澤蘭實(shí)蠅內(nèi)生殖器官的結(jié)構(gòu)及其發(fā)育狀況

高 熹，馬 沙，汪金蓉，葉 敏，李正躍，吳國星

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，云南昆明650201

澤蘭實(shí)蠅Procecidochares utilisStone屬雙翅目實(shí)蠅科，是紫莖澤蘭Eupatorium adenophorumSpreng.重要的專性寄生性天敵。美國、澳大利亞、新西蘭和印度等國家曾先后利用該蟲控制紫莖澤蘭的危害(Dodd，1961;Rahman ＆ Agarwal，1991)。我國于1894年首次從西藏聶拉木縣將澤蘭實(shí)蠅引進(jìn)云南部分地區(qū)用于控制紫莖澤蘭，現(xiàn)已在云南省約5000 km2范圍內(nèi)定殖，后被引進(jìn)四川、貴州等地并形成自然種群(陳升碧和關(guān)德盛，1991;魏藝等，1989;周川江等，2003)。研究發(fā)現(xiàn)，澤蘭實(shí)蠅通過幼蟲蛀入紫莖澤蘭幼嫩莖枝端部，蛀食并刺激被害部位膨大形成蟲癭，從而抑制紫莖澤蘭種子的萌發(fā)和植株的分蘗，抑制其光合作用使節(jié)間縮短甚至枯死等，顯著降低種子產(chǎn)量和萌發(fā)率以及分枝數(shù)(陳旭東和何大愚，1990;何大愚和梁家社，1988;劉文耀等，1991;張智英等，1988;鄭征，1989;Bennett＆ Vanstaden，1986;Bess＆Haramoto，1958)。澤蘭實(shí)蠅對(duì)入侵生物紫莖澤蘭的專性寄生可有效控制紫莖澤蘭的擴(kuò)散，是一種有效的生物防治手段。因此，研究澤蘭實(shí)蠅的生物學(xué)及生理功能，可為提高澤蘭實(shí)蠅的人工繁殖效率及生物防治效果奠定理論基礎(chǔ)。

昆蟲的生殖系統(tǒng)由外生殖器和內(nèi)生殖器2個(gè)部分組成。外生殖器一般由腹部末端的幾個(gè)體節(jié)和附肢組成，如產(chǎn)卵器、陰莖及抱握器等，用于完成雌雄蟲的交配和受精作用;內(nèi)生殖器主要是由中胚層形成的生殖腺和附腺，如卵巢、精巢、輸卵管及輸精管等，外胚層部分內(nèi)陷形成管道，如中輸卵管、陰道及射精管等，其作用是產(chǎn)生成熟的精子和卵細(xì)胞(王曉芳，2010)，對(duì)內(nèi)生殖器官結(jié)構(gòu)及發(fā)育規(guī)律的了解是研究生殖生理的首要條件。昆蟲種類不同，其生殖系統(tǒng)的差異很大(詹光杰，2009)。昆蟲的生殖能力與其生殖器官的發(fā)育密切相關(guān)(Davey，1985)。國內(nèi)外對(duì)澤蘭實(shí)蠅的研究多集中于生物學(xué)特性和生防應(yīng)用方面(馬沙等，2012)，尚未見有關(guān)其生殖系統(tǒng)發(fā)育的報(bào)道。鑒于此，本試驗(yàn)采用光學(xué)顯微的方法對(duì)澤蘭實(shí)蠅內(nèi)生殖器官的結(jié)構(gòu)和發(fā)育進(jìn)行初步研究。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

澤蘭實(shí)蠅采自云南昆明呈貢縣帶有蟲癭的紫莖澤蘭枝條，摘除部分枝葉后把蟲癭放入養(yǎng)蟲籠(60 cm×60 cm×60 cm)中，讓其自然羽化，收集羽化的澤蘭實(shí)蠅作為供試蟲源。

1.2 澤蘭實(shí)蠅的飼養(yǎng)

澤蘭實(shí)蠅羽化后，將雌雄蟲分開飼養(yǎng)，在20℃、RH 75%、光周期L∶D=14∶10的條件下進(jìn)行飼養(yǎng)。不提供寄主產(chǎn)卵，僅喂食10%蜂蜜水。

1.3 生殖系統(tǒng)的解剖與測量

自成蟲羽化當(dāng)天開始，雌雄成蟲每天各取30頭，解剖其生殖系統(tǒng)直至成蟲正常死亡。用微型解剖針，將澤蘭實(shí)蠅的頭和胸除去，撕開腹部，取出生殖系統(tǒng)，用0.9%生理鹽水清洗生殖系統(tǒng)，剔除附著在生殖系統(tǒng)的脂肪體和微氣管。將解剖好的生殖器官移到立體解剖鏡(Olympus Stemi 2000-C)下，對(duì)生殖系統(tǒng)中的卵巢、雌性附腺、受精囊、精巢、雄性附腺等進(jìn)行拍照，并用附帶的軟件分析系統(tǒng)進(jìn)行測量。長度為器官或腺體的基部到端部的距離;寬度是對(duì)器官的最寬處進(jìn)行測量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用DPS軟件(唐啟義和馮明光，2002)對(duì)不同發(fā)育日齡的各指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與方差分析，并以Duncan's新復(fù)極差法比較各時(shí)間段內(nèi)指標(biāo)間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 澤蘭實(shí)蠅內(nèi)生殖器官

