南洋臀紋粉蚧雌成蟲(chóng)主要器官及其蠟泌物的掃描電鏡觀察

黃 鵬，姚錦愛(ài)，余德億，侯翔宇

(福建省作物有害生物監(jiān)測(cè)與治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，福州 350013)

南洋臀紋粉蚧Planococcuslilacinus(Cockerell)屬半翅目Hemiptera粉蚧科Pseudococcidae，是一種世界性花果害蟲(chóng)，廣泛分布于亞洲、非洲、大洋洲和南美洲等地區(qū)，特別是在泰國(guó)、菲律賓、印度尼西亞、馬來(lái)西亞等東南亞國(guó)家和我國(guó)臺(tái)灣尤為常見(jiàn)(Tuetal.，1988；Ooietal.，2002；EPPO，2013)，可危害可可、番荔枝、紅毛榴蓮、番石榴、柑橘、美洲木棉、羊蹄甲、變?nèi)~木、桅子花和杜鵑等35個(gè)科100余種水果、林木和觀賞植物(Ben-Dov，1994；黃邦侃，1999)。該蟲(chóng)于2007年被我國(guó)列入進(jìn)境植物檢疫性有害生物(中國(guó)人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部，2007)，目前在國(guó)內(nèi)尚未有廣泛分布的報(bào)道，但筆者調(diào)查發(fā)現(xiàn)該蟲(chóng)現(xiàn)已在福建省漳州市詔安縣的番荔枝果園中為害較重，若蟲(chóng)和成蟲(chóng)常群集刺吸為害果實(shí)、嫩葉、幼芽等部分，同時(shí)還分泌蜜露誘發(fā)煤煙病，直接或間接影響番荔枝的產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值；此外，該蟲(chóng)體表還覆蓋大量蠟質(zhì)，不易防治，急需防控。

目前，針對(duì)該蟲(chóng)的研究還主要偏向于檢測(cè)、檢疫及適生區(qū)分析等方面(徐梅等，2008；徐浪等，2010；齊國(guó)君等，2015；高明等，2019；趙天澤等，2019)，而有關(guān)該蟲(chóng)生物和生態(tài)學(xué)及防控措施等方面的研究還相對(duì)較少。介殼蟲(chóng)在長(zhǎng)期進(jìn)化的過(guò)程中，形成了結(jié)構(gòu)獨(dú)特的觸角、口器和足等器官，用于開(kāi)展覓食、求偶、產(chǎn)卵、棲息和趨避等行為活動(dòng)(蔡鴻嬌等，2012)；同時(shí)，介殼蟲(chóng)體表具三格腺、多格腺和管狀腺等多種泌蠟腺體，能分泌大量蠟質(zhì)，起到隱藏和保護(hù)作用，不僅可抵御氣候變化的影響和天敵的捕食及減輕殺蟲(chóng)劑的傷害，還能使蟲(chóng)體常粘附于田間器械、動(dòng)植物或人體上進(jìn)行傳播、擴(kuò)散(Ben-Dov and Hodgson，1997；武英達(dá)，2016)；因此，了解介殼蟲(chóng)及其蠟泌物的結(jié)構(gòu)特征對(duì)探討介殼蟲(chóng)分類(lèi)地位、生長(zhǎng)發(fā)育、生理代謝、生活習(xí)性、遺傳進(jìn)化及科學(xué)防治等諸多方面都具有重要的理論意文和應(yīng)用價(jià)值(夏向向，2013；武英達(dá)，2016)。近年來(lái)，掃描電子顯微鏡已越來(lái)越多地被研究學(xué)者用于觀察昆蟲(chóng)的超微結(jié)構(gòu)，現(xiàn)階段有關(guān)介殼蟲(chóng)及其蠟泌物超微結(jié)構(gòu)的研究涉及19科73屬112種(武英達(dá)，2016)，但未見(jiàn)南洋臀紋粉蚧在此方面的相關(guān)報(bào)道。本研究從番荔枝上采集南洋臀紋粉蚧，以其中最具代表性的雌成蟲(chóng)(體型最大、體表蠟質(zhì)最厚、取食和為害能力最強(qiáng))為供試蟲(chóng)源，利用掃描電鏡觀察該蟲(chóng)體表主要器官、蠟質(zhì)及泌蠟腺體的超微結(jié)構(gòu)，初步揭示該蟲(chóng)及其蠟泌物的結(jié)構(gòu)特征，為后續(xù)進(jìn)一步明確該蟲(chóng)的生物和生態(tài)學(xué)特性及探討有效防控措施提供支持。

