韦红显　耿涛　武华周　娄德钊　吴春标　谢云会　卢芙萍　王树昌

关键词：桑小头木虱；内生殖系统；形态特征；变化趋势

中图分类号：S888.723 文献标识码：A

桑小头木虱（Paurocephala sauteri Enderlein）是近年来新入侵我国大陆地区的重要桑树害虫[1]，主要分布于我国包括台湾南投地区在内的热带亚热带地区[2-5]，国外主要记录于菲律宾、印度、印度尼西亚、马来西亚和泰国[2， 6-8]。该虫主要以若虫聚集在嫩叶和顶芽背面叶脉处吸食为害，雌雄成虫则可于叶片正反两面取食和交配繁殖，若虫和雌虫可分泌蜡质，雄虫可分泌蜜露，种群密度高时，大量的蜡质和蜜露排泄会掉落堆积覆盖在下方叶片并诱发煤烟病，降低桑叶的光合作用，严重影响桑叶的产量和质量。海南适宜的温度和高湿的气候环境非常适宜桑小头木虱的生长发育与繁殖，发生一代的时间仅约18 d，年发生代数超过20 代，且可随着桑树的发育终年繁殖[1]。近年来该虫已成为我国热带亚热带地区，尤其是海南省桑园发生为害最严重的害虫，海南省琼中黎族苗族自治县、临高县、万宁市、儋州市等重要桑树种植区桑园受害率高达100%，产量损失高达40%以上[1]，严重影响当前桑资源的多元化利用，给桑蚕产业带来极大挑战。

目前桑园桑小头木虱大发生时，主要以化学药剂防治若虫和色板诱杀成虫为主[1]，海南桑蚕产业主要以养蚕为主，3—11 月为主要养蚕期，且桑园交替伐条不间断养蚕，尤其因家蚕对药剂非常敏感，使桑小头木虱的药剂防治很不彻底，交替伐条养蚕和交替防治使桑小头木虱可在防治与不防治桑园之间来回迁移为害，且在下一个防治周期时已经在新迁移桑园繁殖2 代以上，也是其种群数量长期居高不下的重要原因，虽然也有六斑月瓢虫和小十三星瓢虫等天敌自然捕食，但在桑树种植区的自然控制作用非常有限。桑小头木虱已成为热区桑蚕生产上最难防治的害虫。

明确昆虫的生殖系统结构及其变化，对有效判断并确定防治适期[9-10]、高效色板筛选以诱集更多产卵前期和交配前期的雌雄成虫[9～11]，诱导雌雄成虫滞育[12-14]、性信息素研究和利用[15]、生殖相关基因的筛选和新型基因靶向药剂的研发应用[16-17]，以及通过延迟交配降低生殖力从而降低种群数量[18]，有效制定防控措施具有现实意义。因此，本研究对桑小头木虱不同发育时期雌雄成虫内生殖系统进行解剖和显微观察，初步明确其雌雄成虫内生殖系统结构以及交配前后生殖系统的形态变化趋势，为准确监测和高效防治桑小头木虱，提高桑叶产量和质量奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试昆虫 桑小头木虱若虫及成虫均采自海南省琼中黎族苗族自治县海南中丝蚕桑有限公司基地（109°85′60.06″E， 19°04′08.77″N）的桑树上，在室内（27±1）℃，相对湿度70%±5%，L∶D=12∶12，以桑苗笼罩饲养。

1.1.2 供试寄主植物 饲养供试昆虫所用桑苗为本实验室自行扦插的45 日龄以上的盆装桑苗，桑苗品种为抗青283抗青10。

1.1.3 仪器 SZ650 连续变倍体视显微镜：重庆奥特光学仪器有限责任公司；数码生物显微镜AT3116：深圳市爱科学教育科学有限公司。

1.2 方法

1.2.1 桑小头木虱雌雄成虫内生殖系统解剖与观察 取不同发育时期的桑小头木虱雌雄成虫，置于–20 ℃冰箱，20 min 后取出，在SZ650 连续变倍体视显微镜下确认雌雄个体。载玻片中央滴一滴清水，将成虫腹面朝上置于中间，用一根零号针水平压在腹部与胸部连接处，另一根零号针将脂肪体和内生殖系统轻轻拨出，去除多余脂肪和组织，置于数码生物显微镜AT3116 下观察拍照，底光源照片为黑白相，侧光源照片为实际颜色，生殖系统无需染色处理。

1.2.2 桑小头木虱成虫内生殖系统结构变化观察参照卢芙萍等[1]的方法。收集5 龄若虫，于培养皿内离体叶片饲养，饲养至羽化后雌雄配对，分别取交配前期（羽化后36 h）、交配期（交配约9 h）和交配后（产卵期）的雌、雄成虫各30 头进行解剖。

