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文章信息
- 康东梅, 崔耀仁, 郑楠, 孟凤霞
- KANG Dong-mei, CUI Yao-ren, ZHENG Nan, MENG Feng-xia
- 印鼠客蚤的发育周期及形态观察
- Life cycle and morphological observation of Xenopsylla cheopis
- 中国媒介生物学及控制杂志, 2020, 31(6): 672-675
- Chin J Vector Biol & Control, 2020, 31(6): 672-675
- 10.11853/j.issn.1003.8280.2020.06.009
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文章历史
- 收稿日期: 2020-06-29
2 中国疾病预防控制中心传染病预防控制所, 传染病预防控制国家重点实验室, 北京 102206
2 State Key Laboratory of Infectious Disease Prevention and Control, National Institute for Communicable Disease Control and Prevention, Chinese Center for Disease Control and Prevention
印鼠客蚤(Xenopsylla cheopis)是家鼠鼠疫和人间鼠疫的重要传播媒介,也是鼠型斑疹伤寒的主要传播媒介,此外还是缩小膜壳绦虫和微小膜壳绦虫的中间宿主,并且发现可以感染旋毛虫。通过实验室进行养殖,观察其生物学特性及生活史各期形态特征变化,对于研究其媒介效能、制定防制措施并进行分类至关重要。目前,我国有约26种蚤类的实验室养殖记录,所涉及的养殖方法主要是成幼混养技术[1]、成幼分养技术[2]、人工膜饲养技术[3]、试管分养技术[4]和湿滤纸饲养技术[5]等。本研究采用湿滤纸饲养技术观察印鼠客蚤生长发育中各虫期的形态特征,并对其发育历期进行详细观察和记述,现将结果报告如下。
1 材料与方法 1.1 试虫来源印鼠客蚤于2003年引自于中国疾病预防控制中心鼠疫布氏菌病预防控制基地,该种群于2002年采自吉林省四平市郊区的褐家鼠(Rattus norvegicus)体表,成蚤以小白鼠为供血动物饲养至今。
1.2 环境条件温度为(24±1) ℃,相对湿度为(80±10)%的环境下饲养,除常规操作时用30 W日光灯照明外,其他时间均保持黑暗。
1.3 主要仪器及器材养蚤缸(30 cm×30 cm)、自制吸蚤器、WWK-1型无音无油空压机(上海新诺仪器设备公司)、玻璃平皿、毛笔、滤纸、亚都SC-D052AE加湿器(北京亚都环保科技有限公司)、鼠笼、脱脂棉、15 ml离心管、XK-XT900体式解剖镜(深圳市西尼科光学仪器有限公司)、奥林巴斯DP27显微成像分析系统(上海普赫光电科技有限公司)。
1.4 湿滤纸饲养方法在养蚤缸内铺2~3层滤纸,用隔夜水将其浸润,再在滤纸上放2~3块浸湿的脱脂棉保持滤纸的湿度,将小白鼠放入鼠笼中,再置于平皿上。用吸蚤器吸取未吸血的印鼠客蚤100匹(雌:雄=90:10)直接投放到小白鼠体上。每日07:00收卵,将收集的卵置于铺有湿滤纸的玻璃平皿中,待幼虫从卵中孵化后,饲以猪血粉和酵母粉,在(24±1) ℃,相对湿度(80±10)%的条件下培养。
