六斑月瓢蟲觸角及感覺器掃描電鏡觀察

白津銘， 廖詠梅， 王斯瑋， 凌科幸， 任立云

廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西 南寧 530004

六斑月瓢蟲MenochilussexmaculataFabricius屬鞘翅目Coleoptera瓢蟲科Coccinellidae(章士美等，1980)。在中國分布于云南、貴州、四川、湖南、江西、福建、廣東、廣西、海南和臺灣等省(王慶森等，2014； 章士美等，1980)，國外分布于印度、巴基斯坦、柬埔寨、越南、印度尼西亞、日本等國家(龐虹，1990)，可捕食黃胸薊馬ThripshawaiiensisMorgan、菊小長管蚜MacrosiphoniellasanborniGillette、扶桑綿粉蚧PhenacoccussolenopsisTinsley及柑橘木虱DiaphorinacitriKuwayama等多種小型昆蟲(段金花和張潤杰，2004； 李善光等，2020； Yangetal.，2006)。六斑月瓢蟲具有捕食量大、繁殖力強、耐高溫、耐饑及食性廣等優(yōu)勢，具有巨大的生防潛力。

觸角是昆蟲感受外界化學(xué)信息的重要器官，能夠幫助昆蟲完成定位獵物、交配、繁殖及遷移等活動(吳梅香等，2020； Skirietal.，2005)。目前，有關(guān)六斑月瓢蟲如何利用觸角完成獵物定位還未見諸報道。了解觸角感覺器種類、分布以及功能，有助于明確六斑月瓢蟲的定位機制。本研究通過掃描電子顯微鏡觀察六斑月瓢蟲的觸角感覺器，為探究六斑月瓢蟲對獵物的定位機制提供形態(tài)學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

六斑月瓢蟲成蟲采自廣西大學(xué)多功能標(biāo)本園(東經(jīng)108°17′24″，北緯22°51′12″)，活體裝入指型管中帶回實驗室備用。

1.2 樣品制備與電鏡觀察

取六斑月瓢蟲雌、雄成蟲各5頭，在體視顯微鏡Nikon-SMZ800N下用解剖刀切下頭部，然后用鑷子取下完整觸角。將獲得的觸角樣品分別放入裝有75%乙醇的培養(yǎng)皿中，用毛刷去除樣品表面異物后，放入裝有2.5%戊二醛磷酸緩沖液(pH=7.4)的培養(yǎng)皿固定24 h。放入超聲波清洗機JP-010T清洗3 min，重復(fù)3次，再用磷酸緩沖液沖洗3 min，重復(fù)3次。將觸角樣品依次用濃度85%、90%、95%和100%的酒精溶液逐級脫水，每級脫水20 min，然后自然干燥2 d。用鑷子將干燥好的觸角樣品粘在導(dǎo)電膠上，輕輕放置于掃描電鏡的樣品臺上，用離子噴射儀JFC-1600噴金后，通過Quattro SEM型掃描電子顯微鏡進行觀察、拍照并保存。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用ImageJ 1.48u軟件測量六斑月瓢蟲觸角長度和寬度(n=10)，采用SPSS 17.0軟件進行差異顯著性分析；差異顯著性水平為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 觸角的基本形態(tài)

六斑月瓢蟲雌雄成蟲的觸角由柄節(jié)(scape， S)、梗節(jié)(pedicel， P)和鞭節(jié)(flagellum，F(xiàn)1～F9)組成，柄節(jié)明顯較寬大；梗節(jié)較之柄節(jié)相對短小，鞭節(jié)第7、8、9亞節(jié)明顯橫向加寬，膨大成錘狀，雌雄成蟲觸角每節(jié)表面都有網(wǎng)狀或鱗狀紋(圖1)。雌蟲觸角總長(933.82±15.07) μm，其中柄節(jié)(132.08±3.06) μm，梗節(jié)(105.35±1.81) μm。雄蟲觸角總長度(950.49±21.20)μm，其中柄節(jié)(168.51±9.43)μm，梗節(jié)(100.58±2.62)μm。雌蟲觸角各節(jié)直徑略大于雄蟲各節(jié)直徑，但二者無顯著差異。

圖1 六斑月瓢蟲雌雄成蟲觸角形態(tài)特征Fig.1 Morphological characteristics of the antennae of female and male M. sexmaculata adultsA：六斑月瓢蟲雄蟲觸角；B：六斑月瓢蟲雌蟲觸角；S：柄節(jié)；P：梗節(jié)；F1～F9：第1～9 鞭節(jié)。A: The antennae of male M. sexmaculata adults; B: The antennae of female M. sexmaculata adults; S: Scape; P： Pedicel; F1-F9： 1st-9th flagellomeres.

