中国媒介生物学及控制杂志  2020, Vol. 31 Issue (6): 672-675

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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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收稿日期: 2020-06-29
印鼠客蚤的发育周期及形态观察
康东梅1 , 崔耀仁1 , 郑楠1 , 孟凤霞2     
1 河北省鼠疫防治所流行病科, 河北 张家口 075000;
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
摘要: 目的 饲养、观察和记述印鼠客蚤发育各期的形态过程及其变化特征。方法 采用湿滤纸饲养和平皿中培育相结合的方法进行饲养繁殖,利用体式解剖镜和显微成像系统采集、观察和记录印鼠客蚤各期形态发育变化及其特征。结果 获得印鼠客蚤生长发育周期“卵-幼虫-蛹-成蚤”的各期形态变化特征图片;该蚤从卵产出至子代成虫羽化历期历经26~35 d,其中卵期为2~7 d,幼虫期6~19 d,蛹期10~22 d,成虫期26~60 d;产卵数及幼虫孵化数随供血时间遵循“高峰期-低谷期”的循环方式进行。结论 印鼠客蚤发育周期有形态变化和发育时间变化节点,可为该蚤的精准防制提供作用靶点。
关键词: 印鼠客蚤    湿滤纸饲养    虫态    发育周期    显微成像系统    
Life cycle and morphological observation of Xenopsylla cheopis
KANG Dong-mei1 , CUI Yao-ren1 , ZHENG Nan1 , MENG Feng-xia2     
1 Anti-plague Institute of Hebei Province, Zhangjiakou 075000, Hebei Province, China;
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
Abstract: Objective To rear Xenopsylla cheopis, and to observe and record its morphological changes and characteristics in various stages of life cycle. Methods Xenopsylla cheopis was reared and bred using wet filter papers combined with petri dishes. Stereomicroscope and microscope imaging system were used to collect, observe, and record the morphological changes and characteristics of X. cheopis in each life-stage. Results The images of morphologic changes of X. cheopis in "egg-larval-pupal-adult" stages were obtained. The period from the eggs being laid to the offspring emerging as adults lasted 26-35 days, including 2-7 days of egg stage, 6-19 days of larval stage, 10-22 days of pupal stage, and 26-60 days of adult stage. The number of eggs laid and the number of larvae hatched followed the circulation mode of "peak-trough" with the time of blood supply. Conclusion There are time-points of morphological changes and developmental stages in the life cycle of X. cheopis, which can provide targets for its precise control.
Key words: Xenopsylla cheopis    Rearing on wet filter papers    Morphological characteristics    Life cycle    Microscope imaging system    

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 1CD),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。

图 1 印鼠客蚤发育周期 Figure 1 Developmental cycle of Xenopsylla cheopis
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 1JH)。

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

表 1 湿滤纸饲养印鼠客蚤的历期观察结果 Table 1 Observation results of the developmental stages of Xenopsylla cheopis reared on wet filter papers
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。

参考文献
[1]
Smith CN, Eddy GW. Texhniques for renring and handing bodrline oriental and eat fleas[J]. Bull WHO, 1954, 10(1): 127-137.
[2]
肖柏林, 董桂琴, 张全分. 类新蚤的饲养及其生活史的观察[J]. 昆虫知识, 1985, 22(2): 93-94.
Xiao BL, Dong GQ, Zhang QF. Feeding and life cycle observation of Neopsylla[J]. Entomol Knowl, 1985, 22(2): 58-63.
[3]
张洪杰. 跳蚤的人工养殖方法[J]. 医学动物防制, 2003, 19(9): 534-537.
Zhang HJ. Artificial breeding of fleas[J]. J Med Pest Control, 2003, 19(9): 534-537. DOI:10.3969/j.issn.1003-6245.2003.09.011
[4]
石杲. 蚤类室内简易饲养法[J]. 生物学通报, 1987(11): 44.
Shi G. Simple indoor rearing method of fleas[J]. Bull Biol, 1987(11): 44.
[5]
于心, 叶瑞玉, 谢杏初. 新疆蚤目志[M]. 乌鲁木齐: 新疆人民出版社, 1990: 229.
Yu X, Ye RY, Xie XC. Xinjiang flea annals[M]. Urumqi: Volksverlag Xinjiang, 1990: 229.
[6]
张洪英, 何晋候, 赵文红, 等. 印鼠客蚤生活史观察[J]. 中国媒介生物学及控制杂志, 1993, 4(5): 389-390.
Zhang HY, He JH, Zhao WH, et al. Observation on life cycle of Xenopsylla cheopis[J]. Chin J Vector Biol Control, 1993, 4(5): 389-390.
[7]
胡晓玲, 何晋候, 张洪英, 等. 云南印鼠客蚤的饲养观察[J]. 医学动物防制, 1996, 12(4): 10-12.
Hu XL, He JH, Zhang HY. Feeding observation of Xenopsylla cheopis in Yunnan[J]. Chin J Pest Control, 1996, 12(4): 10-12.
[8]
胡晓玲, 何晋候, 张洪英, 等. 云南印鼠客蚤等6种蚤类的生活史观察[J]. 中国地方病防治杂志, 2001, 16(5): 283-284.
Hu XL, He JH, Zhang HY, et al. Observation on life history of 6 species of fleas including Xenopsylla cheopis from Yunnan[J]. Chin J Ctrl Endem Dis, 2001, 16(5): 283-284. DOI:10.3969/j.issn.1001-1889.2001.05.011
[9]
张迎春, 漆一鸣. 苯醚威作用于印鼠客蚤的组织学研究[J]. 昆虫学报, 2008, 51(5): 504-508.
Zhang YC, Qi YM. Histological effects of fenoxycarb on the Oriental rat flea, Xenopsylla cheopis (Siphonaptera:Pulicidae)[J]. Acta Entomol Sin, 2008, 51(5): 504-508. DOI:10.3321/j.issn:0454-6296.2008.05.008
[10]
农智, 余水兰, 陆夏瑜, 等. 印鼠客蚤对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗药性研究[J]. 中国媒介生物学及控制杂志, 2019, 30(4): 475-477.
Nong Z, Yu SL, Lu XY, et al. Study on the resistance of Xenopsylla cheopis to pyrethroids[J]. Chin J Vector Biol Control, 2019, 30(4): 475-477. DOI:10.11853/j.issn.1003.8280.2019.04.030
[11]
刘涛, 漆一鸣. 苯醚威混配剂对印鼠客蚤毒效的观察[J]. 寄生虫与医学昆虫学报, 2018, 25(2): 123-126.
Liu T, Qi YM. Observation of the toxicity of mixed insecticides prepared with fenoxycarb and cypermethrin to Xenopsylla cheopis[J]. J Parasitol Med Entomol Sin, 2018, 25(2): 123-126.