螺旋粉虱卵巢發(fā)育與起動活動的關(guān)系

螺旋粉虱卵巢發(fā)育與起動活動的關(guān)系

近年來，中國最適宜的潛在棲息地主要集中在中國南部，包括海南、廣東、廣東和臺灣的大多數(shù)地區(qū)。其中，云南只有分散的潛在棲息地。風(fēng)險分析模型指示的高度危險區(qū)主要包括臺灣、海南、廣東和廣西省的大部、福建東南部以及江西、云南的個別地區(qū),面積約38.84萬km2(沈文君和萬方浩,2007;李偉東等,2009)。其寄主范圍很廣,世界范圍內(nèi)報道其寄主植物有90科295屬481種,在臺灣報道有64科144種植物(溫宏治,1994a,1994b,1997;Charatietal.,2003;曹鳳勤等,2010)。在海南省,2008年調(diào)查有47科120種植物受其侵害,其中包括熱帶果樹、蔬菜、熱帶作物、糧食作物、觀賞與園藝作物;新的寄主確認(rèn)研究表明,螺旋粉虱在海南的寄主植物有49科97屬115種(含變種),包括螺旋粉虱能完成世代發(fā)育的寄主植物28科42屬45種(含變種)和其不能完成世代發(fā)育的寄主植物36科61屬70種(含變種)(韓冬銀等,2008;李國寅等,2010)。螺旋粉虱在海南一年可發(fā)生8～9代,低溫、高溫、降雨、光線強(qiáng)弱都影響其發(fā)生和繁殖。成蟲活動有明顯的規(guī)律性,晴天活動多集中在上午,陰天活動少,雨天不活動,成蟲的飛行活動可分為短距離和長距離飛行,短距離飛行是指在植株縱向和植株之間的橫向飛行,長距離的飛行則需要借助風(fēng)、氣流等外力(徐巖,1999;Ramanietal.,2002;Rashidetal.,2003;韓冬銀等,2009)。國外目前有關(guān)螺旋粉虱的研究主要集中在寄主種類調(diào)查、寄主范圍(BabuandDavid,1999;Lambkin,1999;DubeyandSndararaj,2004)、不同寄主植物對其生長發(fā)育的影響(Douressamyetal.,2002;Rajammaetal.,2002;Banjoetal.,2003)等方面。國內(nèi)研究包括對螺旋粉虱嗅覺、視覺、趨性和空間分布等的行為生物、生態(tài)學(xué)研究(SaminathanandJayaraj,2001;鄭凌燕等,2008,2009;廖永林等,2009a,2009b;時艷華等,2010;鄭麗霞等,2010)。螺旋粉虱的起飛受溫度及光照變化的影響,但是否還存在其他影響起飛及擴(kuò)散的因素及其機(jī)制尚不明確(艾怡雯等,2010)。而螺旋粉虱雌蟲在孵化的當(dāng)天便可產(chǎn)卵,其卵巢內(nèi)卵粒的成熟度與日齡有關(guān),第3日齡后,雌蟲才開始陸續(xù)由原寄主植物處向上盤旋遷飛,以尋找新寄主植物的嫩葉產(chǎn)卵(沈文君和萬方浩,2007)。那么螺旋粉虱雌蟲的起飛是否與卵粒的成熟度有關(guān)?這啟發(fā)我們探討螺旋粉虱的卵巢發(fā)育是否對其起飛產(chǎn)生影響。遷飛性昆蟲的卵巢成熟度是一個穩(wěn)定的指示其遷飛活動的指標(biāo)。如,采用卵巢發(fā)育觀測預(yù)測第3代稻縱卷葉螟CnaphalocrocismedinalisGuenee的發(fā)生期。卵巢解剖也應(yīng)用于稻縱卷葉螟和稻飛虱蟲源性質(zhì)的判斷(關(guān)瑞峰等,2008),以及對桔小實(shí)蠅BactroceradorsalisHendel產(chǎn)卵高峰期的判斷等(肖鐵光等,2009)。