2.2 觸角感覺器的種類及形態(tài)

六斑月瓢蟲觸角感覺器共有8種，分別為刺形感覺器(sensilla chaetica， SC)、毛形感覺器(sensilla trichoidea， ST)、錐形感覺器(sensilla basiconica， SB)、腔形感覺器(cavity-like sensilla， CaS)、鐘形感覺器(campaniform sensillum， CS)、啞鈴形感覺器(dumbbell sensilla， DS)、香腸形感覺器(sausage sensilla， SS)及B?hm氏鬃毛感覺器(B?hm bristle， BB)。各感受器形態(tài)特征對比見表1，各感受器外部形態(tài)特征見圖2。

圖2 六斑月瓢蟲雌雄成蟲觸角外部形態(tài)Fig.2 External morphological characteristics of the antennae of female and male M. sexmaculata adultsA：雄蟲觸角柄節(jié)，示SCⅠ～Ⅳ型刺形感覺器、CaSⅠ型腔形感覺器和B?hm氏鬃毛感覺器；B：雌蟲觸角鞭節(jié)第9亞節(jié)，示STⅠ～Ⅲ型毛形感覺器；C、D、E：雄蟲鞭節(jié)第9亞節(jié)，示STⅣ型毛形感覺器、SBⅠ、SBⅡ型錐形感覺器、CS鐘形感覺器、DS啞鈴形感覺器、CaSⅠ～Ⅲ腔形感覺器；F：雄蟲觸角柄節(jié)、梗節(jié)，示B?hm氏鬃毛感覺器和CaSⅠ腔形感覺器；G：雄蟲鞭節(jié)第8亞節(jié)，示STⅡ毛形感覺器；H：雄蟲鞭節(jié)第9亞節(jié)，示SS香腸形感覺器；I：雌蟲鞭節(jié)第9亞節(jié)，示SB Ⅰ～Ⅲ型錐形感覺器。A: Scape of antenna of male， showing sensilla chaetica (SCⅠ-SC Ⅳ)， cavity-like sensilla(CaSⅠ)and B?hm bristles (BB); B: Flagellomeres F9 of the antennae of female， showing sensilla trichoidea(STⅠ-ST Ⅲ); C, D, E: Flagellomeres F9 of the antennae of male，showingsensilla trichoidea(ST Ⅳ)， sensilla basiconica(SBⅠ， SBⅡ)， campaniform sensilla (CS)， dumbbell sensilla (DS), cavity-like sensilla(CaSⅠ-Ⅲ); F: Scape and pedicel of male， showing cavity-like sensilla(CaSⅠ) and B?hm bristles (BB); G: Flagellomeres F8 of the antennae of male， showing sensilla trichoidea(STⅡ) ; H: Flagellomeres F9 of the antennae of male， showing sausage sensilla (SS) ; I: Flagellomeres F9 of the antennae of female, showing sensilla basiconica (SBⅠ-SB Ⅲ).

2.2.1 刺形感覺器 刺形感覺器著生于觸角的每一節(jié)上，成簇立于觸角柄節(jié)及梗節(jié)的背面，腹面少許；基部剛直，由底部向頂端逐漸變細(xì)，呈針刺狀，表面有縱脊；其長度變化很大，根據(jù)長度將其分為4種亞型(圖2A)。

SCⅠ型：僅分布于觸角柄節(jié)、梗節(jié)及鞭節(jié)第9亞節(jié)，長度相對最長，數(shù)量較少。感覺器頂端剛直挺立或僅有小幅度彎曲。

SCⅡ型：分布于觸角柄節(jié)、梗節(jié)及鞭節(jié)每一節(jié)上，腹面背面均有分布；感覺器長度相對SCⅠ型較短，著生于觸角表皮網(wǎng)狀紋路裂縫處一個較淺的窩內(nèi)，與觸角縱軸呈一定角度。

SCⅢ型：分布在觸角柄節(jié)、梗節(jié)及鞭節(jié)第8節(jié)、第9節(jié)上，相比SC前2種亞型，SCⅢ亞型偏細(xì)偏短，稍向一側(cè)彎曲或彎曲幅度較大。

