邢 丹 赵明惠 张恒端 王 刚 刘美德 汪中明 董言德 赵彤言
(军事医学科学院微生物流行病研究所,病原微生物生物安全国家重点实验室,北京 100071)
尖音库蚊复合组CulexpipiensComplex 是库蚊属GenusCulex、库蚊亚属SubgenusCulex的重要类群之一。在我国,该复合组包括尖音库蚊Cx.pipienspipiensLinnaeus,1758、致倦库蚊Cx.pipiensquinquefasciatusSay,1823、淡色库蚊Cx.pipienspallensCoquillett,1898和骚扰库蚊Cx.pipipensmolestusForskal,1775(Knightetal.,1977; Knight,1978; Ronald,1984)。该复合组中的4亚种在我国均有分布,其中尖音库蚊指名亚种仅分布于新疆,淡色库蚊分布于我国的北方地区,致倦库蚊分布于我国的南方地区及南方岛屿(如台湾岛和海南岛),骚扰库蚊在北京、沈阳、上海有发现(赵彤言,1993;海秀平等,2007;姬淑红等,2010)。并且尖音库蚊与淡色库蚊、致倦库蚊与淡色库蚊(N32°~N34°)之间有重叠分布区。
尖音库蚊复合组种类不仅分布广,而且是全球重要的疾病传播媒介,具有重要的医学地位,其中淡色库蚊和致倦库蚊是我国班氏丝虫病的主要传播媒介。在国外该复合组还与多种虫媒病毒的传播有关,在北美,尖音库蚊不仅是圣路易脑炎(St Louis encephalitis)病毒的重要媒介,还是宠物与人共患的犬恶丝虫Dirofilariaimmitis的重要媒介(Severini,1996)。该复合组还是我国广大城乡的优势蚊虫。
国内外学者对本复合组分类地位、形态鉴别和地理区划做了不少研究,复合组各亚种的形态颇为相似,从外形上很难鉴别,其雄蚊阳茎侧板中叶的形态特征是分类的重要依据。DV/D是指阳茎侧板一侧内叶和中叶的间距与阳茎两中叶末端间距的比值,也是本复合组成员的重要鉴别特征,通常规定DV/D值0.2以下为尖音库蚊,大于0.5为致倦库蚊,介于0.2~0.5之间为淡色库蚊(Jakobetal.,1984;赵彤言等,1991)。
本文通过对我国不同纬度尖音库蚊复合组成员雄蚊尾器的形态观察及DV/D的测量和计算分析,较以前研究而言标本涵盖的范围更加广泛,并且将雄蚊阳茎形态与DV/D数值分析共同进行探讨,为进一步研究该复合组的种下分类及其亲缘关系提供依据。
本研究选用2009~2011年每年7~8月间采自我国15个省(市)22个不同地理位置(表1)的尖音库蚊复合组蚊虫,采集方法主要运用二氧化碳灯诱进行成蚊采集和勺舀进行幼虫采集,选取该复合组灯诱采集到和幼虫孵化后的雄蚊进行雄蚊阳茎标本制作,每个地点选取25~30个雄蚊进行标本制作,共811张玻片,采用其中660片作为本研究观察和测量数据。
表1 本研究尖音库蚊复合组标本的信息Tab.1 Specimens information of Culex pipiens complex in the study
1.2.1标本制作和测量:按常规方法制作雄蚊尾器玻片标本(赵彤言等,1994),在光学显微镜下观察和测量D值、V值,并计算DV/D值。
1.2.2数值分析(采用SPSS软件进行数据分析): 将采集地的纬度作为自变量X1,经度作为自变量X2,DV/D值作为因变量Y,分别进行Y与X1,Y与X2的直线相关与回归分析,用来描述纬度和经度的变化对DV/D值的关系。
通过光学显微镜观察尖音库蚊复合组雄蚊尾器标本,其阳茎形态大致可分为以下几类:
2.1.1内叶端角外伸部分细短而呈钩状,中叶末端平齐,这种类型如图版Ⅰ内蒙古满洲里株(NM)和新疆霍城株(XJ)。
2.1.2内叶端角外伸部分长宽而呈叶状,中叶末端圆钝或平齐,这类型如图北京石景山株(BG)、吉林长春株(JC)、辽宁大连株(LD)、山西临猗株(SL)、河南郑州株(HZ)、河南三门峡株(HS)、西安临潼株(LT)、河南长葛株(CG)、陕西西安株(XA)、江苏南京株(NJ)、河南南阳株(NY)和上海株(SH)。
2.1.3内叶端角外伸部分呈宽叶状,中叶末端削尖,这类型如图版Ⅰ江西南昌株(NC)、福建福州株(FF)和贵州荔波株(GL)。
2.1.4阳茎内叶既不呈短钩状,也不呈长叶状,而是介于两者之间的刀叶状,中叶末端平齐,这类型如图版Ⅰ黑龙江黑瞎子岛株(DB)、甘肃嘉峪关株(GJ)、甘肃张掖株(GZ)、甘肃民勤株(GM)和甘肃武威株(GW)。
2.2.1尖音库蚊复合组雄蚊阳茎DV/D比值(表2)
