文章信息
- 范丽华, 李永红, 张金桐, 骆有庆, 宗世祥, 杨美红
- Fan Lihua, Li Yonghong, Zhang Jintong, Luo Youqing, Zong Shixiang, Yang Meihong
- 脐腹小蠹成虫触角结构与感受器扫描电镜观察
- Antennae structure of Scolytus schevyrewi Observed with a Scanning Electron Microscope
- 林业科学, 2011, 47(5): 87-89.
- Scientia Silvae Sinicae, 2011, 47(5): 87-89.
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文章历史
- 收稿日期:2010-03-23
- 修回日期:2010-05-06
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作者相关文章
2. 宁夏盐池县环境保护与林业局 盐池 751500;
3. 北京林业大学省部建森林培育与保护教育部重点实验室 北京 100083
2. Yanchi Bureau of Environmental Protection and Forestry Yanchi 751500;
3. Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education Beijing Forestry University Beijing 100083
脐腹小蠹(Scolytus schevyrewi)属鞘翅目(Coleoptera)小蠹科(Scolytidae)小蠹属(Scolytus),是榆树(Ulmus pumila)树干的主要害虫,主要分布于黑龙江、河北、河南、陕西、宁夏和新疆等省、自治区。
笔者于2008—2009年连续2年在宁夏回族自治区盐池县调查,发现成片的被脐腹小蠹侵害后的榆树树干,危害严重时整株树木全部干枯,在植株的主杆和侧枝的树皮上分布着数量极多的小蠹虫化孔。树皮内聚集众多的虫道,其内部充满了活的虫体和虫粪,可见其危害程度之严重。虽然已采取了多种防治措施,但效果不理想,目前还缺乏有效的手段来防治该害虫。
昆虫是依赖触角感知来自外界环境的各种信号,从而对外界作出各种应答反应,产生各种行为表达形式,这是因为昆虫触角上着生有许多不同类型的感器,这些感器是昆虫感受器官最基本的结构单元,是昆虫机体感知内外环境,进行化学通讯的接受体,能够帮助昆虫识别寄主植物气味等,对昆虫的生存和适应环境具有重要作用(Skiri et al., 2005; 陈辉,2003; 马瑞燕等,2000)。同样,小蠹虫感知外界信号也是依靠其触角上着生的不同类型的感器。至今Whitehend (1981)、Hallberg (1982)、毋亚梅等(2000)、王玉刚等(2003)、陈辉等(2006)分别对山松大小蠹(Dendroctonus penderosa)、云杉八齿小蠹(Ips typographus)、纵坑切梢小蠹(Tomicus piniperda)、红脂大小蠹(D.valens)和华山松大小蠹(D.armandi)的触角感受器进行了超微结构的观察研究,结果一致表明:触角上分布着大量的感受器,对寄主选择具有很重要的作用。目前对脐腹小蠹触角感器的扫描电镜观察还未见报道。为了探索利用信息素引诱监测和防治脐腹小蠹的方法,笔者对脐腹小蠹触角的超微结构进行了扫描电镜观察研究。
1 材料与方法 1.1 材料来源脐腹小蠹成虫采集于宁夏回族自治区盐池县受害榆树林区,在树高2 m以下剥去榆树韧皮部采集脐腹小蠹成虫。
1.2 研究方法取脐腹小蠹雌、雄成虫各10头,用2.5%戊二醛固定,0.1 mol·L-1磷酸缓冲液超声波洗涤2次,各30 min,用30%,50%,70%,90%和无水乙醇逐级进行脱水,乙酸异戊酯处理10 min,临界点干燥,真空喷金(铂金)2~3 h。将经上述处理过的脐腹小蠹触角置于扫描电镜下,观察其形态特征、感受器类型及分布特点与规律。
