柑桔大实蝇产卵器的结构及形态观察

李宗锴，董永成，朱景全，赵 景，牛长缨*

(1.华中农业大学植物科学技术学院，武汉 430070;2.全国农业技术推广服务中心，北京 100125)

柑桔大实蝇Bactrocera minax (Enderlein)隶属于双翅目、实蝇科、果实蝇属，是柑桔上的重要害虫之一(汪兴鉴和罗禄怡，1995)。其雌成虫通过末端尖锐且坚硬的产卵器产卵于柑桔果实内，卵孵化后以幼虫蛀食果实为害，蛀食后果实黄化、脱落、腐烂，严重影响柑桔的产量和品质(杨永政等，2008)。在我国该害虫的常发地区，一般减产率达到20%-30%，严重的可达到60%-70%(刘元明，2002)。

产卵器是雌性昆虫的外生殖器，实蝇类的产卵器是伪产卵器，并非由附肢特化而成，而是腹部末端的几个体节逐渐变细并套接在一起，形成可以伸缩的产卵结构(吴佳教等，2005)。柑桔大实蝇在柑桔果实上产卵是其危害的重要标志，掌握其雌成虫产卵器结构，对其产卵行为研究、开发害虫防治新方法和人工饲养技术等具有重要指导意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

柑桔大实蝇采自湖北省宜昌市夷陵区(30°48' N，110°20' E)柑桔园内。2012年5月，自柑桔大实蝇危害严重的柑桔园内挖土取蛹，将蛹带回实验室内，置于细沙沙盘中待其羽化。成虫饲养条件:温度25 ± 1℃，相对湿度50%-60%，光周期L ∶D=14 h∶10 h。

1.2 试验方法

1.2.1 产卵器解剖、拍照与各部分长度测量

取10 头活的柑桔大实蝇雌成虫，快速冷冻杀死后置于生理盐水中保存，在尼康体式显微镜(Nikon SMZ-10，日本)下进行解剖观察。将雌虫腹部剪下固定在蜡盘中，加生理盐水至浸没虫体，观察产卵器整体结构，测量产卵器未伸长时长度及产卵器基部长度。用镊子小心将产卵器尖端长针拉出产卵器基部，观察产卵器伸长过程中的变化，产卵器完全伸长时测量全长，分别观察各部分结构。解剖各步骤使用体式显微镜配套的CCD 图像传感器(Nikon DS-Fi 1，日本)拍照，测量长度和照片处理使用NIS-Elenments D(Nikon，日本)软件。

1.2.2 野外行为观察

于2012年6-8月，在不惊扰柑桔大实蝇活动的前提下，跟踪柑桔大实蝇雌成虫，对其产卵行为进行全程观察，观察地点同上述蛹采集地点。在其降落于果实(产卵器为正常状态)、产卵前产卵器伸长(产卵前准备状态)、产卵(产卵状态)三个时期进行拍照(SONY XR550E 型高清数码摄像机，日本)，调整拍摄位置多次拍照以便于观察总结。

2 结果与分析

2.1 雌成虫产卵器结构

在体式显微镜下观察柑桔大实蝇雌成虫的产卵器由三个部分组成，包括产卵器基节(图1a)、翻转膜(图1b)、产卵管(图1c)。柑桔大实蝇产卵器正常状态(图1)下，产卵管回缩入产卵器基节仅露出尖端。

图1 柑桔大实蝇雌成虫产卵器展开和自然收缩状态Fig.1 The normal phase and extended phase of ovipositor of Bactrocera minax contains

柑桔大实蝇产卵器基节(图1a)呈橙褐色，表面密被细毛，背腹扁平，背面观端部渐尖，大致为漏斗状，端部细长。中部翻转膜部分(图1b)呈略透明的浅褐色，为膜质中空通道。翻转膜中部颜色较深处有鳞片状纹(图2A)。自然状态下翻转膜在鳞片状纹处内折入基节内，仅露产卵管针突部分，产卵器伸长时翻转膜内叠部分恢复伸展，使产卵管完全露出。产卵管与翻转膜连接处(图2B)可见产卵管有内外两膜接口。产卵管(图2C)，为扦样器状的长针，尖端呈针状，平滑无锯齿，其他部分为槽，槽分内外壁，内壁为原第九腹节腹板内陷演化而成，中部形成开口为生殖口，在交配时雄虫阳茎通过生殖口进入生殖腔内。产卵时，卵也可通过槽的引导从中央的生殖口处排入果实内。

2.2 雌成虫产卵器各部分长度

柑桔大实蝇产卵器自然状态下与腹部等长，产卵管回收进产卵器基节内，仅露出针突部分。自然状态下，测量产卵器基节的长度，经统计得出产卵器基节平均长度(±SE)为4.63 ±0.38 mm。小心将产卵管拉长，测量产卵器伸长各部分长度，经统计数据得出:翻转膜平均长度 (± SE)为5.24 ±0.28 mm，产卵管长度(±SE)为4.39 ±0.32 mm，产卵器拉伸全长(± SE)为14.24 ±0.27 mm。

图2 柑桔大实蝇雌成虫产卵器伸展部分Fig.2 The structural view of extended part of ovipositor in Bactrocera minax female

