蛉（Chrysopa pallens）對黑刺粉虱的捕食作用，朱長榮和陳常銘[10]測定了長角廣腹細(xì)蜂（Amitus longicornis）對黑刺粉虱的寄生作用，但能大規(guī)模釋放和應(yīng)用的較少。目前亟需發(fā)現(xiàn)一種對茶園黑刺粉虱寄生或捕食性能良好的天敵昆蟲，明確其定位害蟲的機(jī)制，將其高效應(yīng)用于茶園黑刺粉虱的田間防治中?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】寄生性天敵在粉虱科害蟲的生物防治中發(fā)揮重要的作用。槳角蚜小蜂屬寄生蜂只寄生粉虱類昆蟲[11]。我國對古橋槳角蚜小蜂和海氏槳角蚜小蜂寄生煙粉虱（Bemisia tabaci）的研究較多，且海氏槳角蚜小蜂（Eretmocerus hayati）被認(rèn)為是目前最適合防治煙粉虱的天敵之一[12]。古橋槳角蚜小蜂（Eretmocerus furuhashii）是我國華南地區(qū)煙粉虱的優(yōu)勢寄生蜂種類[13]。恩蚜小蜂屬（Encarsia）的麗蚜小蜂（Encarsia formosa）、雙斑恩蚜小蜂（Encarsia bimaculata）和淺黃恩蚜小蜂（Encarsia sophia）對煙粉虱同樣具有巨大的生防潛力[14-16]，其中麗蚜小蜂可大規(guī)模釋放應(yīng)用。鞏特槳角蚜小蜂（Eretmocerus gunturiensis）最早被黃蓬英和黃建[17]作為槳角蚜小蜂屬（Eretmocerus Haldeman）的中國新記錄種進(jìn)行了報道，在福建省被發(fā)現(xiàn)并寄生茶樹黑刺粉虱?！颈狙芯壳腥朦c】寄生蜂分別通過嗅覺識別寄主的化學(xué)信息物質(zhì)，視覺識別寄主與周圍環(huán)境的表面色差信息，觸覺識別寄主外表形狀特征，聽覺識別寄主在運動和取食過程中產(chǎn)生的振動信號，從而綜合判斷寄主害蟲的準(zhǔn)確位置，進(jìn)而完成寄生行為[18-21]。寄生蜂對寄主的確定主要依靠觸角敲打和產(chǎn)卵器刺探共同完成。作為寄生蜂的重要感覺器官，觸角和產(chǎn)卵器上著生不同種類的感受器，在其寄主搜尋和產(chǎn)卵識別等過程中起著感受外界信息的關(guān)鍵作用[22]。目前對蚜小蜂科（Aphelinidae）寄生蜂感受器的研究較少，僅對部分蚜小蜂科寄生蜂的觸角感受器超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，如槳角蚜小蜂（Eretmocerus sp.）、淺黃恩蚜小蜂、日本恩蚜小蜂（Encarsia japonica）和友恩蚜小蜂（Encarsia amicula）的觸角感受器[23,24]。鞏特槳角蚜小蜂（Eretmocerus gunturiensis）是山東茶園新發(fā)現(xiàn)的寄生性天敵，對茶樹重要害蟲黑刺粉虱（Aleurocanthus spiniferus）具有良好的寄生潛能[25,26]。鞏特槳角蚜小蜂自然界中偏好寄生黑刺粉虱2齡和3齡若蟲。寄生前成蟲以身體中點為軸先順時針旋轉(zhuǎn)兩圈后再逆時針旋轉(zhuǎn)，不斷用觸角碰觸身下的黑刺粉虱若蟲，直至尋找到合適的寄生位點后用產(chǎn)卵器刺探，將卵產(chǎn)于黑刺粉虱若蟲腹部體外與葉片之間，產(chǎn)卵結(jié)束后用前足梳理觸角[26]。然而，目前尚未有研究對鞏特槳角蚜小蜂的感受器進(jìn)行系統(tǒng)性的觀察和描述?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究運用掃描電鏡觀察鞏特槳角蚜小蜂觸角、復(fù)眼、口器、雌性外生殖器、前足脛節(jié)、后足脛節(jié)上的感受器，明確不同器官上感受器的種類，并描述其形態(tài)以及在不同器官上的分布，明確了鞏特槳角蚜小蜂不同器官感受器的種類、形態(tài)和分布，為深入研究鞏特槳角蚜小蜂的寄主搜尋與產(chǎn)卵機(jī)制以及挖掘其在茶園中的生防潛力提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試蟲源