1.3 统计方法由于脐腹小蠹触角上感器数量颇多,无法一一统计,因此本试验以单位面积内感受器的数量来计算总感受器的数量,以计算锯齿形感受器的数量为例说明计算方法如下:从触角电镜图片中随机选取单位面积约1 000 μm2,记录该面积内锯齿形感受器的数量,同一触角随机找5个不同部位,并重复3根触角进行计算,取其平均值,然后将该感受器的数量换算成整个触角的感受器数量。触角感受器百分率=(某种感受器的数量/感受器总数量)×100%。
2 结果与分析 2.1 触角的形态特征脐腹小蠹雌雄成虫之间触角在形状、大小及感受器类型、分布特点、着生规律均无显著差异。脐腹小蠹成虫触角呈膝状(图版Ⅰ-1,2),分为柄节、鞭节和锤头部3部分(殷惠芬等,1984)。柄节1节,圆粗膨大,直径约50 μm,与头部连接处有一凹陷; 鞭节7节,第1节较膨大,直径约20 μm(图版Ⅰ-1,2),从第2节开始逐渐变粗,到第7节直径约55 μm。锤头部由3条带组成(图版Ⅱ-1),带与带之间互相平行。脐腹小蠹成虫触角柄节、鞭节和锤头部分布着不同数量的感受器,柄节和鞭节感受器数量最少,仅有少数分布,只占全部感器数量的1.6%;锤头部感受器数量最多,遍布整个锤头部,约占全部感器数量的98.4%。柄节表面有不规则多边形状花纹(图版Ⅰ-3),而鞭节和锤头部分表面各有明显的瓦棱状花纹(图版Ⅰ-5,6)。
脐腹小蠹成虫触角感受器有锯齿形感受器、芽形感受器、锥形感受器和刺形感受器4种类型。
1) 锯齿形感受器直立或弯曲,数量最多,约占全部感器数量的57.7%。形似锯齿(图版Ⅰ-3,5,6),长度15~30 μm,多数在20 μm左右,该感器在柄节、鞭节和锤头部都有分布。锤头部分布最多,柄节和鞭节偶尔有分布,柄节分布的几率最小。每个感受器具有8~15个不等的锯齿。
2) 芽形感受器直立或弯曲,形似种子发出的芽(图版Ⅱ-2,3,4),约占全部感器数量的28.6%,长度3~10 μm,长短不一,被埋于触角锤头部锯齿形感受器的下面(图版Ⅱ-3,4)或者着生于锤头部端部与锥形感受器混生(图版Ⅱ-2)。
3) 锥形感受器直立,形似锥子(图版Ⅱ-2),数量约占全部感器的12.6%,长度5~10 μm,散生在锤头部端部边缘,多数与芽形感受器混生。
4) 刺形感受器直立,形似针刺(图版Ⅰ-4),数量约占全部感器的1.1%,长度约3~5 μm,分布于柄节和鞭节的连接处。
2.3 感受器的特点与分布规律脐腹小蠹成虫触角柄节、鞭节和锤头部感受器的数量和分布具有明显的差异,从柄节到锤头部,感受器的数量逐渐增多,类型也相应增加。各种感受器在触角上的分布明显不同,锯齿形感受器在柄节、鞭节和锤头部各部位都有分布,锯齿形感受器分布在触角各部位,其中锤头部分布最多,约占全部锯齿状感受器总数量的99.2%,柄节和鞭节的锯齿形感受器数量只占锯齿形感受器总数的0.8%;其他形状的感受器则分布于锤头部或柄节和鞭节的连接处。
3 讨论脐腹小蠹成虫触角感受器无论从种类上还是从形态上与同翅目(林克剑等,2007)、鳞翅目(杨慧等,2008)、膜翅目(邹德玉,2009)及其他鞘翅目昆虫(韩颖等,2005; Ploomi et al., 2003)具有很明显的差别。
脐腹小蠹与诸多小蠹类害虫(山松大小蠹、云杉八齿小蠹、松纵坑切梢小蠹、红脂大小蠹和华山松大小蠹)触角感器类型及形态相比较,有很多相似性(马瑞燕等,2000),脐腹小蠹、松纵坑切梢小蠹、红脂大小蠹成虫触角上都分布着锯齿形感受器、芽形感受器2种类型的感受器; 脐腹小蠹感受器在锤头部排列成3条带,与纵坑切梢小蠹、红脂大小蠹触角锤头部极其相似。但它们之间还存在一些种间的差异性,如触角锤头部3条带中感受器排列类型不同,脐腹小蠹是锯齿状感受器排列,但纵坑切梢小蠹、红脂大小蠹2种为毛形感受器排列; 脐腹小蠹触角各种形态感受器与其他小蠹属害虫在触角上的分布明显不同,如脐腹小蠹的锯齿形感受器触角各部位都有分布,芽形感受器和锥形感受器散生在锤头部,刺形感受器分布于柄节和鞭节连接处,而红脂大小蠹芽形感受器只着生于柄节,锯齿形感受器只着生于柄节和鞭节上,锤头部没有分布,刺形感受器着生于锤状部,对华山松大小蠹而言,则锯齿形感受器,分布于柄节和鞭节,偶见于锤头部,纵坑切梢小蠹锤状部上数量最多的感器是毛形感器,芽形感器只着生在柄节。
本研究得到了脐腹小蠹雌、雄成虫触角的形态特征、感器类型、分布特点和规律等方面的结果,但尚缺各类感器组织和功能方面的研究,有待进一步深入研究。
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