團花絹野螟幼蟲頭部形態(tài)及感器掃描電鏡觀察

關(guān)鍵詞團花絹野螟；幼蟲頭部；感器；掃描電鏡

昆蟲的頭部是昆蟲的感覺和取食中心，分布著許多感器，感器是昆蟲感覺系統(tǒng)的基本單位，具備感知外界環(huán)境和機械刺激的作用。昆蟲頭部的感受器主要是分布在觸角和口器上，在昆蟲的活動中起著重要作用，通過感受器接收外部環(huán)境中的氣味，進而完成定位寄主、覓食、規(guī)避天敵、求偶、交配、產(chǎn)卵等活動。目前的研究結(jié)果表明，感受器的種類、數(shù)量和分布在不同種類、性別的昆蟲及同種不同蟲態(tài)的昆蟲均存在一定的差異，不同信息分子由不同種類的感受器感知傳遞，進而引導昆蟲產(chǎn)生相應(yīng)的行為反應(yīng)。

昆蟲幼蟲頭部感受器與其取食行為密切相關(guān)，研究幼蟲頭部感受器的種類、數(shù)量和分布，有助于了解幼蟲的取食機制，可為研究昆蟲行為活動本質(zhì)及探索害蟲防治方法提供理論基礎(chǔ)。據(jù)目前研究報道，已明確小菜蛾P(guān)Lutella xylostella、甜菜夜蛾Spodoptera euzjgua、麻楝蛀斑螟HypsipyZa ro-busta、綠翅絹野螟Diapha-nia angu.stalis、柚木野螟、番茄潛葉蛾等鱗翅目昆蟲幼蟲頭部的感受器。

團花絹野螟隸屬鱗翅目，螟蛾科，絹野螟屬，國外分布于越南、錫蘭、印度等地，國內(nèi)分布于廣東、廣西、云南等省，是為害南方速生樹種團花樹的重要食葉害蟲。幼蟲吐絲將團花樹的葉片黏合卷起，在卷葉內(nèi)為害取食葉肉，受害葉片呈網(wǎng)狀；此外，幼蟲也會蛀食主干嫩梢，影響團花樹正常生長。目前對團花絹野螟的研究主要側(cè)重于生物學特性及化學生態(tài)學方面，尚未有其幼蟲頭部感器超微結(jié)構(gòu)的研究報道。

本研究選擇團花絹野螟5齡幼蟲作為研究對象，運用掃描電鏡觀察幼蟲頭部感器的數(shù)量、種類和分布情況，以期探討團花絹野螟幼蟲頭部感受器的功能和感應(yīng)機制，為進一步探索綜合防控技術(shù)策略提供一定的理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試蟲源

團花絹野螟幼蟲采集于廣東省增城市華南農(nóng)業(yè)大學寧西基地團花樹林（23.24°N，113.64°E），將帶有團花絹野螟的團花樹葉片帶回實驗室，把幼蟲分裝在圓形塑料盒（直徑28.7cm，高9.8cm）中，放人溫度（25±1）℃，相對濕度70%～80%，光周期L∥D=12h∥12h的人工智能氣候箱中飼養(yǎng)，每天定期查看幼蟲生長情況，清理老葉和蟲糞并更換新鮮的團花葉片。選取健康5齡幼蟲作為試驗昆蟲。

1.2樣品的制備與掃描電鏡觀察

選取實驗室飼養(yǎng)的健康團花絹野螟5齡幼蟲10頭，將其置于直徑9cm的培養(yǎng)皿中，放入-20℃的冰箱內(nèi)冷凍10min使幼蟲凍僵昏迷后，在體視鏡下用解剖刀迅速切下幼蟲頭部，用干凈濾紙將頭部邊緣滲出的淋巴液吸干以免污染頭部。將切下的幼蟲頭部放入經(jīng)4℃預冷的4%戊二醛中固定24h，用0.1mol/L磷酸緩沖液（pH7.2）洗滌3次，每次10min，再用不同濃度的乙醇進行逐級脫水（30%、50%、75%、85%、95%、100%）3次，每個濃度10min，室溫條件下自然風干12h。用導電膠將幼蟲頭部的不同面分別粘于樣品臺，放人離子濺射儀（E-1010）內(nèi)進行噴金處理3次，噴金后，在掃描電子顯微鏡（SU-70）下觀察幼蟲頭部并拍照記錄。

1.3數(shù)據(jù)處理分析

運用ImageJ 1.48軟件測量各感器的長度和寬度，每種感器重復測量3次，使用Adobe Photoshop CS6軟件對圖像進行標注。參照《普通昆蟲學》和Schneider（1964）的方法對比掃描電鏡照片，描述團花絹野螟的幼蟲頭部結(jié)構(gòu)并對其感受器進行分類鑒別和命名，運用SPSS26.0計算各項數(shù)據(jù)的平均值和標準誤。

