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柑橘粉虱触角超微结构特征研究

2012-02-28宋月芹董钧锋林克剑孙会忠

植物保护 2012年2期
关键词:粉虱感受器触角

宋月芹, 董钧锋, 林克剑, 孙会忠

(1.河南科技大学林学院,洛阳 471003; 2.中国农业科学院植物保护研究所,北京 100193)

柑橘粉虱[Dialeur odes citri (Ash m)]隶属于粉虱科(Aleyrodidae)[1]。粉虱的寄主范围甚广,达176科,是世界性的重要害虫[1-3]。成虫和幼虫均喜欢寄生于寄主植物叶背面,每年发生4~5代,具有明显的世代重叠现象。幼虫4龄,其中第4龄变态成扁平状,以“伪蛹”的形式贴敷于叶背。成虫和幼虫均体型微小,一般不超过1.2 mm,再加上幼虫和成虫均有普遍的形态变异现象[1-4],给室内研究和野外种群鉴定造成了极大的困难。触角在昆虫长期的自然进化过程中与生境协同适应而在结构和功能上具有不同的响应特征[1,5],了解触角形态特征及其感受器类型,有利于更深入地诠释昆虫的生理生态学特性,同时也能为昆虫的系统分类积累更丰富的资料,特别是对于粉虱类的小型昆虫,广泛积累微观特征方面的基础资料,有着更为突出的意义。有关柑

橘粉虱触角超微结构方面的研究尚未见报道,为此,作者对柑橘粉虱触角微形态学方面进行了研究。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

试验用柑橘粉虱成虫个体采自河南省信阳市郊区女贞(Ligustr u m l ucidu m Ait.)行道树上,标本由河南科技大学林学院李定旭教授鉴定。

1.2 观察方法

挑选发育良好的活体柑橘粉虱雌、雄(通过外生殖器判断)成虫各4头,放入70%乙醇中保存。材料处理过程如下:将样本放入0.2 mol/L磷酸盐缓冲液中超声波振荡洗涤1 min,然后用0.2 mol/L磷酸盐缓冲液进行充分冲洗,15%戊二醛4℃下固定3 h,1%锇酸室温条件下固定2 h;35%、55%、75%、85%、95%和100%丙酮溶液进行梯度脱水;100%乙酸异戊酯置换2次,每次3 h。处理材料用日本日立电子公司生产的HCP-2型二氧化碳临界干燥仪干燥3 h,之后,立即用JFC-1600型离子溅射仪进行喷金镀膜,最后用JSM-6360LV型扫描电子显微镜进行观察,并选取典型视野照相。加速电压为15 k V。

触角感受器类型的鉴定参考文献[6-9]。

2 结果与分析

2.1 触角形态

柑橘粉虱雌、雄成虫的触角均左右对称着生于头部额区(图1a,b),位于哑铃形复眼中部正上方,长约350μm。触角基部包被于膜质的触角窝内,触角的活动关节围角片上的支角突明显(图1b)。触角由柄节、梗节和鞭节三部分组成,共7节,鞭节含5亚节。其中柄节明显较为粗壮,最粗处直径可达26μm,触角整体上呈现由粗渐细的趋势。从梗节开始,触角各节的表皮外形形态多样,其中梗节和鞭节前三亚节基部半段多呈细螺纹状突起(图1c、d),尾半段则呈层叠的覆瓦状凸起(图1c、e),至鞭节的末两节,则基部半段的螺纹明显减少,尾半段的覆瓦状突起基本消失,取而代之的是较为平坦的表面(图版1f)。鞭节末端的终毛粗壮(图1j)。

2.2 触角感受器类型及其形态

通过柑橘粉虱雌雄成虫触角超微结构的观察,共发现分布有5种类型的感受器。

毛形感受器:是柑橘粉虱触角上分布最为广泛的一类感受器,约占感受器总数的80%。在柄节和梗节上,毛形感器基本呈相对规则的均匀分布(图1b、d);在鞭节前各亚节的基部半段,毛形感受器主要分布在细螺纹的脊上,前两个亚节后半段上则分布在覆瓦状凸起间的凹沟中,覆瓦状凸起上没有分布(图1c、e);在鞭节后三个亚节的尾部半段上,毛形感器零星分布在较平滑的表面(图1j、k、l)。