SCⅣ型：僅分布在柄節(jié)，SC 4種亞型中最短，但基部與SCⅢ基部相似，端部向一側(cè)彎曲。

2.2.2 毛形感覺器 密集分布于觸角鞭節(jié)第9亞節(jié)末端及第8亞節(jié)背面末端，呈長毛狀，基部較粗，頂端圓鈍，表面光滑。根據(jù)形態(tài)可分為4種亞型。

STⅠ型：分布于觸角鞭節(jié)的第9亞節(jié)末端，數(shù)量較少，長度最長，著生于觸角表皮一個較淺窩內(nèi)(圖2B)。

STⅡ型：分布在觸角鞭節(jié)的每一節(jié)，這種亞型數(shù)量最多，著生處較平，方向與觸角縱軸呈一定角度(圖2B、G)。

STⅢ型：分布在觸角柄節(jié)、梗節(jié)及鞭節(jié)第9亞節(jié)表皮的較淺窩內(nèi)，相較于STⅠ、STⅡ毛型感覺器，STⅢ感覺器長度最短(圖2B)。

STⅣ型：分布在觸角鞭節(jié)第9亞節(jié)，長度與STⅢ的長度相似，但在感覺器上有1或2個疣突狀構(gòu)造(圖2C)。

2.2.3 錐形感覺器 著生于凸出于觸角表面的圓形穴內(nèi)，錐狀；基部較粗大，向上逐漸變細(xì)，頂端較圓鈍，分布于六斑月瓢蟲觸角鞭節(jié)第8亞節(jié)與第9亞節(jié)連接處、第9亞節(jié)頂端。根據(jù)其形態(tài)特征將其分為3種亞型。

SBⅠ型：分布于觸角鞭節(jié)第9亞節(jié)頂端，基部有褶皺，著生在一個較平的圓形座內(nèi)；基部直徑為高的1/7～1/8，端部圓鈍。形態(tài)與毛狀感覺器Ⅱ型較為接近(圖2C、I)。

SBⅡ型：分布在觸角鞭節(jié)第8亞節(jié)與第9亞節(jié)連接處及鞭節(jié)第9亞節(jié)頂端，基部直徑為高的1/4，基部更粗，平滑，向頂端逐漸尖細(xì)(圖2C、D、I)。

SBⅢ型：僅分布在觸角鞭節(jié)第9亞節(jié)頂端，短圓錐狀，基部直徑約為高的1/2，基部著生于圓形淺窩內(nèi)(圖2C、I)。

2.2.4 鐘形感覺器 僅分布在觸角鞭節(jié)的第9亞節(jié)頂端，形如半球狀，略高于觸角表皮，具光滑清晰的基座，是一種厚壁感覺器，鐘形感覺器又有大、小2種亞型(圖2C、D)。

2.2.5 腔形感覺器 遍布觸角的每一節(jié)，多出現(xiàn)于柄節(jié)、梗節(jié)刺形感覺器基部附近，密集分布于鞭節(jié)第9亞節(jié)頂端；為觸角表皮向內(nèi)凹陷形成的外形如孔狀的觸角感覺器。根據(jù)其孔大小將其分為3種亞型。

CaSⅠ型：分布于柄節(jié)、梗節(jié)，孔大，多出現(xiàn)于刺形感覺器周圍呈環(huán)狀排列(圖2A、F)。

CaSⅡ型：散布于觸角鞭節(jié)第9亞節(jié)頂端，孔小(圖2E、I)。

CaSⅢ型：分布于觸角鞭節(jié)第9亞節(jié)頂端，有幾個小孔組成，篩孔狀，位于一圓形穴內(nèi)(圖2E)。

2.2.6 B?hm氏鬃毛感覺器 B?hm氏鬃毛分布于六斑月瓢蟲觸角的柄節(jié)及梗節(jié)連接處及柄節(jié)與頭部連接處的表面，形狀呈較短的圓錐狀或短刺狀?；看?，頂端較尖細(xì)，表面光滑，感覺器基部著生于一個深淺不一的窩內(nèi)，背面分布多于腹面(圖2A、F)。

2.2.7 啞鈴形感覺器 分布于觸角鞭節(jié)第9亞節(jié)頂端，狀如啞鈴，基部有一基座(圖2D)。

2.2.8 香腸形感覺器 分布于觸角鞭節(jié)第9亞節(jié)頂端邊緣，狀如香腸，基部有柄或無柄(圖2H)。

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)六斑月瓢蟲成蟲觸角有8種感覺器，觸角各節(jié)均有感覺器分布，尤以鞭節(jié)第8、9亞節(jié)感覺器分布最為集中。雌雄成蟲的觸角感覺器類型及分布無顯著差異。