通过对660片标本进行测量得出的DV/D值可以看出黑龙江黑瞎子岛有26片标本DV/D值在0.2以下,占所做标本的86.21%;吉林长春市有14个标本DV/D值在0.2以下,占所做标本的56.25%;辽宁大连市有8个标本DV/D值在0.2以下,占所做标本的25.81%;甘肃民勤县有28个标本DV/D值在0.2以下,占所做标本的84.85%;甘肃武威市有25个标本DV/D值在0.2以下,占所做标本的73.53%;山西临猗有4个标本DV/D值在0.2以下,占所做标本的14.29%;由结果可以看出在这些地方是尖音库蚊和淡色库蚊的杂交地带,它们的纬度较为接近,尤其是甘肃地区采集到的蚊虫标本,其地理位置与新疆毗邻,符合文献报道中的尖音库蚊复合组蚊虫与地理纬度之间存在相关关系。经综合分析得出甘肃嘉峪关市、张掖市、武威市、民勤县,黑龙江黑瞎子岛的尖音库蚊复合组蚊虫倾向是尖音库蚊指名亚种。。而采集于满洲里某医院地下暖气管道内的积水处尖音库蚊复合组的自育性蚊虫,经雄蚊阳茎形态和DV/D值的结果鉴定为骚扰库蚊。
表2 尖音库蚊复合组雄蚊阳茎DV/D比值Tab.2 The ratio of DV/D of male genitalia of Culex pipiens Complex
2.2.2DV/D值与纬度和经度的单元直线相关与回归分析
相关分析表明DV/D值与纬度之间呈强负线性相关(Pearson相关系数为-0.0836,P=0.00);线性回归分析表明纬度与DV/D值之间直线相关(回归的均方=0.948,剩余的均方=0.410,F=46.248,P=0.00);直线回归方程为y=1.555~0.0336x1(常数项=1.555,回归系数=-0.0336,回归系数的标准误=0.005,标准化回归系数=-0.836);回归系数t检验t=-6.801,P=0.00与方差分析一致,可认为回归系数有统计学意义。
DV/D值与经度之间无线性相关关系(Pearson相关系数为0.238,P=0.287);线性回归分析表明经与DV/D值之间不存在直线相关(回归的均方=0.077,剩余的均方=1.281,F=1.197,P=0.287);直线回归方程无统计学意义。
尖音库蚊形态学鉴定方法中主要包括两方面即雄蚊阳茎形态观察和DV/D值的测定,这两方面在尖音库蚊复合组的分类中都具有重要的意义。DV/D值可将分类特征量化,便于研究形态的变化,在一般情况下DV/D值的划分标准较为可靠,但在交叉区的标本以及其他地区的个别标本仅用DV/D值进行判断则容易产生混乱,而应用阳茎形态类型特征则较为可靠。由于雄蚊阳茎形态本身也是随地理位置的不同而变化的,较难用几种类型概括,缺乏定量化的描述。因此将两者结合起来作综合分析。
本研究通过对我国22个地理采集点大量标本的雄蚊阳茎形态与DV/D值综合分析。从形态上可以看出新疆霍城株为尖音库蚊指名亚种特征,而就黑龙江黑瞎子岛株、甘肃嘉峪关株、甘肃张掖株、甘肃民勤株和甘肃武威株来讲,他们的雄蚊阳茎的形态与尖音库蚊指名亚种和淡色库蚊均有差别的,其阳茎内叶呈刀叶状,表现出从尖音库蚊到淡色库蚊的过渡特征,结合雄蚊阳茎DV/D值的数值分析,认为其偏向于尖音库蚊指名亚种。
骚扰库蚊与其余尖音库蚊复合组成员间在形态上幼虫和成蚊均较难区分,只能通过雄蚊尾器和雌蚊自育性进行区分。
本研究在内蒙古满洲里市某医院地下暖气管道井积水处发现尖音库蚊复合组蚊虫,完全符合骚扰库蚊的各项条件,说明在内蒙古满洲里发现骚扰库蚊(邢丹等,2013)。
陈汉彬等(1983)发现尖音库蚊复合组蚊虫的DV/D值随着地理纬度的不同而变化,但并未对其作定量的描述。国外学者仅对本复合组蚊虫DV/D值与纬度进行单因素直线回归分析(Ishii,1985)。赵彤言等(1994)首次对我国23个地区尖音库蚊复合组蚊虫阳茎DV/D值与地理分布的纬度和经度的关系进行了单元和多元相关与回归分析,并且建立了分类特征值与纬度及经度的回归方程,根据DV/D=0.5为区分淡色库蚊与致倦库蚊的一般标准,从单元回归方程中得出北纬30°左右为我国淡色库蚊和致倦库蚊地理分布的理论分界线。
邢丹等:我国不同地理株尖音库蚊复合组雄蚊尾器的分类学研究 图版 Ⅰ
XING Danetal., Taxonomic studies on the male genitalia of different geographic strains ofCulexpipienscomplex in China Plate Ⅰ
图版Ⅰ 显微镜下尖音库蚊复合组雄蚊尾器Plate Ⅰ Male genitalia of Culex pipiens Complex under microscope图中缩写请参考表1.For abbreviations, please refer to Tab.1.
本研究运用同样的方法对尖音库蚊复合组雄蚊阳茎DV/D值进行统计学分析,以DV/D=0.5为尖音库蚊的数值标准,运用本研究中DV/D值与纬度之间的回归方程y=1.555~0.0336x1推算出北纬31 ℃左右是致倦库蚊和淡色库蚊分界线的理论值,与文献报道类似,进一步对淡色库蚊和致倦库蚊的地理分布特征进行了验证,证明了尖音库蚊复合组雄蚊阳茎DV/D值随着地理纬度不同而变化。