松墨天牛成蟲(chóng)內(nèi)生殖系統(tǒng)的形態(tài)與發(fā)育

陳 瑾, 李 慧, 胡天義, 楊華磊, 危嘉航, 金 林, 郝德君,*

(1. 南京林業(yè)大學(xué)南方現(xiàn)代協(xié)同創(chuàng)新中心, 南京 210037; 2. 全椒縣孤山國(guó)有林場(chǎng), 滁州 239500)

昆蟲(chóng)因其強(qiáng)大的生殖力和特殊的生殖適應(yīng)性成為動(dòng)物界中種類(lèi)最多、數(shù)量最大、地理分布范圍最廣的生物類(lèi)群(Bassetetal., 2012),昆蟲(chóng)的生殖系統(tǒng)是昆蟲(chóng)繁殖后代的器官,其結(jié)構(gòu)和功能是研究昆蟲(chóng)生殖能力和適應(yīng)性的基礎(chǔ),了解其內(nèi)生殖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和發(fā)育過(guò)程是研究昆蟲(chóng)生殖生理的首要條件(Alvesetal., 2006; 張萬(wàn)娜等, 2013)。昆蟲(chóng)的內(nèi)生殖系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)相同或相似,雌成蟲(chóng)的內(nèi)生殖系統(tǒng)主要由卵巢、側(cè)輸卵管、中輸卵管、受精囊和雌性附腺等組成,雄成蟲(chóng)的內(nèi)生殖系統(tǒng)主要由精巢管(葉)、輸精管、貯精囊、射精管和雄性附腺等組成(嵇保中等, 2014)。然而,不同昆蟲(chóng)種內(nèi)生殖系統(tǒng)的發(fā)育過(guò)程有所差異。根據(jù)卵巢發(fā)育過(guò)程中的形態(tài)變化特征,可劃分為4～6個(gè)發(fā)育階段,如鱗翅目甜菜夜蛾Spodopteraexigua卵巢發(fā)育劃分為卵黃沉積期、成熟待產(chǎn)期、產(chǎn)卵盛期和產(chǎn)卵末期4級(jí)(王憲輝等, 2003),桃蛀螟Conogethespunctiferalis卵巢發(fā)育分為乳白透明期、卵黃沉積期、成熟待產(chǎn)期、產(chǎn)卵盛期和產(chǎn)卵末期5級(jí)(張勝男等, 2021);歐洲玉米螟Ostrinianubilalis卵巢發(fā)育則分為無(wú)卵黃階段、卵黃沉積階段、卵成熟期、產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵高峰期和產(chǎn)卵末期6級(jí)(Kuangetal., 2004)。其次,由于發(fā)育分級(jí)依據(jù)的不同,劃分的標(biāo)準(zhǔn)也不固定。例如鞘翅目七星瓢蟲(chóng)Coccinellaseptempunctata和小黑瓢蟲(chóng)Delphastuscatalinae的卵巢發(fā)育依據(jù)卵巢管長(zhǎng)度,卵室的有無(wú)、數(shù)目和長(zhǎng)度以及卵黃沉積的情況大致劃分為未分化期、生長(zhǎng)發(fā)育初期、生長(zhǎng)發(fā)育中期、生長(zhǎng)發(fā)育后期、成熟產(chǎn)卵前期和成熟產(chǎn)卵期6級(jí)(尚玉昌等,1980;劉其全,2010);異色瓢蟲(chóng)Harmoniaaxyridis的卵巢發(fā)育則是根據(jù)卵室的有無(wú)和卵巢沉積情況來(lái)劃分的,分別是未分化期、生長(zhǎng)發(fā)育初期、卵黃沉積期和成熟待產(chǎn)期4級(jí)(陳潔等, 2015)。天?？茰厦勌炫喛频拿及卟⒓固炫leneacantor依據(jù)卵巢發(fā)育過(guò)程中顏色的變化、卵粒的數(shù)量和形態(tài)特征等,將其卵巢發(fā)育分為發(fā)育前期(0級(jí))、卵裂前期(Ⅰ級(jí))、卵裂期(Ⅱ)、卵黃沉淀期(Ⅲ級(jí))、產(chǎn)卵盛期(Ⅳ級(jí))、產(chǎn)卵末期(Ⅴ級(jí))和產(chǎn)后衰老期(Ⅵ級(jí))7級(jí)(李岳詩(shī), 2015)。

