柚木野螟雌性腺及卵巢形态结构的显微观察

蓝来娇，张媛媛，马 涛，张 娜，王胜坤，孙朝辉，陈晓阳，温秀军*

(1. 华南农业大学 林学与风景园林学院，广东 广州 510642；2. 中国林业科学研究院热带林业研究所，广东 广州 510520)

【研究意义】柚木(Tectonagrandis)俗称胭脂木，是马鞭草科落叶或半落叶大乔木。由于柚木木材耐水、耐火、不易变形[1]，所以经常被用来制作高级家具，也是雕刻、海港、桥梁和贴面板等的优良用材[2-3]，是世界公认的名贵树种[4]，有“万木之王”的美誉，是我国热带地区的主要造林和经济树种，广泛引种栽培于我国广东、广西、云南、福建、台湾等地[5]。柚木野螟(EutectonamachaeralisWalker)属鳞翅目(Lepidoptera)草螟科(Crambidae)，是危害珍贵树种柚木的一种主要食叶害虫，一片叶上通常可多条幼虫同时为害，发生量大、世代多、危害期长；由于其所处环境较为炎热，世代周期短且有世代重叠的现象[6-7]，因而可以看到不同代虫重复为害同一叶片，严重时甚至可以将柚木的整片叶肉吃光而仅剩脉络，林相呈火烧状，所以柚木野螟已成为制约柚木生产的重要害虫[8]；在国内主要分布在广东省、广西壮族自治区、海南省以及云南省内，国外主要危害地区为印度、斯里兰卡、巴基斯坦、泰国、马来西亚等[9-11]。【前人研究进展】目前，国内关于柚木野螟的研究主要集中在其防治方法上，而国外的研究侧重点在化学农药和生物农药对柚木野螟幼虫的毒性评估方面[12-13]。在害虫防治方法的研究上，昆虫性信息素因其安全、高效、无污染等优点受到越来越多的关注，国内已有多种昆虫信息素广泛应用于害虫的预测预报及无公害防治[14-17]，并收到了显著的经济效益、生态效益及社会效益。而雌虫腺体是鳞翅目昆虫进行化学通讯的主要部位之一，因此明确柚木野螟雌性腺的位置及形态结构、了解其内生殖器官结构和发育，对于利用性信息素进行柚木野螟的防治就显得十分重要[18-19]，然而对柚木野螟成虫性雌性腺和卵巢结构进行研究的文章至今未见报道。【本研究切入点】本研究详细观察了柚木野螟雌蛾性腺及卵巢的形态特点，并对卵巢的发育进度进行了分级，【拟解决的关键问题】旨在为广东地区柚木野螟发生的预测预报和进一步利用性信息素防控柚木野螟危害提供科学理论基础。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

柚木野螟采自广东省惠州市龙源兴茂生态园。将有柚木野螟的叶片从野外采回，对其进行修剪处理后装入有盖的塑料箱内(60 cm×60 cm×70 cm)，置于实验室内饲养[温度：(26±1)℃，光暗周期L∶D=14∶10，光期06：30-20：30，相对湿度75 %～80 %]。待其羽化后，依日龄不同分装于透明的塑料培养皿(r= 5 cm；h= 2 cm)中，饲养期间饲喂10 %蜂蜜水。

1.2 试验方法

1.2.1 柚木野螟雌蛾性腺的形态观察 取羽化后3 d的雌蛾20头，于暗期雌蛾求偶高峰时间段轻轻挤压雌蛾腹部使其腹尖末端完全裸露，在第7节处用昆虫针固定在蜡盘上，先用生理盐水冲洗，然后进行显微拍摄。

1.2.2 柚木野螟雌蛾卵巢的发育 选取初羽化、羽化后1 d、羽化后2 d、羽化后3 d、羽化后4 d、羽化后5 d、羽化后6 d和羽化后7 d的雌蛾作为解剖对象，每个日龄约3头。将已麻醉的虫体置于体视显微镜下，使其腹部朝上固定在蜡盘上进行解剖。解剖雌蛾时，用剪刀将其腹部沿尾部末端到腹部顶端轻轻剪开，分析卵巢的构造及其发育过程中的变化。

