王耀，张小民

（1.晋中职业技术学院，山西晋中 030600；2.山西大学，山西太原 030006）

1 研究概况

1.1 对中华稻蝗的研究现状

中华稻蝗[Oxya chinensis(Thunb.)]是直翅目斑腿蝗科的一种非迁飞性昆虫，同一科内有约9000种，我国有记载的有300余种，科内共有稻蝗属约20种，我国约有10种，分布以中华稻蝗最广。中华稻蝗在我国华东、华中、华南、华北及东北等地均有分布，多栖憩在禾本科植物的茎叶上，并以此为食，例如水稻、高粱、玉米等作物多受其害。在山西省，中华稻蝗主要分布于晋北、晋中和晋南的低洼、潮湿地带，该区是全省水稻的主要种植区。这一生态系统中，中华稻蝗是山西省水稻的主要害虫，占了蝗虫总量的90%。

1.2 蝗虫血细胞研究概况

对于蝗虫血细胞的研究虽然开始较早，但大部分是注重形态研究与分类学的研究。对于蝗虫血细胞功能、特性的研究较少，但近年来也逐渐为人所关注。比如，（1）昆虫造血器官和造血干细胞的研究，昆虫的造血器官是指产生血细胞的囊状结构，一些干细胞和网状细胞聚集而成，网状细胞包围在造血干细胞周围，并保护干细胞诱导其分化。（2）昆虫血细胞功能的研究，蝗虫血细胞形态结构和分类的研究长期混乱，严重影响了其他方面工作的深入，对血细胞功能方面的研究至今处于初级阶段，多属于推论，有些由于实验证据不足或实验手段陈旧而未被进一步证实。另外，由于昆虫血细胞形态多样和中间类型的存在，即使是同一种昆虫，在不同虫态、不同虫龄及不同生态、生理时都会发生变异。近年来，发现蝗虫体液中有许多死亡或凋亡的细胞，以及器官或组织中脱落的非细胞物质，同时又没有使用相同的染色方法，因此对每种血细胞的结构特征没有严格统一的标准。用于命名每种细胞类型的术语对于一种或另一种昆虫来说是经常有所不同，比如浆血胞的细胞质中有没有颗粒目前说法不一，在大多数鳞翅目种类中，浆血胞缺乏颗粒[1]，但在蠟蛾中包含颗粒[2]；又如浆血胞的吞噬作用是有争议的，有一些学者认为它们是吞噬细胞[3]，而另一些学者认为它们明显不是吞噬细胞[4]，故其形态也是有争议的，如有没有伪足等结构；又如在果蝇中被称为浆血胞的血细胞，与鳞翅目中的浆血胞不同，它们有不同的组织和细胞学特征，在单层血涂片中有不同的行为和不同的功能[5]；又如粒细胞的主要功能之一是吞噬，这已被许多的学者在昆虫体内和体外观察到，果蝇没有真正的血细胞，但是果蝇中的浆血胞比鳞翅类昆虫的浆血胞更像粒细胞[5]，鳞翅类的粒细胞和果蝇的浆血胞也被Nardi[6]和Ling[7]所强调；又如象鳞翅类的类绛色血细胞一样，在果蝇晶细胞的细胞质中的包涵体是没有膜包被的[8]。晶细胞中别的细胞质细胞器，有与鳞翅类绛色血细胞相同的特征。此外，由于他们的组织学和细胞学特征，它们在体外的行为和多酚氧化酶等，不同的学者已经将黑腹果蝇的晶细胞阐述为类绛色血细胞[9]，他们还建议用类绛色血细胞替代晶细胞。此外，鳞翅类[10]和果蝇[11]的类绛色血细胞似乎来源于造血器官。到目前为止，珠血细胞存在于所有研究的鳞翅类昆虫中，这些细胞也在果蝇幼虫的最后阶段观察到，但绝不能与真正的珠血细胞相混。

对于昆虫血细胞的形态和分类学术界分歧和困惑很多，这不仅带来了血细胞的分类困难，而且还严重影响了对其生理功能、生化等方面的研究。

2 研究方法

2.1 对PHA（植物血凝素）的研究

PHA是利用超低温冷冻技术从红芸豆中提取的一种物质，它作为一种有丝分裂原，可以激活免疫细胞——淋巴细胞、刺激细胞增殖，虽较难提纯且成本极高，但作为药剂，PHA已直接用于动物及人体，如林义浩[12]以体内注射PHA制备鱼类肾细胞染色体，其发现在近30种鱼类注射PHA均具有刺激肾细胞有丝分裂的作用，而且分裂指数都很高。