關(guān)于雄成蟲(chóng)的內(nèi)生殖系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程研究不多,鞘翅目雄蟲(chóng)的相關(guān)研究暫未見(jiàn)報(bào)道,現(xiàn)有的研究以鱗翅目昆蟲(chóng)居多,主要是根據(jù)精巢體積大小、顏色變化掌握其發(fā)育,如青斑蝶Tirumalalimniace精巢發(fā)育被劃分為乳白透明期、精子束輸送生長(zhǎng)期、精子束大量輸送成熟期和精子束補(bǔ)充期4級(jí)(劉微芬等, 2016);亞洲玉米螟Ostriniafurnacalis雄蟲(chóng)的精巢體積與交配次數(shù)有關(guān),交配1次的雄蛾精巢體積顯著大于同期未交配雄蛾的,交配2次的雄蛾精巢明顯衰退(馮波等, 2020a)。直翅目蝗蟲(chóng)的精巢隨著精母細(xì)胞迅速增長(zhǎng)和成熟精子數(shù)量增加,精巢體積逐漸增大,而交配后則隨著精子大量排出精巢體積逐漸縮小(趙卓等, 2008)。

研究昆蟲(chóng)生殖系統(tǒng)的發(fā)育在害蟲(chóng)的監(jiān)測(cè)和防控中起著重要的作用,可以通過(guò)解剖觀察卵巢和精巢的發(fā)育程度確定害蟲(chóng)種群的卵巢發(fā)育級(jí)別(Fengetal., 2003; Fuetal., 2014)、判斷產(chǎn)卵的高峰期(王憲輝等, 2003)、推斷防治最佳時(shí)期和確定種群的繁殖能力(樊茹靜等, 2019),進(jìn)而掌握昆蟲(chóng)的種群動(dòng)態(tài)(齊國(guó)君等, 2011; 馮波等, 2020a),目前已經(jīng)應(yīng)用于害蟲(chóng)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治中(Kuangetal., 2004)。

松墨天牛Monochamusalternatus是我國(guó)南方松林中的一種重要蛀干害蟲(chóng),也是我國(guó)重大檢疫性森林病害——松材線蟲(chóng)病的主要媒介昆蟲(chóng)(寧眺等, 2004; 郝德君等, 2008)。松墨天牛成蟲(chóng)羽化出孔后,飛往健康松樹(shù)選擇1-2年生松枝進(jìn)行補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng),經(jīng)過(guò)1～2周的取食達(dá)到性成熟,雌成蟲(chóng)交配后再選擇樹(shù)勢(shì)衰弱木產(chǎn)卵,攜帶松材線蟲(chóng)的松墨天牛成蟲(chóng)在取食和產(chǎn)卵時(shí)就會(huì)傳播至新寄主松樹(shù)(楊洪等, 2007), 研究顯示松墨天牛雌蟲(chóng)一般在出孔13 d內(nèi)生殖系統(tǒng)發(fā)育成熟(嵇保中等, 1999),15-20 d是交配高峰期(牟建軍, 2005)。雖然已有學(xué)者解剖觀察了松墨天牛成蟲(chóng)生殖系統(tǒng)(李天安, 1986; 嵇保中等, 1999; 楊洪, 2006),但是關(guān)于其生殖器官的發(fā)育過(guò)程的解剖觀察研究尚未見(jiàn)報(bào)道。因此,本研究利用組織解剖技術(shù)結(jié)合顯微拍照,對(duì)松墨天牛雌雄成蟲(chóng)內(nèi)生殖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及發(fā)育過(guò)程進(jìn)行了系統(tǒng)地觀察研究,并劃分了發(fā)育分級(jí),以期為生產(chǎn)實(shí)踐中監(jiān)測(cè)松墨天牛種群發(fā)生動(dòng)態(tài),掌握松墨天牛成蟲(chóng)對(duì)松材線蟲(chóng)的傳播規(guī)律提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試蟲(chóng)來(lái)源與飼養(yǎng)