刚毛感受器:主要散布于梗节,鞭节各亚节偶有分布,约占感受器总数的2%。刚毛感受器较为粗大,挺直,基部膨大,明显长于毛形感受器,最长可达25μm,13 000倍镜下,可见其上面的纵棱(图1g、h)。

钟形感受器:数量较多,主要散布于梗节和鞭节的前两个亚节,约占总数的8%。圆形或半圆形凸起,直径达1.5μm,钟状,中心有一栓质凸起,多数不明显(图1g、h、i)。

栓锥感受器:分布于鞭节的后两个亚节,比刚毛感受器短而粗,先端钝圆,长约2μm,着生于凹陷的毛窝中,数量较少,约占总数的1%(图1j)。

板形感受器:分布于鞭节的后两个亚节,多数呈椭圆形盘状,形似岛屿,其上多数较为平坦,个别具稀疏短毛,约占感受器总数的9%(图1j、k、l)。

综合所有观察视野,发现柑橘粉虱成虫触角上分布的各种感受器类型及其数量在雌、雄之间无明显差异。

3 讨论

触角感受器是昆虫体表感受器的重要组成部分之一,是昆虫与生境长期协同进化过程中形成并具有一定遗传稳定性的结构[5]。就柑橘粉虱来说,其雌、雄成虫触角外形变化均较为丰富,即使同一鞭节上,其基部半段和尾部半段也有明显不同,如螺纹状和覆瓦状凸起等,不同亚节或同一亚节的不同部位,其上分布的触角感受器类型及数量也呈现出了不同的特点,这些特点与柑橘粉虱的生理生态可能有着千丝万缕的联系,但在以前关于触角的研究文献中,少见这方面的描述,具体有何种联系还需深入研究。昆虫常见触角感受器目前发现的有十多种[4,10],而且每一种感受器所承担的具体功能在不同昆虫种群间存在差异[4-10],但并不是每种昆虫都会有这么多类型的感受器,研究发现柑橘粉虱有5种,即毛形感受器、刚毛感受器、钟形感受器、栓锥感受器和板形感受器,其中毛形感受器的数量最多。这可能与其具有较为复杂和广泛的生理生态适应机制密切相关。

柑橘粉虱在我国广泛分布,几乎所有柑橘产区均有发生,而且连年大面积暴发,对农业生产构成了严重威胁。又因粉虱类害虫形体微小,给研究和防控工作带来了诸多不便,而且我国的粉虱种群鉴定及基础研究文献还很匮乏,全面、深入地开展粉虱害虫的生物学和生态学特性研究刻不容缓。柑橘粉虱触角感受器类型及其特征的研究结果对解释柑橘粉虱及其外类群的生态习性具有一定的参考意义,将为制定和建立粉虱类害虫综合防治方案提供新思路。

[1] 彩万志,庞雄飞,花保祯,等.普通昆虫学[M].北京:中国农业大学出版社,2004:34-40.

[2] 阎凤鸣.粉虱研究概况[J].北京农学院学报,1990,5(3):104-108.

[3] 阎凤鸣.北京地区粉虱分类研究[J].北京农学院学报,1991,6(2):18-23.

[4] 马瑞燕,杜家伟.昆虫的触角感器[J].昆虫知识,2000,37(3):179-183.

[5] 王荫长.昆虫生理学[M].北京:中国农业出版社,2004:224-230.

[6] 林克剑,吴孔明,张永军,等.B型烟粉虱触角感受器的超微结构及对寄主植物气味的嗅觉行为反应[J].植物保护学报,2007,34(4):379-386.

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[9] 程红,严善春,徐波.青杨脊虎天牛触角主要感器的超微结构及其分布[J].昆虫知识,2008,45(2):223-232.

[10]邵奇妙,张龙,李文,等.东亚飞蝗触角感受器的外部形态及分布[J].中国农业大学学报,2002,7(1):83-88.

图1 柑橘粉虱触角形态及感受器类型

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