1.5 实验方法 1.5.1 供血时间将100匹未吸血的印鼠客蚤直接投放到小白鼠体上,如小白鼠死亡,更换小白鼠后继续进行供血,直至印鼠客蚤不再产卵为止,即对印鼠客蚤进行持续供血。
1.5.2 印鼠客蚤发育过程的形态观察将每天收集的卵放入同一个玻璃培养皿中,置于温度(24±1) ℃,相对湿度(80±10)%的养虫室内。每天07:00和18:00观察印鼠客蚤卵的发育情况,将同一时间孵化的(蜕皮、化蛹)的印鼠客蚤放于同一培养皿,羽化印鼠客蚤放入大试管中,并记录时间。老熟幼虫结茧后,用昆虫针剥开虫茧,取出蛹。在显微镜下观察印鼠客蚤卵、各龄幼虫、蛹和成虫的形态特征,并进行拍摄。
1.5.3 印鼠客蚤幼虫龄数的划分和龄期的测量方法取1.5.1中同一时间孵化出的印鼠客蚤幼虫置于同一培养皿中,观察其蜕皮情况并收集蜕下的皮壳,记录更换的皮壳次数及每2次更换之间所经历的时间。其中破卵器未消失前至开始第1次蜕皮为1龄幼虫;破卵器消失,虫体内可见黑褐色物质,第1次蜕皮到第2次蜕皮之间的为2龄幼虫,虫体内黑褐色物质消失,通体乳白色且虫体体积最大时为3龄幼虫。
1.6 统计学处理应用Excel 2010软件对印鼠客蚤产卵数和幼虫孵化数进行整理,并对产卵数和幼虫孵化数随着供血时间的变化进行统计分析。
2 结果 2.1 印鼠客蚤形态特征观察 2.1.1 卵研究发现,印鼠客蚤成蚤开始供血后,血便不成形,较为稀薄,无光泽,2 d后开始产卵,颗粒状、饱满、白色、有光泽,散在分布,较少见到2~3个粘到一起的现象(图 1A),且此时的血便形状规则,形如“钢盔”,有光泽;初产卵偶见如图 1B所示的卵,其形状如常,但内质不充盈,孵化未见幼虫,视为残卵。饱满的卵在温度(28±1) ℃,相对湿度(95±5)%的情况下,逐渐由白色变为乳白色,进而变为乳黄色,无光泽,有肉质感,并迅速孵化出幼虫,此过程约2.5 d;卵在开始孵化时,其裂卵器沿其长轴将卵壳划开,并有无色、透明、丝状物质不断分泌(图 1C、D),自卵壳裂开至幼虫涌出约需18 min,期间幼虫在卵壳内不断蠕动身体,直至涌出卵壳。
2.1.2 幼虫幼虫自卵壳涌出后,由于其有趋避光性,迅速寻找掩藏体进行躲避。幼虫自卵壳孵化出来即为1龄幼虫,其形如蛆虫,通体近似透明,无眼无足,头背部有骨化的形如刀刃的破卵器(图 1E);1龄幼虫经过蜕皮变成2龄幼虫,2龄幼虫不断进食,其通体可见黑褐色的物质(图 1F),不断增长的过程中,呈现肉质感,当其停止进食、静伏、对折时便进入3龄期幼虫,其通体乳白色,身体分为头、胸、腹3部分(图 1J、H)。
在体式解剖镜下观察幼虫的蜕皮过程,发现1~3龄幼虫的蜕皮过程基本相同。蜕皮开始,静止的幼虫开始蠕动,头向着腹部弯曲,尾部向前收缩,当尾部收缩到虫体1/3位置时,由于头部压力增大,导致表皮首先从胸部背方裂开,幼虫从裂开的部位挤出,然后头部从裂缝脱出,头部不断活动将表皮推开,虫体不断蠕动,腹部从裂开的表皮处移出,蜕皮完成。
经显微图像分析系统观察发现,1~3龄幼虫的触角从基部到端部形态变化均匀,细长如柱,触角的长度略小于触角间的距离,幼虫的肛柱长略大于肛柱间距离,其肛柱从基部到端部形态变化较缓,形如棍形,且触角长与触角间距的比值及肛柱长与肛柱间距的比值均恒定,不因龄期的变化而变化,此部分已在另文中详细记述。
研究发现,采用湿滤纸方法观察幼虫变化,由于滤纸吸湿导致猪血粉与酵母粉软化,不利于幼虫进食,且受湿度影响,常看见死幼虫出现。
