牧草盲蝽雌成蟲內(nèi)生殖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及卵巢發(fā)育動態(tài)

趙金平，茍長青，張康康，梁一峰，馮宏祖

（塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院/ 南疆農(nóng)業(yè)有害生物綜合治理兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/ 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部阿拉爾作物有害生物科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站/ 南疆特色果樹高效優(yōu)質(zhì)栽培與深加工技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾843300）

牧草盲蝽（Lygus pratensis）是新疆棉田的優(yōu)勢種，其寄主植物種類廣，有26 科88 種[1]。 牧草盲蝽在南疆一年發(fā)生4 代， 以1 代成蟲、2 代若蟲為害為主，成蟲、若蟲均以刺吸式口器刺吸植物幼嫩組織中的汁液[2]。除了在棉花上為害嚴(yán)重外，近年來盲蝽類害蟲在核桃、香梨、棗樹等新疆主要林果上為害也逐漸加重[3-4]。 主要原因：近幾年新疆林果、蔬菜、畜牧飼草業(yè)的發(fā)展迅速為牧草盲蝽提供了豐富的寄主； 近幾年快速商業(yè)化種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，有效控制了棉鈴蟲，造成生態(tài)位點(diǎn)空缺，刺吸式害蟲上升為主要害蟲；農(nóng)藥的使用量減少，導(dǎo)致牧草盲蝽數(shù)量增加，為害加重，甚至造成局部地區(qū)大面積爆發(fā)[4-7]。 牧草盲蝽成蟲具有轉(zhuǎn)移擴(kuò)散的特性，尤其對早春開花植物有明顯的趨好性。其在不同寄主間轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散[1]，增加了防治難度。

昆蟲的生殖系統(tǒng)和卵巢發(fā)育動態(tài)與昆蟲的生殖密切相關(guān)[8]。 我國學(xué)者先后對多種昆蟲進(jìn)行了卵巢解剖工作，并根據(jù)雌蟲卵巢發(fā)育過程中的形態(tài)變化特征，將卵巢劃分為不同的發(fā)育時期。 如草地貪夜蛾 （Spodoptera frugiperda）、 東亞飛蝗（Locusta migratoria manilensis Meyen）、 大猿葉蟲（Colaphellus bowringi Baly）、綠盲蝽（Apolygus lucorum）等多種鱗翅目、半翅目、直翅目和鞘翅目昆蟲，卵巢的發(fā)育進(jìn)度普遍被分為5 個級別， 分別為乳白透明期、卵黃沉積期、成熟待產(chǎn)期、產(chǎn)卵盛期和產(chǎn)卵末期[9]。然而，目前對于牧草盲蝽雌成蟲內(nèi)生殖系統(tǒng)及卵巢發(fā)育的研究還未見報(bào)道。 因此，本研究第一次觀察了雌性牧草盲蝽內(nèi)生殖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行卵巢發(fā)育程度分級，為物種的基礎(chǔ)生理和生殖發(fā)育研究提供信息，也有助于揭示其生理適應(yīng)性機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

供試蟲源為牧草盲蝽雌成蟲，采自新疆第一師阿拉爾市區(qū)域內(nèi)棉田和所有自然生態(tài)環(huán)境內(nèi)的各種作物及周邊雜草，置于光照培養(yǎng)箱[溫度（25±5）℃，光周期16∶8，相對濕度70%±5%]連續(xù)飼養(yǎng)數(shù)代，飼養(yǎng)方法參照綠盲蝽[3]，并做出如下改進(jìn)：利用鮮嫩的花菜 （飼喂前用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%次氯酸鈉溶液浸泡10 min 去除表面的農(nóng)藥殘留，用清水反復(fù)沖洗至食物表面無異味，晾干待用）作為飼料，在養(yǎng)蟲盒底部放1 層濾紙，將備用的花菜放置濾紙上，將牧草盲蝽成蟲、 若蟲接入； 養(yǎng)蟲盒上面覆蓋醫(yī)用紗布，以防止其逃離；養(yǎng)蟲盒內(nèi)食物每3 d 更換1 次。