松墨天牛2齡幼蟲(chóng)采自安徽省池州市松林中的松材線蟲(chóng)病侵染的馬尾松疫木,帶回實(shí)驗(yàn)室后利用人工飼料飼養(yǎng)直至成蟲(chóng)羽化(陳瑞旭等, 2017; 陳宏建等, 2021)。羽化的成蟲(chóng)置于塑料養(yǎng)蟲(chóng)盒(直徑12 cm,高5 cm)中,提供1-2年生的馬尾松枝條(剝除針葉后用枝剪剪成10 cm長(zhǎng)小段)作為食物,放置浸潤(rùn)水的脫脂棉球(直徑1.5 cm)進(jìn)行保濕,每日更換新鮮枝條和棉球(李慧, 2021)。試蟲(chóng)飼養(yǎng)于人工氣候箱中,溫度為(25±0.5) ℃,相對(duì)濕度為70%±5%,光周期設(shè)置為12L∶12D。當(dāng)成蟲(chóng)初羽化后未取食時(shí)記為0日齡,補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)1 d的記為1日齡,依此類(lèi)推。選擇體型大小相近、健康的0-16日齡雌成蟲(chóng)和0-15日齡雄成蟲(chóng)為供試?yán)ハx(chóng),每日齡雌、雄成蟲(chóng)各解剖3頭;選擇12日齡雌成蟲(chóng)和9日齡雄成蟲(chóng)解剖觀察內(nèi)生殖系統(tǒng)形態(tài)。

1.2 成蟲(chóng)的內(nèi)生殖系統(tǒng)解剖觀察

用解剖剪先剪除松墨天牛成蟲(chóng)的翅、足和頭,置于蠟盤(pán)上,在體視顯微鏡(徠卡)下用昆蟲(chóng)針固定好蟲(chóng)體,噴灑PBS緩沖液(pH 7.4)保持其濕潤(rùn),再用解剖直鑷和彎鑷分開(kāi)胸部和腹部,逐步撕開(kāi)體壁,用昆蟲(chóng)針挑出內(nèi)生殖系統(tǒng),剔除微氣管、氣管及多余脂肪體,再用PBS緩沖液沖掉雜質(zhì),待后續(xù)觀察描述(李慧等, 2018)。

1.3 拍照和數(shù)據(jù)采集

將解剖后的內(nèi)生殖器置于盛有PBS緩沖液的玻璃培養(yǎng)皿中,在體視顯微鏡(蔡司, zen2軟件)下觀察并拍照采集圖片。利用顯微鏡自帶的XY測(cè)量系統(tǒng),測(cè)量每側(cè)最發(fā)達(dá)的兩支卵巢管(不包括端絲)長(zhǎng)度和1對(duì)精巢的精巢葉長(zhǎng)徑,如圖1所示。

1.4 數(shù)據(jù)分析

原始數(shù)據(jù)記錄與分析使用Microsoft Office Excel 2019。數(shù)據(jù)處理軟件為IBM SPSS Statistics 20,采用非參數(shù)檢驗(yàn)中的Kruskal-Walls單因素方差分析(one-way ANOVA)對(duì)不同發(fā)育級(jí)別的卵巢管長(zhǎng)度和精巢管長(zhǎng)徑的差異顯著性進(jìn)行分析,差異顯著性水平均為P<0.05。

2 結(jié)果

2.1 松墨天牛雌成蟲(chóng)內(nèi)生殖系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和發(fā)育分級(jí)