供試鞏特槳角蚜小蜂（Eretmocerus gunturiensis）采自山東省泰安市岱岳區(qū)下港鄉(xiāng)楊家莊村泰山九曲白茶有限公司的茶園中（36°35′N，117°28′E），茶園占地 20 hm2，海拔約 300 m，氣候類型為溫帶季風(fēng)性氣候，主要茶樹品種為‘福鼎大白茶’和‘白葉1號’（安吉白茶）。于茶園鞏特槳角蚜小蜂活躍期（上午9點-10點左右），待試蟲停落到茶樹葉片上時，用自制人工吸蟲器捕捉并放置試管中，將試蟲活體帶回試驗室備用。

1.1.2 試驗儀器

掃描電子顯微鏡、光學(xué)顯微鏡、冰箱、超聲波清洗機(jī)、超凈工作臺、酒精燈、容量瓶、鑷子、膠頭滴管、定量濾紙。

1.1.3 試驗藥品

磷酸緩沖液（PBS）、戊二醇、乙醇溶液、乙酸異戊酯、丙酮、鋨酸等。

1.2 試驗方法

1.2.1 鞏特漿角蚜小蜂成蟲樣品制備

向裝有鞏特漿角蚜小蜂的瓶中加入適量磷酸緩沖液（PBS），放入超聲波清洗機(jī)清洗30 s以除去蟲體表面灰塵，然后將蟲體轉(zhuǎn)移到2.5%的戊二醇固定液（PBS 0.1 mol·L-1，pH 7.2）進(jìn)行固定，置于4℃冰箱中放置2 d。取出固定好的鞏特漿角蚜小蜂成蟲用0.1 mol·L-1磷酸緩沖液（pH 7.2）沖洗20 min，置于鋨酸中浸泡15 h。然后，分別在45%、55%、75%、85%、95%、100%的乙醇溶液中進(jìn)行梯度脫水，每梯度脫水30 min，隨后置于100%乙醇溶液中浸泡14 h，取出后更換100%乙醇溶液再次浸泡7 h，然后用乙酸異戊酯置換兩次，每次各1 h，取出后放入干燥器內(nèi)干燥。

1.2.2 鞏特漿角蚜小蜂掃描電鏡觀察

用無齒鑷子取干燥后的鞏特漿角蚜小蜂成蟲，將其粘在導(dǎo)電膠帶上，使不同側(cè)面均向上，使用離子濺射儀對蟲體進(jìn)行噴金處理，在加速電壓15 V條件下用掃描電子顯微鏡（Nova NanoSEM450，F(xiàn)EI公司）對各部位感器進(jìn)行觀察，并拍照保存記錄。用Photoshop CC 2018軟件對電鏡掃描圖片進(jìn)行處理和感器標(biāo)識。

觸角感覺器的命名和分類參考Keil[27]，Bleeker等[28]的方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 鞏特槳角蚜小蜂觸角感器種類、形態(tài)和分布

鞏特槳角蚜小蜂觸角上的感器有：板形感器（sensilla placodea，SP）、毛形感器（sensilla trichodea，ST）、壇形感器（sensillum ampullaceum，SA）、刺形感器（sensilla chaeticum，SC）、錐形感器（sensilla basiconica，SB）、B?hm 氏 鬃 毛（B?hm bristles，BB）。

毛形感器（ST）：毛形感器在觸角上數(shù)量最多，分布最為廣泛。在柄節(jié)、梗節(jié)、索節(jié)和棒節(jié)上均有分布，其中在索節(jié)和棒節(jié)上數(shù)量最多。此感器從基部向端部逐漸變細(xì)，末端較尖，相比錐形感器較長，指向觸角端部（圖1 A、C、D）。