观察记录并测量每个时期雄虫精巢及贮精囊，雌虫受精囊和卵粒的大小及形态变化，以观察和统计桑小头木虱雌雄成虫内生殖系统在不同时期的主要變化趋势。

1.3 数据处理

采用IBM SPSS Statistics 25 软件分别比较分析不同发育时期桑小头木虱雌雄成虫生殖系统主要结构的大小差异。采用邓肯氏新复极差检验法进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 桑小头木虱成虫内生殖系统结构的解剖特征

2.1.1 雌成虫 桑小头木虱雌成虫内生殖系统的解剖结构见图1，其中各部分结构命名参考1967年BLOWERS 等[19]的非洲柑橘木虱的雌虫内生殖系统。由图1 可见，雌虫内生殖系统由1 对卵巢、4 根侧输卵管、1 根中输卵管、1 个受精囊、1 个黏腺、1 个交尾囊和1 个附腺组成。卵巢上的卵粒通过卵巢小管附着在侧输卵管上，4 根侧输卵管末端分别位于中输卵管的不同位置，中输卵管末端与受精囊连接，交尾腺位于受精囊和中输卵管连接的位置，附腺位于受精囊另一侧，黏腺与受精囊在同一侧，通过黏管连接在内生殖系统的基部。

2.1.2 雄成虫 桑小头木虱雄成虫内生殖系统的解剖结构见图2，其中各结构参考肖培彬等[9]的亚洲柑橘木虱雄虫内生殖系统。由图2 可见，雄成虫内生殖系统由1 对精巢、1 对输精管、1 对附腺、1 个贮精囊、1 个精泵和1 个射精管组成。贮精囊位于整个内生殖系统的中间，2 个附腺和2 个精巢分别位于贮精囊左右，形成对称体。精巢呈纺锤形，中间大，两端小，通过输精管与贮精囊连接，贮精囊球形，中间有1 凹痕，贮精囊底部与射精管连接至外生殖器，精泵处在射精管中部，1对附腺始终为半透明状。

2.2 桑小头木虱成虫内生殖系统构造的形态变化趋势

2.2.1 雌成虫 交配前期受精囊不饱满，半透明状，白色，交配期和交配后期受精囊内有明显白色精包。

与交配前期相比，受精囊的长度和宽度均逐渐增加， 受精囊长度由交配前期的（897.57±48.23）μm，增加至交配期的（1463.54±30.72）μm 和交配后期的（1662.11±55.36）μm，分别为交配前期的1.63 倍和1.85 倍；宽度由交配前期的（505.58±23.42）μm，增加至交配期的（878.13±25.30）μm 和交配后期的（932.29±56.33）μm，分别为交配前期的1.74 倍和1.84 倍，前、中和后期均存在显著差异（表1，图3）。

与交配前期相比，交配期和交配后期卵粒显著变长、变宽（表1，图3），长度和宽度均快速增加至交配前期的近2 倍。交配前期诸多卵粒通过卵巢小管连接侧输卵管上，前期卵粒为白色；交配期卵粒内部可见数个体积较大的囊泡，卵粒底部为淡黄色；交配后期卵粒内部较大囊泡消失，卵粒底部变为明显的黄色。

2.2.2 雄成虫 雄成虫精巢在不同时期变化较大，尤其是长度，在交配前期为（1200.89±21.02）μm，至交配期达最大，为（1342.19±37.16）μm，而在交配后期逐渐变短，为（1009.94±64.15）μm，前、中、后期存在显著差异，宽度则在交配期达最大，为（546.88±28.53）μm，显著宽于交配前期的（497.40±13.04）μm 和交配后期的（487.98±24.00）μm（表2）。交配前期精巢和输精管为白色，交配期和交配后期精巢和输精管颜色变黄（图4）。

贮精囊的大小在不同时期变化较大，与交配前期相比，交配期的长度约为交配前期的2.35 倍，宽度约为1.93 倍，交配后期虽然稍有变小，但其长度仍约为交配前期的2.21 倍，宽度约为1.89倍，显著大于交配前期（表2）。且其颜色也发生较大变化，由交配前期的白色，变为交配期和交配后期的黄色（图4）。