松墨天牛雌成蟲(chóng)內(nèi)生殖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示,由1對(duì)卵巢、1對(duì)側(cè)輸卵管、中輸卵管、交配囊、受精囊管、受精囊、受精囊腺、生殖腔和產(chǎn)卵器組成。每側(cè)卵巢有12支卵巢管,均集生于卵巢萼上,卵巢萼下部漸細(xì)進(jìn)入側(cè)輸卵管,側(cè)輸卵管較細(xì)長(zhǎng),中輸卵管較短。受精囊的著生方式為再出式,交配囊為粗長(zhǎng)棒狀,受精囊管著生于交配囊基端約1/3處,受精囊管細(xì)長(zhǎng),前端近受精囊體處“S”形扭曲;受精囊體“&”形,基端和頂端膨大;受精囊腺?gòu)氖芫遗で课豁敹税l(fā)出,發(fā)達(dá)且扭曲(圖3)。

圖2 松墨天牛雌成蟲(chóng)內(nèi)生殖系統(tǒng)Fig. 2 Internal reproductive system of female adults of Monochamus alternatus1: 懸?guī)erminal filament; 2: 端絲Terminal thread; 3: 卵巢管Ovariole; 4: 卵巢萼Ovarian calyx; 5; 側(cè)輸卵管Lateral oviduct; 6: 交配囊Copulatory pouch; 7: 受精囊Spermatheca; 8: 受精囊腺Spermathecal gland; 9: 中輸卵管Common oviduct; 10: 生殖腔Genital chamber; 11: 泄殖腔Cloaca; 12: 腹針Gastric spiculum; 13: 泄殖孔Cloacal aperture.

圖3 松墨天牛雌成蟲(chóng)受精囊和交配囊著生關(guān)系Fig. 3 Relationship between spermatheca and copulatory pouch of female adults of Monochamus alternatus1: 交配囊Copulatory pouch; 2: 受精囊管Spermathecal duct; 3: 受精囊Spermatheca; 4: 受精囊腺Spermathecal gland.

雌成蟲(chóng)從初羽化到性成熟,卵巢管隨著卵黃沉積的增加逐漸膨大,顏色由半透明發(fā)育至黃色,附著的脂肪體由豐富至逐漸減少。根據(jù)腹部特征、卵巢管、受精囊腺和脂肪體的形態(tài)和顏色把卵巢發(fā)育過(guò)程劃分為4個(gè)級(jí)別(表1; 圖4, 5)。補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)期的0-3日齡為乳白透明期(Ⅰ級(jí)),卵巢管細(xì)小透明(圖6: A);4-9日齡為卵黃沉積初期(Ⅱ級(jí)),卵巢管基部形成第1卵室,呈乳白色(圖6: B);10-14日齡為卵黃沉積盛期(Ⅲ級(jí)),卵巢管已形成第2卵室(圖6: C);15-16日齡為卵成熟待產(chǎn)期(Ⅳ級(jí)),部分卵巢管第1卵室已形成成熟卵(圖6: D)。第1卵室發(fā)育為成熟卵后,由卵巢萼排入側(cè)輸卵管中,卵巢管中空萎縮(圖6: E, F)。

表1 松墨天牛雌成蟲(chóng)不同發(fā)育級(jí)別卵巢的特征Table 1 Characteristics of different developmental levels of ovaries of female adults of Monochamus alternatus

圖6 松墨天牛雌成蟲(chóng)不同發(fā)育狀態(tài)下的卵巢管Fig. 6 Ovarioles in different developmental states of female adults of Monochamus alternatusA: 僅有原卵區(qū)的卵巢管(0-3日齡) Ovarioles with germarium only (0-3-day-old); B: 具有原卵區(qū)和第1卵室的卵巢管(4-9日齡) Ovarioles with germarium and the 1st egg chamber (4-9-day-old); C: 已分化出第2卵室的卵巢管(10-14日齡) Ovarioles that have differentiated into the 2nd egg chamber (10-14-day-old); D: 分化出第3卵室的卵巢管,第1卵室已有成熟的卵(15-16日齡) Ovarioles with the differentiated 3rd egg chamber and mature eggs in the 1st egg chamber (15-16-day-old); E: 第1卵室已排過(guò)卵的卵巢管Ovarioles of the 1st egg chamber that has been ovulated; F: 排過(guò)卵的卵巢管基部萎縮,顏色加深呈黃色Atrophy of the base of the ovarioles in ovulated eggs, with a deepening yellow color.