2 结果与分析

2.1 雌蛾性腺的形态特征

柚木野螟雌成虫性腺为腹部第8～9节节间膜上一囊状结构(图1)，腺体自然状态下随第8腹节套缩于第7腹节内。在实体双目显微镜下，挤压雌蛾腹部第4节，可以看到在第8和9节间的腹部节间膜翻出这一囊状结构，且表面分布有很多突起。

2.2 雌蛾卵巢不同发育时期的形态结构

与其他鳞翅目昆虫一样，柚木野螟雌蛾内部生殖器的构造包括一对卵巢和与卵巢相连的一对侧输卵管、中输卵管、受精囊及其附腺囊等几部分。卵巢各由4条卵巢管组成，两组卵巢管分别与一侧输卵管相连，后者中部合并通入一条中输卵管中，中输卵管后端连有外生殖腔，其外方的开口为产卵孔。受精囊是一个受精主囊和一个受精副囊组成，两者于基部愈合，并由此发出受精管，与外生殖腔相通，其受精囊顶部着生受精囊腺体。附腺囊分成一个附腺主囊和一队附腺副囊两部分，在附腺副囊外侧上方各生有一条附腺。

g：生殖乳突；va：产卵瓣；gl：性信息素腺体g:Genital papilla; va:Valvula; gl:Sex pheromone gland图1 柚木野螟雌蛾性信息素腺体Fig.1 Female adult pheromone gland of E. machaeralis

依据卵巢的长短，卵粒的大小和多少可将柚木野螟雌蛾卵巢发育划分为5级：Ⅰ级(1～2日龄)：卵巢管细小，其长度为2.2～2.8 cm，卵巢管端部的生长区尚未形成卵室，呈透明状。脂肪体呈饱满的圆球形，乳白色，充满腹腔并包围两侧卵巢。卵巢管柄、侧输卵管及中输卵管均为细长、无色透明状，此时卵粒尚未完全形成(图2-A)。Ⅱ级(2～3日龄)：卵巢管增粗，每侧卵巢管通过隔膜、脂肪体及微气管螺旋缠绕在一起，较Ⅰ级卵巢贴的更为紧密(图2-B)。Ⅲ级(3～4日龄)：卵巢管变得粗长，最长达2.7～4.2 cm，每侧卵巢管生殖区基部分开，端部卵巢管愈合，在生殖区与生长区连接处再次缢缩。基部的卵室可见淡黄色膨大的未成熟卵(图2-C)。Ⅳ级(5～6日龄)：每侧4支卵巢管生殖区部分相互分离，仅端部缠绕在一起。生殖区中卵室有明显分界线。侧输卵管及中输卵管中的卵粒成熟度高，易脱落(图2-D)。Ⅴ级(7日龄及以上)：两侧卵巢管端部明显萎缩，卵室间无界限不明显，卵巢管壁变薄，易破裂。卵粒颜色深黄色(图2-E、F)。

A. I 级卵巢；B. II级卵巢；C. III级卵巢；D. IV级卵巢；E、F. V 级卵巢A. Grade I ovary; B. Grade II ovary; C. Grade III ovary; D. Grade IV ovary; E, F. Grade V ovary图2 柚木野螟卵巢管发育进度Fig.2 Ovarian development progress of E. machaeralis