1.2 工具及試劑

工具： 解剖針、 載玻片、502 膠水、 解剖鑷、SM2-B4 型體視顯微鏡、Leica M205C 體視顯微鏡、養(yǎng)蟲盒、蠟盤等。

試劑：磷酸鹽（Phosphate buffer saline，PBS）緩沖液（pH 7.4）、質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%次氯酸鈉溶液、蒸餾水。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 雌成蟲內(nèi)生殖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及卵巢動態(tài)觀察。分別取羽化后1～30 d（間隔期1 d）的牧草盲蝽雌成蟲，置于冰上麻醉，去除翅和足，用解剖刀將腹部與其他部分分離，得到完整的腹部，然后在體視顯微鏡下放置載玻片， 在載玻片的凹處滴1 滴502 膠水，將牧草盲蝽腹部貼上去。 將解剖針伸入蟲體腹部末兩側(cè)薄膜間， 用針尖從右到左輕輕地劃開表皮， 剔除生殖系統(tǒng)周圍的脂肪和消化系統(tǒng)等器官，同時滴入PBS 緩沖液進(jìn)行反復(fù)沖洗， 便可看到清晰的內(nèi)生殖系統(tǒng)。用Leica M205C 體視顯微鏡觀察記錄拍照。 同一日齡解剖樣本不少于30 頭。

1.3.2 卵巢分級。參照稻飛虱[9]、綠盲蝽[10]等卵巢發(fā)育的分級依據(jù)和方法，觀察羽化后1～30 d 牧草盲蝽雌成蟲卵巢發(fā)育形態(tài)特征并確認(rèn)分級標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)采用Microsoft Excel 2010 和DPS 9.50 數(shù)據(jù)分析軟件，圖片分析處理采用Photoshop CS6。

2 結(jié)果與分析

2.1 牧草盲蝽內(nèi)生殖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

牧草盲蝽雌成蟲有1 對卵巢，每個卵巢由7 根卵巢管組成（圖1A～D，見封三）。 每根卵巢管由端絲、卵巢管本部、卵巢管柄組成（圖1A）。 卵巢管的端絲部分常聚合在一起（圖1C），每根卵巢管連接到側(cè)輸卵管上， 側(cè)輸卵管匯合成較粗的中輸卵管（圖1B、D）。 牧草盲蝽的卵巢管為典型的端滋式，滋養(yǎng)細(xì)胞集中在生殖區(qū)，同一卵巢管內(nèi)含有不同發(fā)育階段的卵，有時伴有卵黃蛋白沉積（圖1B）。

2.2 牧草盲蝽卵巢的發(fā)育動態(tài)

通過飼養(yǎng)解剖觀察，正常情況下，初羽化的牧草盲蝽雌成蟲卵巢為無色透明狀， 隨著日齡的增加，卵巢逐漸發(fā)育，體積不斷增大；卵巢管內(nèi)卵子數(shù)目隨著日齡的增長呈現(xiàn)先升后降的趨勢（圖2），且成熟卵數(shù)目也隨日齡的增長呈現(xiàn)先升后降的趨勢（圖3）； 在羽化后第4 天可觀測到成熟的卵 （圖1H，見封三），而在羽化后第15 天卵子數(shù)目、成熟卵數(shù)目均達(dá)到最高（圖1I、圖2、圖3）。

2.3 牧草盲蝽卵巢分級

將牧草盲蝽卵巢發(fā)育中卵巢管內(nèi)卵母細(xì)胞體積變化、成熟卵數(shù)目作為判斷依據(jù)，可將牧草盲蝽卵巢分為以下5 個級別：

Ⅰ級（未發(fā)育期）：初羽化時卵巢管短小，無色透明，粘連不易分散，無卵黃蛋白沉積，看不見卵粒（圖1E、F，見封三）。

Ⅱ級（卵黃沉積期）：卵巢管內(nèi)卵母細(xì)胞開始發(fā)育，卵黃蛋白開始沉積，卵巢較透明，淡乳白色，無成熟的卵（圖1G）。

Ⅲ級（成熟待產(chǎn)期）：卵巢管內(nèi)卵母細(xì)胞體積繼續(xù)增大，卵巢呈乳白色，可見少量成熟卵，但還沒有產(chǎn)卵（圖1H）。

Ⅳ級（產(chǎn)卵盛期）：卵巢管內(nèi)卵母細(xì)胞體積達(dá)到最大時期，可見13～15 粒有卵蓋的成熟卵，進(jìn)入成蟲產(chǎn)卵期（圖1I）。