每側(cè)卵巢有兩支先發(fā)育的卵巢管,距離其越遠(yuǎn)則卵巢管發(fā)育程度越低。雌成蟲(chóng)卵巢管長(zhǎng)度隨著卵黃沉積逐漸延伸,不同發(fā)育級(jí)別的卵巢管長(zhǎng)度存在顯著差異(P<0.05),卵成熟待產(chǎn)期(Ⅳ級(jí))的卵巢管長(zhǎng)度最長(zhǎng)(表1)。

2.2 松墨天牛雄成蟲(chóng)內(nèi)生殖系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和發(fā)育分級(jí)

松墨天牛雄成蟲(chóng)內(nèi)生殖系統(tǒng)由1對(duì)精巢、2對(duì)附腺、1對(duì)輸精管、1對(duì)貯精囊、1對(duì)射精管、環(huán)狀器和陽(yáng)莖組成。每個(gè)精巢有2支精巢葉,精巢葉(管)扁球形,相互分離,精巢葉腹面發(fā)出短的輸出管,輸出管順次著生于輸精管前段。每側(cè)具有兩支附腺,較短的為第1附腺,較長(zhǎng)的為第2附腺。輸精管中后部彎曲部分為貯精囊,在成蟲(chóng)發(fā)育成熟后,明顯膨大彎曲,乳白色;貯精囊下端細(xì)縮后與同側(cè)的2支附腺一起匯入射精管前端的萼狀部。射精管細(xì)長(zhǎng),前部游離交叉后進(jìn)入環(huán)狀器,呈螺旋狀盤(pán)曲,直至外生殖器的內(nèi)囊(內(nèi)陽(yáng)莖)而通向體外(圖7)。

圖7 松墨天牛雄成蟲(chóng)內(nèi)生殖系統(tǒng)Fig. 7 Internal reproductive system of male adults of Monochamus alternatus1: 精巢葉(管) Testis; 2: 輸精管Vas deferens; 3: 貯精囊Vesicula seminalis; 4: 第1腺管1st accessory gland; 5: 第2腺管2nd accessory gland; 6: 復(fù)射精管Ejaculatory duct; 7: 環(huán)狀器Circulator; 8: 陽(yáng)莖Aedeagus.

依據(jù)精巢管、貯精囊和輸精管的顏色和形態(tài)把精巢發(fā)育過(guò)程劃分為4個(gè)級(jí)別(表2;圖8)。補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)期的0-1日齡為乳白透明期(Ⅰ級(jí)), 精巢葉小,半透明;2-5日齡為精子形成初期(Ⅱ級(jí)),精巢葉中間顏色加深,邊緣半透明;6-11日齡為精子形成盛期(Ⅲ級(jí)),精巢葉呈白色,邊緣半透明;12-15日齡為成熟期(Ⅳ級(jí)),精巢葉呈白色。比較不同發(fā)育級(jí)別的精巢葉,發(fā)現(xiàn)乳白透明期(Ⅰ級(jí))和精子生成初期(Ⅱ級(jí))的精巢葉長(zhǎng)徑存在顯著差異(P<0.05),后者明顯長(zhǎng)于前者;精子形成盛期(Ⅲ級(jí))和成熟期(Ⅳ級(jí))的精巢葉長(zhǎng)徑存在顯著差異(P<0.05),成熟期(Ⅳ級(jí))的精巢葉長(zhǎng)徑最長(zhǎng)。