1 材料與方法

1.1 供試蟲(chóng)源

從福建省漳州市詔安縣金星鄉(xiāng)的番荔枝果園中(北緯23°76′22″、東經(jīng)117°26′42″)，采集含有南洋臀紋粉蚧的番荔枝果實(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室，從果實(shí)上選取體型最大、體表蠟質(zhì)最厚、取食和為害能力最強(qiáng)的雌成蟲(chóng)備用。

1.2 蟲(chóng)體表面蠟質(zhì)的超微結(jié)構(gòu)觀察

參考張艷峰等(2013)的方法，在SZ-760型體視顯微鏡(重慶奧特光學(xué)儀器有限責(zé)任公司)下挑取蠟質(zhì)相對(duì)完整的南洋臀紋粉蚧雌成蟲(chóng)(圖1-A)，在實(shí)驗(yàn)室自然干燥后，先粘于樣品臺(tái)上，再置于IB-5型離子鍍膜儀(日本EIKOIB公司)上噴金5 min，后用JSM-840型掃描電子顯微鏡(日本電子公司)觀察、拍攝蟲(chóng)體表面蠟質(zhì)的超微結(jié)構(gòu)。

1.3 蟲(chóng)體表面主要器官及泌蠟腺體的超微結(jié)構(gòu)觀察

參考武英達(dá)(2012)和Sirisena等(2015)的方法，在體視顯微鏡下挑取蟲(chóng)體完整的南洋臀紋粉蚧雌成蟲(chóng)，置于pH7.2的磷酸鹽緩沖液中，用小毛筆反復(fù)清洗蟲(chóng)體表面的蠟絲，并要保證蟲(chóng)體完整；清洗后用2.5%戊二醛溶液于4℃冰箱中固定24 h；然后每隔10 min依次用濃度為75%、80%、85%、90%、95%和100%乙醇脫水；脫水后再用氯仿中浸泡1 h，溶解蟲(chóng)體表面蠟質(zhì)，后用100%乙醇清洗蟲(chóng)體；接著用JFD-320型冷凍干燥儀(日本電子公司)干燥，再粘于樣品臺(tái)上并置于IB-5型離子鍍膜儀上噴金5 min；最后用JSM-840型掃描電子顯微鏡觀察、拍攝蟲(chóng)體表面的觸角、眼、口器、足、腹臍和背孔等主要器官及三格腺、多格腺、管狀腺和刺孔群等泌蠟腺體的超微結(jié)構(gòu)。

2 結(jié)果與分析

2.1 南洋臀紋粉蚧雌成蟲(chóng)的形態(tài)及其體表主要器官的超微結(jié)構(gòu)

南洋臀紋粉蚧雌成蟲(chóng)呈卵形或?qū)捖研危L(zhǎng)2.61～4.07 mm、寬1.53～3.06 mm、外覆白色粉狀厚蠟被，腹部背面分節(jié)明顯，體緣具18對(duì)蠟棒(圖l-A)。觸角：絲狀，8節(jié)，全長(zhǎng)354.42～428.57 μm；其中柄節(jié)、梗節(jié)和第1鞭節(jié)較長(zhǎng)，分別為63.47～78.67 μm、43.47～56.70 μm和40.14～50.04 μm；第2～5鞭節(jié)較短，分別為26.80～30.37 μm、27.91～33.37 μm、30.14～36.04 μm和35.70～43.37 μm；第6鞭節(jié)最長(zhǎng)且常有分節(jié)亞痕跡，為86.80～100.04 μm；各節(jié)著生長(zhǎng)8.75～47.22 μm的毛形和刺形感受器，越靠近末端感受器數(shù)量越多(圖1-B和圖1-C)。眼：1對(duì)，單眼、球形，直徑29.11～31.65 μm，位于觸角后面(圖l-D)?？谄鳎捍涛?、發(fā)達(dá)；喙似錐形，2節(jié)，長(zhǎng)0.14～0.18 mm，也著生長(zhǎng)22.05～35.43 μm的毛形和刺形感受器，也是越靠近末端感受器數(shù)量越多(圖l-E)。足：3對(duì)，發(fā)達(dá)，基節(jié)寬、轉(zhuǎn)節(jié)短、股節(jié)粗壯、脛節(jié)和跗節(jié)細(xì)長(zhǎng)、爪下無(wú)小齒；其中前足對(duì)應(yīng)各節(jié)分別長(zhǎng)126.67～143.33 μm、76.65～93.33 μm、110.00～116.52 μm、103.33～112.48 μm、73.05～76.28 μm和33.35～44.01 μm；中足對(duì)應(yīng)各節(jié)分別長(zhǎng)120.00～133.33 μm、102.29～111.08 μm、156.60～170.00 μm、123.30～136.68 μm、86.69～93.54 μm和53.27～57.08 μm；后足對(duì)應(yīng)各節(jié)分別長(zhǎng)156.64～163.38 μm、110.05～122.10 μm、160.37～173.33 μm、129.92～153.44 μm、82.76～88.23 μm和30.00～33.59 μm；每對(duì)足上也交錯(cuò)分布著長(zhǎng)20.83～118.75 μm的毛形和刺形感受器，且跗冠毛和爪冠毛頂端膨大(圖l-F)。腹臍：發(fā)達(dá)、唇形，長(zhǎng)121.60～205.45 μm、寬85.12～136.91 μm，位于第3和第4腹節(jié)間，有節(jié)間褶橫過(guò)(圖l-G)。背孔：2對(duì)，發(fā)達(dá)、也似唇形，分別位于前胸背板和第6腹節(jié)背板上，內(nèi)緣硬化，孔瓣上有20～22個(gè)三格腺，3～8根附毛(圖l-H)。