板形感器（SP）：板形感器在觸角上的數(shù)量和分布密度僅次于毛形感受器，主要分布在觸角的鞭節(jié)。呈縱長形，沿觸角縱軸方向緊貼于觸角表面著生，明顯高于觸角外表（圖1 A、D）。板形感器的長軸與觸角走向一致。

壇形感器（SA）：分布在觸角棒節(jié)上，在柄節(jié)、梗節(jié)和索節(jié)上沒有發(fā)現(xiàn)壇形感器?；烤呙黠@凹陷的皮下空腔，其端部拇指狀，垂直著生于凹陷的圓槽內(nèi)（圖1 C）。

刺形感器（SC）：分布于觸角鞭節(jié)的各亞節(jié)端部。形狀類似于毛形感受器，但其長度較毛形感受器短，端部微鈍，基部著生于臼狀窩內(nèi)，外形剛直如刺，具縱紋（圖1 A）。

錐形感器（SB）：分布在靠近觸角末端的區(qū)域。錐形感器的外形較直，端部鈍形，形狀粗大而直立，似木樁，基部有突起的臼狀窩，比刺形感覺器短（圖1 A、B）。

圖1 鞏特槳角蚜小蜂雌蟲觸角感受器Fig. 1 Ultrastructure of sensillum on female E. gunturiensis antenna

B?hm氏鬃毛（BB）：著生于觸角柄節(jié)基部，成簇狀分布，外形類似短刺，比錐形感器細(xì)（圖 2）。

圖2 鞏特槳角蚜小蜂雌蟲觸角基部感受器Fig. 2 Ultrastructure of sensillum on the base of the antenna in female E. gunturiensis

2.2 鞏特槳角蚜小蜂復(fù)眼感器種類、形態(tài)和分布

鞏特槳角蚜小蜂復(fù)眼上僅有1種錐形感器（SB），著生在復(fù)眼的小眼之間，數(shù)量多，長短不等（圖3）。

圖3 鞏特槳角蚜小蜂雌蟲復(fù)眼感受器Fig. 3 Ultrastructure of sensillum on female E. gunturiensis compound eye

2.3 鞏特槳角蚜小蜂口器感器種類、形態(tài)和分布

鞏特槳角蚜小蜂為咀嚼式口器，具有發(fā)達(dá)的上顎?？谄魃嫌袃深惛衅?，分別是毛形感器（ST）和刺形感器（SC）。

毛形感器（ST）：位于上顎，左右上顎各有3根，向內(nèi)彎曲（圖4）。

刺形感器（SC）：在下顎須和下唇須末端各具1根。該感器基部膨大，末端尖細(xì)，較為直挺（圖 4）。

圖4 鞏特槳角蚜小蜂雌蟲口器感受器Fig. 4 Ultrastructure of sensillum on female E. gunturiensis mouthpart

2.4 鞏特槳角蚜小蜂雌性外生殖器感器種類、形態(tài)和分布

鞏特槳角蚜小蜂雌性外生殖器上有兩類感器，分別是鱗形感器（squamiformic sensillum, SS）和刺形感器（SC）。

鱗形感器（SS）：鱗片狀，數(shù)目多，排列整齊，主要分布于腹部末端（圖5）。

刺形感器（SC）：基部膨大，末端尖細(xì)，比較直挺，指向腹部末端（圖5）。

圖5 鞏特槳角蚜小蜂雌蟲外生殖器感受器Fig. 5 Ultrastructure of sensillum on female E. gunturiensis genitalia

2.5 鞏特槳角蚜小蜂足感器種類、形態(tài)和分布

由圖6可知，鞏特槳角蚜小蜂前足感器主要為刺形感器（SC），脛節(jié)末端有兩排距（CAL）。

刺形感器（SC）：廣泛分布于前足，基部膨大，末端尖細(xì)，比較直挺，指向足末端（圖6）。

圖6 鞏特槳角蚜小蜂雌蟲前足脛節(jié)感受器Fig. 6 Ultrastructure of sensillum on female E. gunturiensis forefoot tibia