圖8 松墨天牛雄成蟲(chóng)精巢不同發(fā)育級(jí)別劃分Fig. 8 Division of developmental levels of testis of male adults of Monochamus alternatusA: 乳白透明期(Ⅰ級(jí))(0-1日齡)Transparent stage (stage Ⅰ)(0-1-day-old); B: 精子形成初期(Ⅱ級(jí))(2-5日齡)Initial stage of spermiogenesis (stage Ⅱ)(2-5-day-old); C: 精子形成盛期(Ⅲ級(jí))(6-11日齡) Peak period of sperm iogensis (stage Ⅲ)(6-11-day-old); D: 成熟期(Ⅳ級(jí))(12-15日齡)Maturing stage (stage Ⅳ)(12-15-day-old).

3 討論與結(jié)論

本研究表明,松墨天牛雌性?xún)?nèi)生殖系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中,受精囊和交配囊的形態(tài)和顏色無(wú)顯著變化,卵巢管和受精囊腺變化最明顯;隨著卵黃沉積增加,卵巢管逐漸膨大延伸,顏色變?yōu)辄S色;受精囊腺的色澤和形態(tài)逐漸變?yōu)榈S色、飽滿狀(圖4, 5; 表1)。松墨天牛雄性?xún)?nèi)生殖系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中,精巢葉和貯精囊形態(tài)顏色變化明顯, 逐漸變?yōu)榘咨?、飽滿狀,精巢葉長(zhǎng)徑增長(zhǎng),雄性附腺逐漸呈透明、飽滿狀。雄蟲(chóng)內(nèi)生殖系統(tǒng)發(fā)育速度較雌蟲(chóng)更快,到性成熟所需時(shí)間更短(圖8; 表2)。

鞘翅目昆蟲(chóng)雌成蟲(chóng)內(nèi)生殖器由卵巢、側(cè)輸卵管、中輸卵管和生殖腔等組成,中輸卵管末端與生殖腔連接,生殖腔通過(guò)生殖孔開(kāi)口于體外。部分昆蟲(chóng)生殖腔前部分化出交配囊,形態(tài)變化多樣,受精囊常開(kāi)口于生殖腔或交配囊前端,受精囊多有附腺(嵇保中等, 2014)。小蠹科昆蟲(chóng)的卵巢有4根卵巢管(左右各2根),但是不同屬小蠹的貯精囊和附腺的形態(tài)、位置和發(fā)育程度存在變化,例如咖啡果小蠹Hypothenemushampei附腺為乳白色絲瓜狀,貯精囊管狀;黃杉大小蠹Dendroctonuspseudotsugae和華山松大小蠹D.armandi受精囊在產(chǎn)卵期為乳白色球狀(劉金林等, 2019)。根據(jù)解剖結(jié)構(gòu)、羽化天數(shù)及體內(nèi)其他部分的特征,小蠹科昆蟲(chóng)卵巢發(fā)育常劃分為透明期(Ⅰ級(jí))、延伸期(Ⅱ級(jí))、卵黃沉積前期(Ⅲ級(jí))、卵黃沉積期(Ⅳ級(jí))和產(chǎn)卵期(Ⅴ級(jí))5個(gè)級(jí)別(劉金林等, 2019)。