2.2 南洋臀紋粉蚧體表蠟質(zhì)和泌蠟腺體的超微結(jié)構(gòu)

體表蠟質(zhì)：包含帶狀蠟絲、空心管狀長(zhǎng)蠟絲和月牙形蠟絲；其中帶狀蠟絲，扁平、光滑，寬1.81～1.99 μm，兩側(cè)厚、中間薄，形如鐵軌，并呈螺旋式卷曲，該蠟質(zhì)大量分布于整個(gè)蟲(chóng)體，占體表蠟質(zhì)的絕大部分，尤其在背面和體緣堆積形成一層厚蠟被；空心管狀蠟絲，直徑2.75～3.13 μm，外表具有明顯細(xì)長(zhǎng)的褶皺，該蠟質(zhì)主要分布于蟲(chóng)體腹部腹面和體緣；月牙形蠟絲，短小、卷曲，直徑1.88～2.58 μm，外表也具有輕微褶皺，該蠟質(zhì)主要分布于蟲(chóng)體腹部腹面(圖2-A和圖2-B)。三格腺：近圓形、突出，直徑3.40～4.09 μm，內(nèi)具3個(gè)呈品字形排列、形似“B”字的斜孔，該腺體均勻分布于蟲(chóng)體背、腹面，可分泌帶狀蠟絲，是粉蚧科的特征腺體和南洋臀紋粉蚧最主要的泌蠟腺體(圖2-C和圖2-E)。管狀腺：圓形、開(kāi)口呈環(huán)狀或管狀凸出，直徑3.32～3.56 μm，自上而下呈雙層圓孔結(jié)構(gòu)，該腺體分布在腹部腹面和體緣，可分泌絲空心管狀蠟絲(圖2-D和圖2-F)。多格腺：圓形、略下凹，直徑4.46～5.63 μm，中央?yún)^(qū)域有個(gè)近十邊形的突起，其周?chē)鷮?duì)應(yīng)分布10個(gè)小孔，該腺體分布在腹部腹面，可分泌月牙形形蠟絲(圖2-D和圖2-G)。刺孔群：18對(duì)，每對(duì)各具2根長(zhǎng)14.29～23.81 μm的錐刺和多個(gè)三格腺，該腺體均勻分布于體緣，主要由腺體上三格腺群分泌帶狀蠟絲在體緣堆積成18對(duì)蠟棒，是粉蚧科特有泌蠟機(jī)構(gòu)(圖l-A和圖2-H)。

圖1 南洋臀紋粉蚧雌成蟲(chóng)的形態(tài)及其體表主要器官的超微結(jié)構(gòu)Fig.1 Morphology of Planococcus lilacinus female adult and ultrastructure of main organs on the body surface of this mealybug注: A, 雌成蟲(chóng)(體視顯微鏡); B, 觸角; C, 第6鞭節(jié)分亞節(jié); D, 眼(單眼); E, 口器(喙); F, 后足; G, 腹臍; H, 背孔。Note: A, Female adult (Stereoscope); B, Antenna; C, Subsegment on the sixth flagella of antenna; D, Eye (Ocellus); E, Mouthparts (Fistula); F, Metapedes; G, Circulus; H, Ostioles.