澤蘭實(shí)蠅的雌性內(nèi)生殖器官主要由1對(duì)卵巢、輸卵管、1對(duì)雌性附腺、1對(duì)受精囊等組成。卵巢左右成對(duì)，略呈橢圓形，基部通過側(cè)輸卵管連接到中輸卵管上，羽化初期為淡黃色，后期變成黃色;附腺為一對(duì)無色透明囊狀物，基部稍微膨大與輸卵管相連;受精囊呈梨形或馬蹄形，通過細(xì)長的受精囊管與雌性附腺和中輸卵管相連(圖1A)。

澤蘭實(shí)蠅雄性生殖器官主要由1對(duì)精巢、5～7個(gè)大小不等呈囊狀的雄性附腺及射精管組成。精巢為1對(duì)鮮黃色囊狀物，通過透明、細(xì)長的輸精管與射精管相連;雄性附腺透明，由5～7個(gè)氣球形狀的大小不等的腺體組成，末端也連接在射精管上;射精管是比輸精管略粗的透明管(圖1B)。

2.2 澤蘭實(shí)蠅內(nèi)生殖器官在成蟲期內(nèi)的生長發(fā)育

2.2.1 卵巢 由表1可以看出，雌性澤蘭實(shí)蠅的卵巢長度在羽化初期顯著增大(F=3.753;P=0.001)，最大值出現(xiàn)在羽化后第4天;卵巢的最大寬度出現(xiàn)在羽化后第 1 天(F=4.017;P=0.001)。

2.2.2 雌性附腺 從表2可以看出，雌蟲的附腺長度與最大寬度在羽化初期有增大的趨勢，最大值均出現(xiàn)在羽化后第5天，但長度(F=1.214;P=0.2411)與寬度(F=1.488;P=0.0864)在各日齡間均沒有顯著差異。

圖1 澤蘭實(shí)蠅內(nèi)生殖器官示意圖Fig.1 Schematic diagram of internal reproductive organs in P.utilis

表1 不同日齡澤蘭實(shí)蠅雌蟲卵巢長度和寬度Table 1 Lengths and widths of female ovaries in P.utilis of different ages

表2 不同日齡澤蘭實(shí)蠅雌蟲附腺長度與寬度Table 2 Lengths and widths of female accessory gland in P.utilis of different ages

2.2.3 受精囊 在成蟲發(fā)育過程中，受精囊長、寬見表 3，受精囊長度(F=1.084;P=0.365)和寬度(F=1.202;P=0.2518)的增長不明顯，且各日齡間無顯著差異。

2.2.4 精巢 不同日齡雄蠅的精巢長、寬如表4所示，雄蠅精巢長度在羽化初期顯著增大(F=2.918;P=0.0001)，最大值出現(xiàn)在第4天;精巢寬度在羽化后也顯著增大，最大值出現(xiàn)于第2 天(F=11.553;P=0.0001)。2.2.5 雄性附腺 從表5可以看出，雄蠅附腺長度(F=1.054;P=0.3983) 與寬度(F=1.238;P=0.2258)在羽化初期均增長緩慢，長度在羽化后第4天達(dá)最大值，寬度的最大值出現(xiàn)在羽化后第5天。

表3 不同日齡澤蘭實(shí)蠅雌蟲受精囊長度與寬度Table 3 Lengths and widths of spermatheca in female P.utilis of different ages

表4 不同日齡澤蘭實(shí)蠅雄蟲精巢長度和寬度Table 4 Lengths and widths of male testes in P.utilis of different ages

表5 不同日齡澤蘭實(shí)蠅雄蟲附腺長度與寬度Table 5 Lengths and widths of male accessory gland in P.utilis of different ages

3 討論

澤蘭實(shí)蠅的內(nèi)生殖器官與其他蠅類昆蟲較為相似，均可明顯地分為卵巢、輸卵管、受精囊、雌性附腺、生殖腔，精巢、輸精管、雄性附腺、射精管等。然而，內(nèi)生殖器官在蛹和成蟲分類上極具參考價(jià)值(侯小燕等，2008)。有關(guān)蠅類雄性附腺的形態(tài)，目前已報(bào)道的幾個(gè)科均不相同，如家蠅科沒有雄性附腺(Matsuda，1976)，麻蠅科的雄性附腺為1對(duì)較長的腺體(高熹等，2011)，而本研究中觀察到的澤蘭實(shí)蠅的雄性附腺呈囊狀，且個(gè)數(shù)較多，為5～7個(gè)。