2結(jié)果與分析

2.1團花絹野螟幼蟲頭部形態(tài)

團花絹野螟幼蟲頭部整體為橢圓形，咀嚼式口器，下口式。在頭部可見觸角、單眼、額、額縫、頭冠縫、額唇基溝、剛毛、上唇、唇基、上顎、下顎、下顎須、下唇、下唇須、吐絲器等結(jié)構(gòu)（圖1a、圖1b）。

2.2團花絹野螟幼蟲觸角感受器

團花絹野螟幼蟲觸角由柄節(jié)、梗節(jié)和鞭節(jié)3節(jié)組成（圖2a）。柄節(jié)位于基部縮進觸角窩內(nèi)，未觀察到化學感器；第2節(jié)梗節(jié)嵌于柄節(jié)端部凹陷的窩內(nèi)，呈圓柱形，為3節(jié)中最長，梗節(jié)側(cè)壁著生1個刺形感器，梗節(jié)端部有1個毛形感器和2個錐形感器呈三角形分布（圖2b）；第3節(jié)鞭節(jié)位于梗節(jié)的端部，分布1個栓錐形感器和3個錐形感器（Sb1～Sb3），Sb2和Sb3外觀相似，比Sb1小且短，水平著生梗節(jié)邊緣，栓錐形感器整體呈圓柱狀，豎直著生于梗節(jié)頂端（圖2c）。各感器長寬見表1。

2.3團花絹野螟幼蟲上下唇感受器

團花絹野螟上唇前緣中央呈倒V形，左右對稱著生6對刺形感器（Sc1～Sc6），Sc3、Sc4和Sc6位于上唇上部，Sc1、Sc2和Sc5位于上唇下部，上唇刺形感器中Sc3和Sc6長度較長，長度分別為（176.24±20.17）um和（109.53±9.51） um（圖2d）。團花絹野螟幼蟲的下唇由前頦和后頦組成，前頦兩側(cè)前端著生下唇須，下唇須末端上著生1個較大的栓錐形感器，栓錐形感器基部圓錐狀，頂端細長，長為（68.85±1.43）um，寬為（8.25±0.14）um，側(cè)邊斜插著生1個較短小的刺形感器（圖2e）。吐絲器位于兩個下唇須中間靠下部分，吐絲器下方著生兩個刺形感器，整體短針狀，基部有臼窩，左側(cè)刺形感器較右邊刺形感器細長，長寬分別為（8.68±0.67）um和（2.14±0.13）um、（7.23±0.29）um和（2.24±0.23）um（圖2f）（表2）。

2.4團花絹野螟幼蟲上下顎感受器

團花絹野螟幼蟲的一對上顎是高度骨化的錐狀結(jié)構(gòu)，由臼齒葉和切齒葉2部分組成，主要用于撕裂食物和咀嚼食物，其上平行著生1對毛形感器（圖3a）。下顎由軸節(jié)、莖節(jié)、外顎葉、內(nèi)顎葉、下顎須組成（圖3b），主要功能為輔助刮切食物和握持食物。下顎軸節(jié)和莖節(jié)上各著生1個較長的刺形感器，軸節(jié)的刺形感器較莖節(jié)的刺形感器長且彎曲，長寬分別為（195.86±1.53）um和（8.59±0.10）um、（97.97±1.05）um和（6.21±0.19）um。下顎須基部位于下顎的莖節(jié)部分，下顎須的基部端節(jié)未發(fā)現(xiàn)感器，下顎須內(nèi)陷的遠端部分分布8個錐形感器，8個錐形感器著生方式為1-2-2-3的模式，整體較為短小，其中Sb4最長，Sb7最短（圖3c）。下顎須末端外壁上著生1個指形感器和1個板形感器，指形感器整體呈現(xiàn)基部到中部漸寬到頂端逐漸變窄，板形感器橢圓形凹陷著生于下顎須表面（圖3d）。外顎葉端部著生2個栓錐形感器、2個錐形感器，錐形感器和栓錐形感器在外顎葉端部相間排列，栓錐形感器較錐形感器更粗，外顎葉側(cè)壁著生1個刺形感器，此刺形感器比軸節(jié)和莖節(jié)的刺形感器短且細，長寬依次為（56.64±0.56） um、（5.38±0.18） um（圖3b）（表2）。