2.1.3 蛹幼虫经过2次蜕皮,充分成长后,吐丝结茧,变为静止的前蛹。前蛹在茧内呈现对折状。在温度为(24±1) ℃,相对湿度为(80±10)%的环境下,一般2 d左右前蛹蜕皮变蛹(图 1I),蛹体具有成虫的雏形,形态分为头、胸、腹3部分(图 1J)。蛹的颜色逐渐由白色变为黄色在过渡到棕黄色,其形态逐渐近似成虫(图 1K),最后,经过蜕皮变成成虫。成虫静伏于茧内,当有宿主动物经过或者其他外界振动刺激时方可破茧而出(图 1L)。研究发现环境湿度在80%以上,湿度越高孵化速度越快。
2.1.4 成虫雌性成虫出茧后,在温度为(24±1) ℃,相对湿度为(80±10)%的环境下,可以迅速吸血进行产卵,进入下一个世代历期,如若不供血亦可存活60 d以上。
2.2 印鼠客蚤各虫态历期观察通过湿滤纸饲养观察,发现印鼠客蚤幼虫期6~19 d,1龄期1~4 d,2龄期2~5 d,3龄期3~10 d,印鼠客蚤完成一个世代需要26~35 d,平均29.2 d。见表 1。
2.3 印鼠客蚤产卵数及幼虫数与时间的关系印鼠客蚤开始供血,很快进入产卵期,其产卵时间可延续23 d,整个产卵期随时间的变化过程如图 1A~C,成蚤产卵整个过程出现若干个高峰,但产卵最多的高峰是在供血后的第2~3天,每个产卵高峰期后便进入一个低谷期,即“高峰期-低谷期-高峰期-低谷期”如此反复。对3组印鼠客蚤,每组100匹(雌、雄比例为90:10)进行持续供血均发现有此现象出现,可能与卵在印鼠客蚤体内形成需要一定的时间有关。幼虫的孵化高峰出现在成蚤供血后的6~8 d,其亦是遵循“高峰期-低谷期-高峰期-低谷期”进行循环,孵化幼虫最多的高峰出现在成蚤供血的第10天,其与卵期高峰期有重合。
3 讨论印鼠客蚤属于广布种,在我国除了西藏自治区和宁夏回族自治区外,全国各地均有分布。印鼠客蚤的实验室养殖已有60多年历史,饲养方法颇多,如成幼混养技术[1]、成幼分养技术[2]、人工膜饲养技术[3]、试管分养技术[4]等,张洪英等[6]采用成幼虫混养,在温度(24±0.5) ℃,相对湿度(80±5)%的条件下,观察印鼠客蚤的生活周期为32~44 d,平均39.8 d。其世代历期长于本研究。胡晓玲等[7-8]采用成幼虫分养法观察发现印鼠客蚤从卵发育到成蚤平均30.8 d,与本研究结果基本相同。发育周期的长短可能与采用的养殖方法不同有关,若要能够明确地区分各个虫期,湿滤纸饲养技术方为最优选择[5]。但此方法仍存在一定的缺陷,即在卵孵化出幼虫时,完全暴露于外界环境,湿滤纸将幼虫饲料软化,幼虫咀嚼式进食方式很难实现,故出现幼虫大量死亡现象。
张迎春和漆一鸣[9]通过研究苯醚威对印鼠客蚤早3龄幼虫和未吸血新羽化成虫的组织学变化,探讨了灭蚤机制。农智等[10]针对印鼠客蚤对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗药性研究,提出加强抗药性监测,科学合理用药的措施。刘涛和漆一鸣[11]发现苯醚威和氯氰菊酯混配剂对印鼠客蚤未吸血新羽化成虫有增效作用。无论是印鼠客蚤的抗药性研究还是毒效观察都要针对其发育周期的某个时刻进行。印鼠客蚤整个发育历期包括卵期、幼虫期、蛹期及成虫期,其产卵数与幼虫孵化数随着持续供血的时间呈现“高峰期-低谷期”的变化,这些均为把握印鼠客蚤防治时间节点的选择提供了理论基础。
随着科学技术的不断进步,显微成像等技术越来越多的应用到蚤类研究中,使其形态学的研究更加深入、便捷和直观。此外,蚤类在实验室不同虫期和生态习性的观察,为其生物学特性的研究、防制措施的制定、媒介效能的研究提供重要参考依据。
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