本研究觀察到六斑月瓢蟲成蟲觸角柄節(jié)上的刺形感覺器基座處有清晰的新月狀孔、基座周圍環(huán)生腔形感覺器，該構(gòu)造與孟氏隱唇瓢蟲CryptolaemusmontrouzieriMulstant (劉平等，2013)、龜紋瓢蟲PropyleajaponicaThunberg (高芳瑞等，2017)和異色瓢蟲HarmoniaaxyridisPallas (劉健和趙奎軍，2009)感受器分布模式相似。但在采自意大利的異色瓢蟲(Sevarikaetal.,2021)和印度卡斯普洱市的六斑月瓢蟲(Pervezetal.,2020)觸角上則沒有發(fā)現(xiàn)此構(gòu)造。刺形感覺器是一種典型的接觸感覺器(Kaissling，1986)，具有機械感覺器和化學(xué)感覺器的雙重作用(Isidoroetal.,1998)。

六斑月瓢蟲雌雄成蟲觸角上的毛形感覺器STⅠ、STⅡ、STⅢ型均表面光滑，與那杰等(2008)、劉平等(2013)描述的毛形感覺器基本一致。本研究還發(fā)現(xiàn)毛形感覺器STⅣ型，這種毛形感覺器上長有1～2個圓形疣突，是首次在六斑月瓢蟲上觀察到這種構(gòu)造，可能具有接收某種信息的作用。Herveetal.(1995)認(rèn)為，表面光滑的毛形感覺器具有感受機械刺激的作用。Pervezetal.(2020)則認(rèn)為毛形感覺器可能與雌雄成蟲相互識別有關(guān)。

六斑月瓢蟲僅鞭節(jié)第9亞節(jié)分布有錐形感覺器。桉嗜木天牛PhoracanthasemipunctataFabricius觸角的錐形感受器具有識別植物氣味分子的功能，能夠感受到氣味信息(Lopesetal.,2002),而曲紋花天牛LepturaarcuataPanzer和橡黑花天牛LepturaaethiopsPoda觸角上的錐形感覺器為性信息素接收器(Zhangetal.,2011)，由此推測六斑月瓢蟲觸角上的錐形感覺器可能具有識別植物或獵物釋放的化學(xué)信息素、性信息素的作用。

B?hm氏鬃毛被認(rèn)為能夠感受到觸角的移動和位置，是一種典型的機械型感覺器，可以感受機械刺激，調(diào)控觸角轉(zhuǎn)動的速度(Schneider，1964)。

腔形感覺器常出現(xiàn)在刺形感覺器基部和鞭節(jié)第9亞節(jié)端部，推測其具有感應(yīng)溫濕度的作用。鐘形感覺器為有孔結(jié)構(gòu)(馬瑞燕和杜家緯，2000)，僅分布在觸角鞭節(jié)第9亞節(jié)，推測其可能也具有感應(yīng)溫濕度的作用(Pervez，2020)。

此外，在六斑月瓢蟲雄成蟲觸角鞭節(jié)第9亞節(jié)還發(fā)現(xiàn)啞鈴形感覺器和香腸形感覺器，這在其他瓢蟲觸角上尚未發(fā)現(xiàn)。本研究中，六斑月瓢蟲左右觸角的鞭節(jié)第9亞節(jié)端部不對稱，端部中間有一脊?fàn)顦?gòu)造，其表面凹凸不平，上面著生大量感覺器，左右兩側(cè)分布的感覺器種類也有所不同；此種結(jié)構(gòu)還未在其他瓢蟲觸角上觀察到，可能具有接收某種信息的功能。未發(fā)現(xiàn)Pervezetal.(2020)觀察到的栓錐形感覺器和芽孢形感覺器。孟氏隱唇瓢蟲觸角上存在腔錐形感覺器、耳形感覺器，七星瓢蟲上存在鉤狀感覺器、壇狀感覺器、板形感覺器及劍梢感覺器(Shefali & Omkar，2003)，但在六斑月瓢蟲觸角上未發(fā)現(xiàn)以上感覺器。

從觸角感覺器的功能推測，六斑月瓢蟲觸角可能具有感知外界機械刺激及所接觸獵物的硬度，獲取獵物的位置和移動速度，識別植物揮發(fā)物、異性性信息素和獵物氣味，以及感受溫濕度變化的作用，其真實性還有待通過電生理試驗進行驗證，啞鈴形感覺器、香腸形感覺器和端部的脊?fàn)顦?gòu)造的功能也有待進一步研究。