3 結(jié)論與討論

介殼蟲(chóng)在長(zhǎng)期進(jìn)化的過(guò)程中，形成了結(jié)構(gòu)獨(dú)特、與生存和繁殖環(huán)境相適應(yīng)的各種器官，用于感知寄主、配偶及抵御逆境、天敵等各種行為活動(dòng)(蔡鴻嬌等，2012)。本研究通過(guò)掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，南洋臀紋粉蚧雌成蟲(chóng)的觸角8節(jié)、口器和足發(fā)達(dá)，其上分布有不同長(zhǎng)度的毛形和刺形感受器，借鑒其它昆蟲(chóng)和粉蚧資料可推測(cè)這些感受器能充當(dāng)機(jī)械和化學(xué)受體，具觸覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)等多重功能，用于感受氣味(寄主揮發(fā)性物質(zhì)、信息素和聚集激素)、聲音、溫濕度等外界環(huán)境的變化(彩萬(wàn)志等，2001；余海忠，2007；趙杰軍等，2012；王洪亮等，2013；王旭，2017)；眼為單眼，可感受光線強(qiáng)弱但無(wú)成像功能，這可能是其喜陰及長(zhǎng)期固定為害等生活習(xí)性進(jìn)化的結(jié)果；發(fā)達(dá)的腹臍和背孔是該粉蚧的兩個(gè)顯著特征，借鑒其它粉蚧資料可推測(cè)腹臍是一種吸附器官，有助于該粉蚧附著在寄主植物上刺吸為害，而背孔是一種防御器官，會(huì)在蟲(chóng)體受到外界干擾或刺激時(shí)分泌出能快速凝結(jié)的液體，污染捕食者口器以抵御外敵(徐盼，2013；Sirisenaetal.，2015)?？梢?jiàn)，南洋臀紋粉蚧的觸角、眼、口器、足、腹臍和背孔等體表器官在其搜索寄主、尋找配偶、群集為害和驅(qū)避天敵等行為活動(dòng)方面發(fā)揮重要的作用。

介殼蟲(chóng)一生大部分時(shí)期都固定在植物表面刺吸為害，遇到外界侵?jǐn)_時(shí)無(wú)法像其他昆蟲(chóng)或動(dòng)物可主動(dòng)避害，因此其蠟泌物所形成的蠟殼或蠟被在對(duì)其生存、繁殖所具有的保護(hù)作用就顯得尤為重要；也正是由于這些蠟泌物的分泌，使介殼蟲(chóng)對(duì)外界不利環(huán)境具有很強(qiáng)的抵御能力，但這也給防治工作帶來(lái)困難(Ben-Dov and Hodgson，1997；夏向向，2013；張艷峰，2013；Sirisenaetal.，2015；武英達(dá)，2016)。本研究通過(guò)掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，南洋臀紋粉蚧雌成蟲(chóng)體表的蠟質(zhì)和泌蠟腺體的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)具有多樣性，由三格腺分泌的帶狀蠟絲大量分布于整個(gè)蟲(chóng)體，占體表蠟質(zhì)的絕大部分，尤其在背面和體緣堆積形成一層白色厚蠟被，可起到良好的隱蔽和保護(hù)作用，以躲避天敵的捕食；由管狀腺分泌的空心管狀蠟絲主要分布于蟲(chóng)體腹部腹面，推測(cè)其主要作用是構(gòu)成具有保護(hù)作用的卵囊用于產(chǎn)卵；而由多格腺分泌的月牙形蠟絲分布于腹部腹面，推測(cè)其主要作用是保護(hù)卵粒并防止其相互粘連；由刺孔群分泌的蠟絲在體緣堆積形成蠟棒，不僅可保護(hù)蟲(chóng)體，還有助于蟲(chóng)體粘附于田間器械、動(dòng)植物或人體上進(jìn)而傳播、擴(kuò)散；同時(shí)，由于粉蚧的蠟質(zhì)的主要成分為脂類(lèi)化合物，疏水性和抗寒性較強(qiáng)，因此可有效抵御病原微生物的入侵、化學(xué)農(nóng)藥的滲透和不良?xì)夂虻那忠u(Foldi，1991；謝映平等，2006)。可見(jiàn)，體表蠟質(zhì)和泌蠟腺體在南洋臀紋粉蚧生存繁殖、抵御逆境和傳播擴(kuò)散等生命活動(dòng)方面發(fā)揮重要的作用。

介殼蟲(chóng)的生活環(huán)境和習(xí)性，造就了其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征；此外不同發(fā)育階段，其體表器官、蠟泌物和泌蠟腺體的形態(tài)結(jié)構(gòu)也可能存在差異(夏向向，2013；張艷峰，2013；武英達(dá)，2016)。本研究初步揭示了南洋臀紋粉蚧雌成蟲(chóng)及其蠟泌物的結(jié)構(gòu)特征，后續(xù)將進(jìn)一步觀察該蟲(chóng)其他性別、蟲(chóng)齡及其蠟泌物的結(jié)構(gòu)特征，探討蟲(chóng)體上各種形狀感受器的具體功能，分析各種蠟泌物的化學(xué)成分，這些均有助于了解南洋臀紋粉蚧的生物和生態(tài)學(xué)特性，可為探討其有效防控措施提供科學(xué)依據(jù)。

致謝：本研究采集的南洋臀紋粉蚧承蒙北京林業(yè)大學(xué)武三安教授幫助鑒定，在此深表感謝！