2.3 雌成虫产卵器野外观察

结合野外观察对柑桔大实蝇产卵器各状态特点进行描述，柑桔大实蝇雌虫产卵器有3 种状态:正常状态(图3A);产卵前准备状态(图3B);产卵状态(图3C)。

除产卵活动外，产卵器通常为正常状态，这时产卵管仅留尖端针突部分，在紧张或有威胁时，产卵管可完全回收入产卵器基节内。产卵前，产卵器反复伸缩，然后完全伸长，并弯曲或以产卵器基节为中心旋转，此时为产卵前准备状态，在该状态，产卵器弯曲甚至可超过180°，呈γ 形(图3B)。准备阶段完毕后开始产卵活动，雌虫通过腹部上下移动与产卵管反复伸缩相结合的方式敲击果实表面以刺穿果皮，此时产卵管约一半外露，并不时反复伸缩。产卵状态时，产卵器基节留在果实外，翻转膜伸展产生压力使产卵管垂直刺入果实，刺入后，翻转膜不断伸长使产卵管穿透果皮，待产卵管完全进入果实后可见产卵器基节前端变为透明，产卵时可观察到白色卵粒通过(图3 C)。

图3 柑桔大实蝇雌成虫自然条件下产卵器各状态Fig.3 Several views of ovipositor of Bactrocera minax in field condition

3 结论与讨论

柑桔大实蝇雌成虫的产卵器为伪产卵器，并非由附肢演变而成，而是腹部末端的第七、八、九腹节逐渐变细特化而形成产卵器基节(图1a)、翻转膜(图1b)、产卵管 (图1c) (汪兴鉴，1996a，1996b;吴佳教等，2009)。在昆虫与其寄主的协同进化中，形成了其独特的产卵器结构和产卵行为。柑桔大实蝇产卵器属于典型的伪产卵器，其结构分为三节，末端特化为尖锐且坚硬的产卵管，结构与其他实蝇科昆虫类似。该结构适于刺穿果实或蔬菜表皮将卵产于寄主内部(Christenson and Foote，1982)。其它蝇类，如家蝇、寄蝇、食蚜蝇等，虽同为伪产卵器但不具备坚硬的产卵管，卵仅产于寄主表面(何继龙和李智华，1992;王争艳和莫建初，2010)。膜翅目昆虫的产卵器由腹瓣、内瓣、背瓣组成。白蛾周氏啮小蜂Chouioia cunea Yang 是美国白蛾的一种寄生蜂，产卵器结构包括:背瓣形成产卵器鞘，内瓣、腹瓣构成的长针状产卵构造。其尖锐的产卵器利于刺入美国白蛾幼虫体内并产卵 (徐晓蕊等，2012)。柑桔大实蝇雌成虫将卵产于柑桔果皮下以保证子代孵出后能取食果肉，与该产卵方式相适应，其产卵器与上述寄生蜂末端相似，尖锐而且坚硬，从而利于刺破柑桔幼果果皮。

种间生殖隔离产生新物种，因此昆虫生殖器形态常常作为种一级分类鉴定的标准 (黄振，2010)。实蝇雌成虫产卵器结构也常常作为种间分类依据，产卵器长度、产卵管针突形状是较常用的特征。柑桔大实蝇B.minax 与蜜柑大实蝇B.tsuneonis 两个种形态极相似，明月对近200 头标本进行观察，发现翅上前鬃和肩板鬃的数目在两个种内的不同个体之间有很大的变异，翅上前鬃和肩板鬃性状作为鉴定标准不够稳定，而利用产卵器差异来鉴别这更可靠，在蜜柑大实蝇产卵管针突呈三叶状，柑桔大实蝇针突不呈三叶状而呈针状(明月，1985)。同时，两者间在产卵器总长及各节长度上也存在差异。本文研究表明，作为柑桔大实蝇的鉴定特征，其产卵器与腹部等长，产卵器自然长度为4.63 ±0.38 mm，产卵器拉伸全长为14.24 ±0.27 mm，产卵管针突为针状，表面光滑无锯齿。

野外观察中，产卵器可完全伸长，甚至可弯曲超过180°。目前，该现象还未见文献报道，其弯曲原因笔者认为:在产卵器翻转膜内壁分布有肌肉组织，通过两侧肌肉牵拉，相对应收缩—伸展使得产卵器可弯曲。产卵管要刺穿果皮需要极大的压力，压力则依靠翻转膜的伸展来获得，那么翻转膜内就存在有发达的肌肉组织。因此，柑桔大实蝇在野外极度弯曲产卵管的目的主要是锻炼产卵管的韧性和力度。这些推测尚需通过进一步解剖来验证。

近年来，昆虫感受器研究有很多突破性进展，张国娜对柑桔大实蝇等6 种果实蝇属昆虫的产卵器感受器进行了电镜扫描电镜观察 (张国娜，2012)，发现柑桔大实蝇产卵器上有:毛形感受器4、毛形感受器5、钟形感受器三种，感受器总数显著多于其它实蝇。不同感受器的功能不同、对柑桔大实蝇产卵选择的决定作用也不同，进一步研究柑桔大实蝇产卵器感受器的功能对深入了解其产卵行为具有重要意义。

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