2.2 对秋水仙素的研究

秋水仙素可以抑制有丝分裂，破坏纺锤体，并将染色体停滞在分裂的中期，它是多倍体诱变的最佳试剂。自美国学者A.F.Blakeslee与其团队于1937年成功使用秋水仙素处理曼陀罗等植物，使其染色体成功加倍以来，秋水仙素就被广泛地应用于多种科研工作中，如遗传学研究、细胞学研究、植物育种等。除此之外，秋水仙素还作为临床药物作用于动物体和人体，有抗炎、抑制肿瘤细胞等多方面药理作用。如秋水仙碱通过干扰溶酶体脱颗粒降低中性粒细胞的活性、黏附性及趋化性，并可抑制粒细胞向炎症区域迁移，以此发挥其抗炎作用。此外，秋水仙素可以干扰细胞间黏附分子及选择蛋白的表达，继而阻碍T淋巴细胞活化和对内皮细胞的黏附，从而抑制炎症反应。谭秀华[13]等在2007年研究了秋水仙碱对小鼠骨髓细胞有丝分裂的影响，近期的研究还发现秋水仙碱能显著抑制胶质瘤细胞在体外的生长，还有诱导凋亡作用，但体内的效果尚待临床研究。

2.3 研究所用染色方法

目前，对昆虫血细胞形态及分类的研究较为广泛，但仍没有一个统一的染色方法，虽然Jone在前人研究的基础上进行了归类，但也是基于Giemsa和Wright两种染色方法。到目前为止对昆虫血细胞研究仍然在使用的方法有吉姆萨、赖特、中性红、苏木精、甲苯胺蓝等，最广泛使用的昆虫血细胞形态分类是吉姆萨染色和赖特染色。本文采用赖特-吉姆萨混合染色法对中华稻蝗血细胞进行染色。

2.4 研究样品处理方法

本次研究用蝗虫血细胞为材料来研究蝗虫的细胞分裂相，取中华稻蝗雌性、雄性各20只，在其腹节注入1%的PHA 15µL，12小时后加入0.2%秋水仙素2µL，再12小时后制作血液涂片，用赖特-吉姆萨混合染色15分钟，冲洗后观察。另取中华稻蝗雌性、雄性各20只，同法将PHA注入蝗虫体内，36小时后以秋水仙素处理，再12小时后制作血液涂片，用赖特-吉姆萨混合染色后观察。

以此类推分别于1天、2天、3天、4天后观察染色处理过的中华稻蝗血细胞涂片，从而得出中华稻蝗细胞分裂相照片。

对照组取同数量虫体，注射等量无菌水代替PHA，其余操作一致。

使用PHA的效价为10 μg/mL，秋水仙素纯度为95%。

3 结果与讨论

3.1 结果

不同分裂时期中华稻蝗细胞分裂相照片如图1、图2、图3所示。通过对血涂片的观察，发现加入PHA以后，可刺激蝗虫血细胞分裂，血量明显增加，在加入PHA 1天后就有5%的血细胞开始分裂，许多血细胞的染色体开始凝集；而在加入PHA 2天后仍有5%的分裂细胞；3天以后明显减少。PHA处理可得到全部的细胞分裂各期的分裂相，且所得结果清晰、容易分辨。

图1 分裂前期

图2 分裂中期

图3 分裂末期

3.2 讨论

本研究用蝗虫血细胞为材料来研究蝗虫的细胞分裂相，蝗虫的血细胞虽然不是周期细胞，但可以通过PHA刺激血细胞分裂从而得到周期细胞，进而可以观察到蝗虫血细胞的分裂过程。本实验用PHA处理蝗虫细胞尚属首次，此法摆脱了采集被试材料性别、部位的限制，比前人所用方法简单实用、结果稳定性佳。从观察结果来看，蝗虫注入PHA在4天后只有1%的分裂细胞，说明在处理之后的一段时间细胞分裂已基本恢复，因此在实验时不需要杀死蝗虫，可以达到反复使用、可持续发展。