Ⅴ級（產(chǎn)卵后期）：卵巢管內(nèi)卵母細(xì)胞體積開始逐漸變小直至消失，其中有2～3 個卵室，僅可見少量成熟卵（圖1J）。

3 討論與結(jié)論

昆蟲卵巢管類型包括3 種：無滋式、端滋式、多滋式。 半翅目昆蟲的卵巢管一般為端滋式，每個卵巢的卵巢管數(shù)目為4～7[10]。端滋式卵巢管常見于部分鞘翅目和半翅目昆蟲。 吹綿介殼蟲 （Icerya purchasi）雌蟲是功能上的雌雄同體，雖然內(nèi)生殖器可以產(chǎn)生2 種類型的配子，但雌性卵巢管仍然是端滋式。 前人以馬利筋長蝽（Oncopeltus fasciatus）為代表，詳細(xì)闡述了端滋式卵巢管的特征[11-12]。 苑偉[10]研究報(bào)道了綠盲蝽的卵巢管為端滋式， 有1 對卵巢，每個卵巢由7 根卵巢管組成。 本研究結(jié)果證明，牧草盲蝽的卵巢管為端滋式，有1 對卵巢，每個卵巢由7 根卵巢管組成，與綠草盲蝽的卵巢結(jié)構(gòu)基本一致，也與大部分半翅目昆蟲卵巢結(jié)構(gòu)相似。

圖2 不同日齡牧草盲蝽卵巢內(nèi)總的卵子數(shù)目

圖3 不同日齡牧草盲蝽卵巢內(nèi)成熟卵數(shù)目

觀察卵巢發(fā)育進(jìn)度是害蟲預(yù)測預(yù)報(bào)的常用方法之一[13-14]。 2011 年蘆芳等[9]依據(jù)卵巢發(fā)育形態(tài)特征的變化將褐飛虱卵巢劃分為Ⅰ級（乳白透明期）、Ⅱ級（卵黃沉積期）、Ⅲ級（成熟待產(chǎn)期）、Ⅳ級（產(chǎn)卵盛期）、Ⅴ級（產(chǎn)卵末期）。 2013 年苑偉依據(jù)卵巢管長度、卵母細(xì)胞發(fā)育和卵黃蛋白沉積情況將綠盲蝽卵巢劃分為5 個級別[10]。 本研究以牧草盲蝽卵巢發(fā)育中卵巢管內(nèi)卵母細(xì)胞體積變化、成熟卵數(shù)目作為判斷依據(jù)， 將牧草盲蝽卵巢發(fā)育劃分為5 個級別，包括Ⅰ級（未發(fā)育期）、Ⅱ級（卵黃沉積期）、Ⅲ級（成熟待產(chǎn)期）、Ⅳ級（產(chǎn)卵盛期）和Ⅴ級（產(chǎn)卵末期）。這與稻飛虱[9]、綠盲蝽[10]等卵巢發(fā)育程度的分級標(biāo)準(zhǔn)基本一致。 據(jù)本研究觀察結(jié)果，Ⅰ級時的牧草盲蝽卵巢為無色透明狀，無卵黃蛋白沉積，還處于未發(fā)育時期；隨著日齡的增加，卵巢逐漸發(fā)育，當(dāng)卵巢發(fā)育到Ⅱ級時，卵巢管內(nèi)卵母細(xì)胞體積增大，卵巢較透明，淡乳白色，有少量卵黃沉積，無成熟的卵，處于發(fā)育初期；發(fā)育到Ⅲ級時，卵巢內(nèi)已經(jīng)形成少量成熟卵，但還沒有產(chǎn)卵，處于產(chǎn)卵前期；Ⅳ級卵巢發(fā)育時間已較長，此時卵巢管內(nèi)卵母細(xì)胞體積達(dá)到最大時期，卵巢管內(nèi)可見大量成熟卵，處于成蟲產(chǎn)卵期；Ⅴ級卵巢管內(nèi)卵母細(xì)胞體積開始逐漸變小，卵巢內(nèi)僅有少量成熟卵； 在雌成蟲羽化后第4 天可觀測到成熟的卵，而在羽化后第15 天卵子數(shù)目達(dá)到最高值。而苑偉[10]研究發(fā)現(xiàn)，綠盲蝽成蟲羽化后第3 天可觀測到處于卵黃發(fā)生期的卵，羽化后第15 天達(dá)到最高。綜上所述，牧草盲蝽的卵巢結(jié)構(gòu)及發(fā)育動態(tài)與綠盲蝽基本一致。 筆者認(rèn)為兩者都屬于半翅目盲蝽科，其雌成蟲在卵巢結(jié)構(gòu)上有一定的相似之處。

對于牧草盲蝽雌成蟲的內(nèi)生殖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及卵巢發(fā)育動態(tài)研究，為深化對牧草盲蝽生殖生理學(xué)的認(rèn)識提供了基礎(chǔ)， 助于揭示其生理適應(yīng)性的機(jī)制，為其科學(xué)防治提供理論基礎(chǔ)。而昆蟲種群的數(shù)量也常常與親代卵巢發(fā)育情況具有一定相關(guān)性[10]，對牧草盲蝽卵巢進(jìn)行分級，有助于監(jiān)測其種群動態(tài)。