附腺在交配期和交配后期明显大于交配前期（图4）。

3 讨论

桑小头木虱雄性内生殖系统的形态特征与亚洲柑橘木虱极为相似，但雌成虫内生殖系统却与非洲柑橘木虱更加相似[9， 19]。桑小头木虱雄成虫的2 个精巢都是纺锤状，中间大，两边小，贮精囊为球形，与亚洲柑橘木虱非常相似[9]。而不同之处仅体现在颜色上，亚洲柑橘木虱的精巢、输精管和贮精囊的颜色交配前期为黄色，交配期和交配后期颜色加深变为橙色，而桑小头木虱的精巢、输精管和贮精囊在交配前期为白色，交配期和交配后期为黄色。然而，在雌性内生殖系统组成和形态上，桑小头木虱却与非洲柑橘木虱更为相似，除桑小头木虱有2 对侧输卵管，而非洲柑橘木虱为1 对外，卵巢、卵巢小管、中输卵管、受精囊、黏腺、附腺和交尾囊的数量相同，形态均相似，尤其在桑小头木虱早期的受精囊膜上出现的多个白色的点。而亚洲柑橘木虱和桑小头木虱雌性内生殖系统之间却存在较多差异：（1）亚洲柑橘木虱为1 对侧输卵管，而桑小头木虱的侧输卵管为2 对；（2）亚洲柑橘木虱有2 个附腺，而桑小头木虱有1 个附腺；（3）亚洲柑橘木虱的卵在交配前期为白色，在交配期和交配后期为橙黄色卵粒；而桑小头木虱在交配前期卵为白色半透明状，交配期和交配后期仅卵粒底部为黄色，卵粒其余部分仍为白色。

桑小头木虱雌成虫交配期卵粒中可观察到大囊泡，囊泡体积最大时约占卵粒体积的二分之一，交配之后随着卵粒成熟，逐渐变小。研究表明，桃小食心虫、棉铃虫、红颈常室茧蜂等的卵子发育早期出现滋养细胞，给卵母细胞提供营养，且会随着卵巢发育逐渐减小直至消失[11-13]。桑小头木虱雌虫卵粒中囊泡的变化趋势与上述昆虫的滋养细胞变化趋势以及出现时期极其相似，所以推测桑小头木虱雌虫卵粒中的囊泡也起着与滋养细胞相同的作用。在桑小头木虱雄成虫交配期和交配后期，内生殖系统精巢、输精管和贮精囊外被黄色被膜，与蝽科的缘蝽科褐伊缘蝽以及夜蛾科斜纹夜蛾的精巢以及输精管的变化趋势相似[20-22]；目前关于昆虫精巢外被颜色变化的研究较少，尚无文献报道其具体作用，在交配期和交配后期的含量和覆盖面不同，具体含量和成分有待进一步研究探索。但在交配期这层黄色物质最多，覆盖面也最大，交配后期发生脱落，推测这层物质可能与精子发生和成熟有关，可能起到能量提供和保护层作用。

桑小头木虱羽化初期雌雄成虫体色为黄绿色，2～3 d 后逐渐变深，背部条纹也逐渐明显[1]，但交配期和交配后期很难只靠成虫体色的变化来区分。在田间随机采集桑小头木虱成虫样本时，根据体色和内生殖系统解剖结果，统计解剖的成虫所处的不同交配时期，进而推测田间种群大概率所处的交配时期，可为后续监测与防控适期的确定提供参考。

桑小头木虱是我国大陆地区首次发现的外来入侵桑树害虫[1]，实验室前期已对其生物学特征进行初步探索，从繁殖探索更有效和精准防治桑小头木虱的方法。卢芙萍等[23]研究发现，桑小头木虱对595 nm 波长色卡的趋性最强，且在悬挂位置平齐或高于桑树顶端20 cm 悬挂时诱集效果最优，雄成虫诱集效果优于雌成虫。为最大限度提高桑小头木虱不同发育时期雌虫，尤其是未产卵雌成虫的诱集率，可结合桑小头木虱内生殖系统的变化规律，探索雄虫交配期和雌虫产卵期之前最具吸引力的颜色、虚拟波长及悬挂位置，以期通过色板诱集，在少量或不使用化學药剂的情况下，最大限度地将桑小头木虱种群控制在经济阈值之下，减少桑小头木虱对桑叶的为害，进而提高桑叶产量和质量。

生殖决定着昆虫繁衍后代的能力，为降低害虫的繁殖力，进而有效降低害虫种群数量，干扰繁殖相关基因，研制RNAi 药物，精准降低繁殖力，是近年来害虫防治研究的重要思路和方向，而在繁殖相关基因干扰研究过程中，生殖系统的变化规律是最直观反映雌雄成虫生殖力的重要手段[15-18]。本研究也是目前正在开展的桑小头木虱繁殖相关基因（FAR）RNA 干扰研究的重要组成部分，将为桑小头木虱基于FAR 基因干扰药剂的研制奠定基础。