3結(jié)論與討論

本研究利用掃描電鏡觀察團花絹野螟5齡幼蟲，觀察結(jié)果表明，團花絹野螟幼蟲頭部結(jié)構(gòu)與其他鱗翅目昆蟲基本相似。團花絹野螟幼蟲頭部兩側(cè)各分布6個單眼，與云南錦斑蛾、梨小食心蟲、柚木野螟、草地貪夜蛾、灰茶尺蠖、朱紅毛斑蛾等幼蟲的6個單眼相同，與麻楝蛀斑螟和黃野螟有5個單眼、綠豆象有1個單眼不一致。鱗翅目幼蟲側(cè)單眼是其重要的視覺器官，可以感知顏色、形狀、距離等，幼蟲側(cè)單眼的數(shù)量分布是否影響感知功能需要進一步的研究探索。

研究表明，鱗翅目幼蟲可以使用分布在觸角和口器上的化學感受器，通過嗅覺和味覺來區(qū)分寄主植物、完成取食等活動，嗅覺用于對有利于進食的植物部位的初始定向，味覺則監(jiān)測啟動進食過程的最終辨別，研究幼蟲頭部感器類型、數(shù)量有助于進一步了解昆蟲取食機理。幼蟲頭部感器數(shù)量和類型存在差異可能影響其對外界物理和化學刺激的感知能力。本研究發(fā)現(xiàn)，團花絹野螟幼蟲觸角上著生了4種感器，感器類型等同于金銀花尺蠖和云南錦斑蛾，但多于番茄潛葉蛾和朱紅毛斑蛾的3種、麻楝蛀斑螟的2種，可能是由于各類昆蟲的寄主范圍不同，需要的感器類型數(shù)量有所不同。刺形感器可以感受周邊環(huán)境的物理機械刺激，錐形感器可以接受植物氣味刺激，具備嗅覺功能，毛形感器可以感知分辨信息素、識別寄主植物揮發(fā)物等，栓錐形感器具有感受機械和味覺刺激作用，可以感受外物的溫度和濕度變化，被認為是熱一濕感受器，綜合觸角上4種感器的主要功能，推測團花絹野螟幼蟲觸角主要功能為識別寄主植物和感知周邊環(huán)境。

團花絹野螟幼蟲的上唇著生6對刺形感器，感器數(shù)量、形態(tài)、分布與綠翅絹野螟相同，上唇的刺形感器被認為是一種機械性感器，具備感知外界刺激和化學感應(yīng)的機械感受功能。下唇須的主要功能是協(xié)助感知食物和取食，團花絹野螟幼蟲下唇須上有1個刺形感器和1個栓錐形感器，在山茱萸蛀果蛾、舞毒蛾等幼蟲中均有發(fā)現(xiàn)，這兩種感器屬于機械感器，推測其可以在攝食中探測食物的硬度。吐絲器前方有1對刺形感器，與黃野螟著生的錐形感器不同。

鱗翅目幼蟲有著強硬化的上顎，主要起攝食前切斷和磨碎食物的作用，團花絹野螟幼蟲上顎觀察到2個毛形感器，與美國白蛾、蘋果蠹蛾相同。團花絹野螟幼蟲外顎葉著生2個栓錐形感器、2個錐形感器和1個刺形感器。團花絹野螟外顎葉上的栓錐形感器具備感知機械刺激和味覺作用，在幼蟲識別寄主和取食過程中起重要作用，Ishikawa等使用家蠶幼蟲做切斷試驗證實了栓錐形感受器在幼蟲取食過程中的重要作用；外顎葉的錐形感器是多孔形感受器，可作為氣味物質(zhì)探測儀接受外界的氣味信號，與梨小食心蟲和朱紅毛斑蛾相似；刺形感器具備機械感知功能，在取食前可辨別葉片幼嫩情況。下顎須頂端著生8個錐形感器，電生理研究表明，這8個錐形感器由多重內(nèi)神經(jīng)支配控制，可對味覺、嗅覺和機械刺激做出反應(yīng)，參與幼蟲的取食活動，測定植物的營養(yǎng)情況并識別植物揮發(fā)的糖類、氨基酸和鹽分等物質(zhì)。團花絹野螟下顎須側(cè)壁還著生1個指形感器和1個板形感器，團花絹野螟的指形感器較短小，與山茱萸蛀果蛾伸出下顎須端部的指形感器不同，指形感受器能感應(yīng)振動、CO2及溫度變化，該感器的薄片式結(jié)構(gòu)使其作為溫度感受器時更具敏感性；板形感器被認為有嗅覺功能，據(jù)板形感器多孔的角質(zhì)層推測其可能具備感知CO2的作用。

本研究運用掃描電鏡觀察團花絹野螟幼蟲頭部的結(jié)構(gòu)和感器數(shù)量、種類和分布情況，但明確各類感器的具體功能需要進行電生理試驗探究，以從本質(zhì)上研究團花絹野螟幼蟲活動機制，為后期開發(fā)新型害蟲防控技術(shù)提供理論依據(jù)。