本研究發(fā)現(xiàn)，澤蘭實(shí)蠅卵巢長度的最大值出現(xiàn)在羽化后第4天，寬度最大值出現(xiàn)在第1天，且與其他日齡間有顯著差異;雌性附腺、受精囊的大小在各日齡間均無顯著差異;精巢長度在羽化后第4天出現(xiàn)峰值，而寬度在第2天出現(xiàn)峰值，且與其他日齡間有顯著差異;雄性附腺的大小在各日齡間差異均不顯著。由此可見，澤蘭實(shí)蠅在羽化后主要生殖器官(卵巢、精巢)仍在增長，一般經(jīng)過4 d的發(fā)育才有所停滯。然而，根據(jù)筆者觀察及前人的報(bào)道，雌性澤蘭實(shí)蠅在羽化后1 d左右可與雄性交配(陳升碧和關(guān)德盛，1991)，這可能與羽化后第1天卵巢的寬度達(dá)最大值相關(guān)。有關(guān)交配日齡與產(chǎn)卵量的關(guān)系有待于進(jìn)一步研究。

陳升碧，關(guān)德盛.1991.澤蘭實(shí)蠅生物學(xué)特性觀察及生物防治.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，7(4):98－102.

陳旭東，何大愚.1990.澤蘭實(shí)蠅對(duì)紫莖澤蘭的控制作用及其評(píng)價(jià)研究.雜草學(xué)報(bào)，4(3):1－6.

高熹，曹鳳勤，楊繼雄，李強(qiáng)，吳國星.2011.棕尾別麻蠅雄性內(nèi)生殖器官的結(jié)構(gòu)及其發(fā)育.動(dòng)物學(xué)研究，32(S):192－196.

何大愚，梁家社.1988.紫莖澤蘭防治進(jìn)展.生態(tài)學(xué)進(jìn)展，5(3):163－168.

侯小燕，花保禎.2008.蝎蛉科(長翅目)昆蟲雌性生殖系統(tǒng)構(gòu)造及其在分類學(xué)上的意義.動(dòng)物分類學(xué)報(bào)，33(3):427－434.

劉文耀，劉倫輝，和爰軍.1991.澤蘭實(shí)蠅對(duì)紫莖澤蘭生長發(fā)育及生物量分配影響的研究.生態(tài)學(xué)報(bào)，11(3):21－24.

馬沙，高熹，朱家穎，吳國星，汪金蓉，葉敏，肖春，李正躍.2012.溫度及補(bǔ)充營養(yǎng)物對(duì)澤蘭實(shí)蠅壽命的影響.生物安全學(xué)報(bào)，21(3):236－239.

唐啟義，馮明光.2002.實(shí)用統(tǒng)計(jì)分析及其DPS數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng).北京:科學(xué)出版社.

王曉芳.2010.中國黃粉蝶亞科昆蟲雌性生殖系統(tǒng)研究(鱗翅目:粉蝶科).楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué).

魏藝，張智英，何大愚.1989.澤蘭實(shí)蠅人工繁殖技術(shù).生物防治通報(bào)，5(1):41－42.

詹光杰.2009.擬黑多刺蟻雌性生殖系統(tǒng)的比較觀察.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，37(4):1578－1579，1620.

張智英，魏藝，何大愚.1988.澤蘭實(shí)蠅生物學(xué)特性的初步研究.雜草學(xué)報(bào)，4(1):10－13.

鄭征.1989.澤蘭實(shí)蠅對(duì)紫莖澤蘭生長發(fā)育及光合作用影響的研究.雜草學(xué)報(bào)，3(2):21－24.

周川江，周俗.2003.紫莖澤蘭防治與利用概況.四川草原，(6):7－10.

Bennett P H and van Staden J.1986.Gall formation in crofton weed，Eupatorium adenophorumSpreng.(syn.Ageratina adenophora)，by theEupatoriumgall flyProcecidochares utilisStone(Diptera:Trypetidae).Australia Journal of Botany，34:473－480.

Bess H A and Haramoto F H.1958.Biological control of pamadani，Eupatorium adenophorum，in Hawaii by a taphritid gall fly，Procecidochares utilispopulation studies of the weed，the fly and the parasites of the fly.Ecology，40:244 －249.

Davey K G.1985.The Male Reproductive Tract in Comprehensive Insect Physiology，Biochemistry and Pharmacology.New York:Plenum Press.

Dodd A P.1961.Biologocal control ofEupatorium adenophorumin Queensland.Australian Journal of Science，23:356 －365.

Matsuda R.1976.Morphology and Evolution of the Insect Abdomen.Oxford:Rergamon Press.

Rahman O and Agarwal M L.1991.Biological control of crofton weed(Eupatorinm adenophorumSpreng)by a fruit flyPocecidochares utilisStone in eastern Himalayas.Journal of Weed Science，22(1－2):98－101.