圖7中，鞏特槳角蚜小蜂后足感器主要為指形感器（Sdi）、毛形感器（ST），脛節(jié)末端有一刺行大距（calcar，CAL）。

指形感器（seiisma digit-like, Sdi）：分布在后足脛節(jié)末端，端部鈍圓有孔，表皮具縱脊或光滑，上下粗細(xì)均勻（圖7）。

毛形感器（ST）：廣泛分布于后足，從基部向端部逐漸變細(xì)，末端較尖，相比錐形感器較長，指向足末端（圖7）。

圖7 鞏特槳角蚜小蜂雌蟲后足脛節(jié)感受器Fig. 7 Ultrastructure of sensillum on female E. gunturiensis hind leg tibia

3 討論與結(jié)論

在長期的進(jìn)化過程中，寄生蜂逐步形成了一種特殊的寄主搜索、識別和產(chǎn)卵、產(chǎn)卵后處理等寄生行為，而這些行為的產(chǎn)生都需依靠各類感受器[22]。作為昆蟲最為重要的感覺附肢，觸角是各種感受器最為豐富的器官之一，觸角上的感受器在漿角蚜小蜂尋找配偶、定位寄主、感受溫濕度變化、機(jī)械振動和化學(xué)信號等信息交互的過程中起重要作用。鞏特槳角蚜小蜂觸角感器包括板形感器（SP）、毛形感器（ST）、壇形感器（SA）、刺形感器（SC）、錐形感器（SB）、B?hm 氏鬃毛（BB）（圖1和2），與同為蚜小蜂科的淺黃恩蚜小蜂的觸角感器類型一致[23]。毛形感器（ST）在寄生蜂觸角上數(shù)量最多、分布最廣，具有化學(xué)感受功能。毛形感受器中存在氣味受體蛋白（Odorant binding protein）[29]，可以促使昆蟲嗅覺反應(yīng)的產(chǎn)生，從而感受外界的化學(xué)信息[30]。板形感器（SP）是寄生蜂類昆蟲觸角上最明顯且常見的一種感受器，同樣具有化學(xué)感受的功能[31]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)板形感器（SP）還具有感受紅外輻射的功能等[32,33]。壇形感器（SA）目前研究較少，潛水蝽科（Naucoridae）觸角上也發(fā)現(xiàn)了這類感器[34]，其基部下陷，且數(shù)量較少，推測具有化學(xué)感受功能。刺形感器（SC）一般被當(dāng)作一種機(jī)械感受器，具有感受外界物理沖撞的機(jī)械功能[35,36]，但也有報道稱，該感受器可能與味覺和嗅覺有關(guān)，參與到寄生蜂的寄主識別過程[37]。錐形感器（SB）具有多種功能，無孔的錐形感器主要用來感受機(jī)械刺激[38]，有孔的錐形感器能夠感受化學(xué)信息，如植物氣味、性信息素、溫濕度、水蒸氣、二氧化碳變化等[39,40]。鞏特槳角蚜小蜂觸角上為具有感受機(jī)械刺激功能的無孔錐形感受器（圖1 A、B）。B?hm氏鬃毛（BB）屬于機(jī)械感受器，當(dāng)觸角遇到外界機(jī)械刺激時能緩沖重力，控制觸角位置下降的速度[41]。綜上，鞏特槳角蚜小蜂觸角毛形感器（ST）、板形感器（SP）、刺形感器（SC）和壇形感器（SA）可能在其宿主定位和識別過程中發(fā)揮重要作用，而刺形感器（SC）、錐形感器（SB）和B?hm氏鬃毛（BB）可能與鞏特槳角蚜小蜂感受機(jī)械刺激有關(guān)。

復(fù)眼的功能歸因于復(fù)眼中的光感受器，它可以接收光信號[42]。果蠅的復(fù)眼表面分布有大量的毛形感器（ST），其次為刺形感器（SC）和錐形感器（SB）[43]，西花薊馬復(fù)眼表面的刺形感器（SC）極為豐富，它們可能在感受機(jī)械刺激中起關(guān)鍵作用[44]。鞏特槳角蚜小蜂復(fù)眼上僅有1種錐形感器（SB），著生在復(fù)眼的小眼之間，數(shù)量多，長短不等（圖3）。與淺黃恩蚜小蜂復(fù)眼感器類型一致，但淺黃恩蚜小蜂復(fù)眼的錐形感器在靠近頭正面臉頰的部位較短，數(shù)量較少，離臉頰越遠(yuǎn)的部位，數(shù)量較多[23]。推測該感器與感受外界機(jī)械刺激有關(guān)，利于保護(hù)復(fù)眼免受外界傷害。