松墨天牛雌蟲(chóng)內(nèi)生殖系統(tǒng)與其他天牛的結(jié)構(gòu)基本一致,受精囊著生方式為再出式。受精囊附近受精囊管簡(jiǎn)單,受精囊腺無(wú)分支,交配囊基本型式為棒狀(李天安, 1986; 嵇保中等, 2014)。交配囊是作為交配時(shí)接受陽(yáng)莖的內(nèi)囊,受精囊體具有貯存精液的功能,受精囊腺提供精子滋養(yǎng)物質(zhì),保持精子活力(嵇保中等, 2014)。松墨天牛初羽化雌成蟲(chóng)已形成完整形態(tài)的內(nèi)生殖系統(tǒng),卵巢管纖細(xì)透明,脂肪體豐富,在補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)期間卵巢逐漸發(fā)育成熟(圖4)。參照嵇保中等(1999)和李岳詩(shī)(2015)研究結(jié)果,根據(jù)腹部特征、卵巢管和受精囊腺形態(tài)及顏色、脂肪體形態(tài)將松墨天牛的卵巢發(fā)育劃分為4個(gè)級(jí)別。對(duì)比早期研究,本研究發(fā)現(xiàn)松墨天牛雌成蟲(chóng)的受精囊腺在卵巢發(fā)育過(guò)程中變化明顯,乳白透明期(Ⅰ級(jí))時(shí)白色半透明到卵成熟待產(chǎn)期(Ⅳ級(jí))時(shí)淡黃色飽滿,而受精囊體和交配囊形態(tài)無(wú)變化(圖5),說(shuō)明松墨天牛雌成蟲(chóng)在未性成熟時(shí)期已初步具備交配能力;卵成熟待產(chǎn)期(Ⅳ級(jí))時(shí)受精囊腺飽滿、內(nèi)容物充盈,說(shuō)明此時(shí)受精囊腺發(fā)育完全,功能完善(表1; 圖5)。本研究觀察的松墨天牛卵巢發(fā)育過(guò)程與嵇保中等(1999)的研究結(jié)果一致,并在此基礎(chǔ)上補(bǔ)充了交配囊、受精囊體和受精囊腺的形態(tài)變化。由于松墨天牛雌蟲(chóng)產(chǎn)卵期較長(zhǎng),未解剖觀察到產(chǎn)卵末期內(nèi)生殖系統(tǒng)的形態(tài),后期有待進(jìn)一步的觀察。

不同昆蟲(chóng)的精巢發(fā)育過(guò)程中,隨著精子的不斷積累,附腺、精巢和貯精囊等的顏色變化不同。例如半翅目網(wǎng)蝽科菊方翅網(wǎng)蝽Corythuchamarmorata雄成蟲(chóng)內(nèi)生殖系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中,精囊和附腺長(zhǎng)度隨蟲(chóng)齡增加而顯著增長(zhǎng),精囊由不透明色轉(zhuǎn)為乳白色,附腺的顏色從透明變?yōu)榉奂t色(夏振洲和李傳仁, 2019)。青斑蝶雄性?xún)?nèi)生殖系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中,貯精囊和復(fù)射精管隨著日齡增加逐漸呈現(xiàn)乳白色,附腺中逐漸積累白色分泌物,精巢顏色加深呈鮮紅色,脂肪細(xì)胞從Ⅰ級(jí)乳白透明期的飽滿、乳白色、圓形或長(zhǎng)圓形到Ⅳ級(jí)精子束補(bǔ)充期的淡黃色絲狀。而本研究發(fā)現(xiàn)松墨天牛雄性?xún)?nèi)生殖系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中精巢、貯精囊、環(huán)狀器均從半透明到乳白色。隨著精巢中精子的不斷形成,首先通過(guò)輸精管釋放到貯精囊,最后通過(guò)射精管積累到環(huán)狀器中,因此,精巢、貯精囊、環(huán)狀器顏色在精巢發(fā)育過(guò)程中較為明顯。