3 结论与讨论

3.1 柚木野螟雌性腺形态结构观察

昆虫性信息素是由昆虫个体分泌于体外，能被同种异性个体所接受，并引起异性个体产生一定的与生殖相关的行为和生理反应(觅偶、交配等)的化学信息物质[20-21]。鳞翅目螟蛾科昆虫的性信息素一直被列为国内外研究重点[22]。而雌虫腺体是鳞翅目昆虫分泌性信息素、感知化学通讯信息的主要器官之一，因此明确其位置及形态结构、了解其内生殖器官结构和发育显得尤为必要，有助于了解昆虫的生殖生物学特性，对昆虫分类、行为和化学生态的研究也有着重要意义[23-25]。昆虫种类和功能不同，其腺体形态及分布部位也有所不同[26]。张善干等[27]观察发现棉铃虫(HelicoverpaarmigeraHübner)的性外激素分泌腺是由第8～9腹节间的节间膜特化而成，是一个完整的环状上皮结构；郝兴宇等[28]通过对核桃举肢蛾(AtrijuglanshetaoheiYang)雌蛾腹尖表面形态进行扫描电镜实验，发现核桃举肢蛾性信息素分泌腺同样是由第8～9节腹节间的节间膜特化而成，是一个褶皱的完整环状上皮结构；类似的结构也发现于美国棉铃虫(Heliothisphloxiphaga)[29]、森林天幕毛虫(Malacosomadisstria)[30]等鳞翅目昆虫中。观察可知，柚木野螟雌成虫性腺为腹部第8～9节节间膜上一囊状结构(图1)，腺体自然状态下随第8腹节套缩于第7腹节内，由于囊状结构是节间膜的一部分，显得很柔软，其表面分布有很多突起，可能具有扩大性信息素释放表面积的功能。其内部生殖器的构造包括一对卵巢和与卵巢相连的一对侧输卵管、中输卵管、受精囊及其附腺囊。

3.2 柚木野螟雌蛾卵巢形态结构及发育进度分级

对昆虫生殖系统的研究是开展害虫预测预报、性激素的提取与分析、近缘种的鉴别以及昆虫迁飞习性研究的重要依据[31-35]。生产上常通过解剖雌虫卵巢来了解其内部生殖系统的发育程度[36]。本文通过解剖柚木野螟雌成虫的卵巢，观察可知，柚木野螟卵巢由4条卵巢管组成，并分为两组分别与一侧输卵管相连，侧输卵管中部合并通入一条中输卵管中，中输卵管后端连有外生殖腔，其外方的开口为产卵孔。受精囊则由一个受精主囊和一个受精副囊组成，两者于基部愈合，并由此发出受精管，与外生殖腔相通，受精囊顶部着生受精囊腺体。附腺囊分成一个附腺主囊和一队附腺副囊两部分，在附腺副囊外侧上方各生有一条附腺。卵巢分级则是根据卵巢发育进度、基于卵巢形态特征对卵巢发育进行的一种划分方式[37]。近些年来，我国学者先后开展了多种昆虫雌虫的卵巢解剖工作，并依据卵巢发育过程中的形态特征，将其发育进度划分为不同的级别，如徐博[38]依据发育过程中卵巢的形态变化特征，把斜纹夜蛾雌蛾(Spodopteralitura)的卵巢发育分为5级；李立涛等[39]将二点委夜蛾(AthelislepigoneMoschler)雌成虫分时段进行解剖，发现其发育进程可分为5个阶段；芦芳等[40]通过对不同羽化时长的褐飞虱(NilaparvatalugensStål)长翅型雌虫进行卵巢解剖，将褐飞虱的卵巢发育分为5级，等等。本研究依据柚木野螟卵巢的长短、卵粒的大小和多少，将其卵巢发育分为5级：Ⅰ级(1～2日龄)、Ⅱ级(2～3日龄)、Ⅲ级(3～4日龄)、Ⅳ级(5～6日龄)、Ⅴ级(7日龄及以上)(图2)。

观察结果表明，柚木野螟在广东地区从4月份到12月底都有发生，通过了解柚木野螟性腺以及卵巢的发育变化过程，可以初步估算出柚木野螟在林间的发育进度和发育历期，为该虫的田间预测预报和利用性信息素进行防治策略提供理论依据。