鞏特槳角蚜小蜂為咀嚼式口器，具有發(fā)達(dá)的上顎，有助于成蟲羽化時咬破黑刺粉虱偽蛹?xì)26]?？谄魃嫌袃深惛衅鳎謩e是毛形感器（ST）和刺形感器（SC），與淺黃恩蚜小蜂和沙棘木蠹蛾一致[23,45]。毛形感器（ST）生于上顎，左右上顎各3根，向內(nèi)彎曲，這可能有助于檢測氣味或確定接觸。刺形感器（SC）基部膨大，末端尖細(xì)，比較直挺，在下顎須和下唇須末端各具1根（圖4）?？谄鞲衅骺赡芫哂袡C(jī)械敏感性[46]。如煙草天蛾受到機(jī)械刺激時，感受器可為口器提供正確靜止位置的觸覺信息[47]。鱗翅目昆蟲的口器感器可檢測二氧化碳濃度的微小變化，在其的采蜜行為中發(fā)揮重要作用[48]。綜上，推測鞏特槳角蚜小蜂口器上的感器與寄主識別過程和感受外界機(jī)械刺激有關(guān)。

產(chǎn)卵器在膜翅目昆蟲寄生成功中起著至關(guān)重要的作用。產(chǎn)卵器具有機(jī)械感受器的寄生蜂更容易接近宿主，寄生能力更強(qiáng)[49]。鞏特漿角蚜小蜂產(chǎn)卵器透明外露[26]。產(chǎn)卵器感器包括鱗形感器（SS）和刺形感器（SC）（圖5）。鱗形感器在鱗翅目昆蟲中分布較為普遍[50,51]，Hallberg 等[52]觀察到地中海粉螟（Ephestia kuehniella）鱗形感器底部具有管狀體，表明其功能為機(jī)械感受。寄生蜂產(chǎn)卵器上的刺形感受器（SC）一般僅分布于產(chǎn)卵鞘上，多單生，其功能可能為機(jī)械感受[49]。

鞏特漿角蚜小蜂前足脛節(jié)末端具有觸角清潔器，后足脛節(jié)末端具有翅膀清潔器[26]。鞏特槳角蚜小蜂前足感器主要為刺形感器（SC），脛節(jié)末端有兩排距（CAL）（圖6），組成觸角刷，用于產(chǎn)卵后清潔觸角。觸角刷具有十分重要的功能，能及時清除蚜小蜂產(chǎn)卵活動中觸角沾上的塵土等雜質(zhì)，使觸角各感受器正常工作[23]。昆蟲足部的刺形感器（SC）可能具有化學(xué)感受功能[53]。后足脛節(jié)感器主要為指形感器（Sdi）、毛形感器（ST）（圖7），組成翅膀清潔器，用于羽化、交配、產(chǎn)卵完畢后的翅膀清掃和梳理[23]。

寄生蜂能夠成功定位并識別寄主，完成最終的產(chǎn)卵行為，通常是多種感受器共同作用的結(jié)果。這些感受器行使著不同的功能[22]。本研究明確了鞏特漿角蚜小蜂觸角、復(fù)眼、口器、產(chǎn)卵器、前足脛節(jié)和后足脛節(jié)上感受器的種類、形態(tài)和分布，并根據(jù)已有報道推測了其功能，但鞏特漿角蚜小蜂與寄生行為密切相關(guān)的感器，如觸角上可能在宿主定位和識別過程中發(fā)揮作用的毛形感器（ST）、板形感器（SP）、刺形感器（SC）和壇形感器（SA）的功能仍需深入探索，鞏特漿角蚜小蜂感受外界信息的生理生化機(jī)制仍有待今后進(jìn)一步研究。