松墨天牛雄性?xún)?nèi)生殖系統(tǒng)的發(fā)育速度明顯快于雌性,進(jìn)入下一發(fā)育級(jí)別的時(shí)間更早,雌成蟲(chóng)12日齡時(shí)還處于Ⅲ級(jí),卵巢管第1卵室還未見(jiàn)成熟的卵 (圖4; 表1),而雄成蟲(chóng)在12日齡以后均已性成熟,精子束在貯精囊和環(huán)狀器中大量積累(圖8; 表2)。雌雄內(nèi)生殖器發(fā)育不同步現(xiàn)象在其他昆蟲(chóng)中也有報(bào)道。例如蝗蟲(chóng)雄蟲(chóng)可以通過(guò)與雌蟲(chóng)交尾甚至抱握活動(dòng)加快卵巢發(fā)育速度;其次,通過(guò)交配,成熟精子進(jìn)入雌性體內(nèi)貯存于受精囊中會(huì)等待成熟卵子形成后完成受精(趙卓等, 2008)。在雌性?xún)?nèi)生殖系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中,交配囊和受精囊在初羽化時(shí)期已經(jīng)形成,表明松墨天牛雌成蟲(chóng)確實(shí)在性未成熟時(shí)期具備交配能力。關(guān)于松墨天牛雌成蟲(chóng)是否可以通過(guò)抱對(duì)和交配促進(jìn)卵巢發(fā)育有待進(jìn)一步探究。本研究所用試蟲(chóng)均為未交配成蟲(chóng),交配后的松墨天牛雌雄成蟲(chóng)內(nèi)生殖系統(tǒng)的變化也有待后續(xù)的觀察。

卵巢發(fā)育分級(jí)對(duì)害蟲(chóng)發(fā)生預(yù)測(cè)具有重要意義,能夠預(yù)測(cè)發(fā)生量、發(fā)生期以及產(chǎn)卵高峰,對(duì)精巢發(fā)育進(jìn)行分級(jí)也可以提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。例如梨小食心蟲(chóng)Grapholitamolesta的產(chǎn)卵量與處于卵成熟期的成蟲(chóng)比例存在正相關(guān),雄蟲(chóng)交配前后射精管的形態(tài)顏色變化有助于提高預(yù)測(cè)最佳防治期的準(zhǔn)確性(Zhangetal., 2017)?？赏ㄟ^(guò)解剖觀察亞洲玉米螟O.furnacalis雄成蟲(chóng)的單射精管內(nèi)含物形態(tài)鑒別其交配狀態(tài)(馮波等, 2020b)。白背飛虱Sogatellafurcifera和褐飛虱Nilaparvatalugens在野外誘捕后解剖觀察發(fā)現(xiàn),遷飛高峰期的大部分雌蟲(chóng)卵巢發(fā)育處于Ⅱ級(jí),遷出高峰期的大部分雌蟲(chóng)卵巢發(fā)育處于Ⅰ級(jí),因此,依據(jù)其遷飛時(shí)卵巢發(fā)育狀態(tài)可預(yù)測(cè)發(fā)生規(guī)律和發(fā)生量(Zhengetal., 2014)。

松墨天牛作為松林中的蛀干害蟲(chóng)和松材線蟲(chóng)病的主要媒介昆蟲(chóng),劃分卵巢與精巢發(fā)育分級(jí)也對(duì)預(yù)測(cè)其發(fā)生量、發(fā)生期以及最佳防治期具有重要意義。松墨天牛成蟲(chóng)羽化初期傳播松材線蟲(chóng)數(shù)量最低,一周后傳播松材線蟲(chóng)數(shù)量迅速上升,主要集中在羽化后7-12 d傳播松材線蟲(chóng),在天牛羽化后12和24 d出現(xiàn)傳播松材線蟲(chóng)的兩次高峰(王洋等, 2019)。結(jié)合嵇保中等(1999)的研究和本研究中松墨天牛內(nèi)生殖系統(tǒng)發(fā)育分級(jí),發(fā)現(xiàn)羽化后7-12 d天牛體壁硬化,內(nèi)生殖系統(tǒng)快速發(fā)育,可以推測(cè)成蟲(chóng)在卵黃沉積期和精子形成盛期傳播松材線蟲(chóng)數(shù)量迅速上升,在成熟期達(dá)到第1個(gè)高峰,可能與成蟲(chóng)卵巢和精巢發(fā)育需要取食補(bǔ)充大量營(yíng)養(yǎng)和雌蟲(chóng)在此時(shí)具備產(chǎn)卵能力有關(guān),尚需后續(xù)研究驗(yàn)證。