卵巢的發(fā)育是否可以用來指示螺旋粉虱的起飛和擴(kuò)散,有待深入研究。螺旋粉虱所產(chǎn)卵粒多有蠟粉覆蓋其上,而昆蟲產(chǎn)卵后用分泌物來保護(hù)卵的行為較為普遍,是昆蟲進(jìn)化過程中的一種適應(yīng)(廖永林等,2010),那么蠟粉的出現(xiàn)也應(yīng)該和螺旋粉虱卵巢發(fā)育同步,所以其腹部蠟塊與成蟲發(fā)育和活動的關(guān)系也有待闡明。1材料和方法1.1aphisgisi飛篩選裝置供試蟲為海南大學(xué)儋州校區(qū)環(huán)境與植物保護(hù)學(xué)院昆蟲飼養(yǎng)大棚內(nèi)盆栽番石榴PsidiumguajavaL.上飼養(yǎng)數(shù)代的雌成蟲。起飛篩選裝置采用對改進(jìn)的棉蚜Aphisgossypii起飛測定裝置(劉向東等,2003a)。先用毛筆輕觸待測成蟲,使其爬至毛筆筆尖,待其靜止后小心挑至培養(yǎng)皿底部中心并蓋上塑料杯防止逃逸,30min內(nèi)飛離此中心一定高度的成蟲為起飛成蟲,30min內(nèi)靜止不動或只做爬行的成蟲為不起飛成蟲。起飛與不起飛成蟲中均存在腹部已長出蠟塊和腹部未長出蠟塊的兩種雌蟲。1.2解剖結(jié)構(gòu)測定培養(yǎng)皿(直徑d=9cm)、1mL離心管、塑料口杯(直徑d=6cm,高h(yuǎn)=8cm)、螺旋測微尺(50分度)、解剖鏡、昆蟲針、鑷子、載玻片、滴管。1.3卵巢解剖及解剖起飛篩選實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,在解剖鏡下去除成蟲腹部蠟粉及翅,用螺旋測微尺對試蟲身體各部分進(jìn)行測量,之后再進(jìn)行卵巢解剖。體長為頭部復(fù)眼間隆起至背產(chǎn)卵瓣的長度,腹長為胸腹間縊縮處至背產(chǎn)卵瓣的長度,腹寬指腹部最寬處的寬度,胸寬指前翅翅基之間的寬度。共測量、解剖試蟲100頭,其中起飛成蟲77頭,不起飛成蟲23頭。1.4d卵巢觀察選擇不同日齡的雌成蟲放入75%酒精中浸泡24h,待蟲體壁較硬后用鑷子和解剖針去除頭、胸及腹部各節(jié)表皮,然后在清水中挑去脂肪和肌肉,使卵巢完整暴露,在體式解剖鏡下觀察、拍照。對卵巢管形態(tài)、卵黃沉積程度、卵粒形態(tài)進(jìn)行觀察并記錄卵巢管及其內(nèi)部卵粒數(shù)量。卵巢管柄、中輸卵管和側(cè)輸卵管內(nèi)所有卵粒都統(tǒng)計在懷卵量內(nèi)。共解剖不同日齡試蟲53頭。1.5數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析采用SAS軟件9.0版對各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,采用Duncan氏多重比較和簡單相關(guān)分析。2結(jié)果與分析2.1大小卵黃及發(fā)育時期0級前卵黃沉積期卵巢形態(tài)觀察螺旋粉虱成蟲具有1對卵巢,卵巢管頂端具端絲,端部柄狀,所有卵巢管都和側(cè)輸卵管相通,側(cè)輸卵管再匯合成中輸卵管。每側(cè)卵巢管數(shù)目不等,且隨發(fā)育成熟程度變化,單側(cè)卵巢管數(shù)量最多時為20條。根據(jù)其內(nèi)部卵粒形態(tài)和顏色,卵巢管可見原卵區(qū)、生長區(qū)和成熟區(qū)3個差異明顯的區(qū)段(皇甫偉國等,2007),其中,生長區(qū)較短。單側(cè)卵巢內(nèi)一般有5～8粒卵。根據(jù)卵巢形狀、卵的產(chǎn)生階段、卵巢萼內(nèi)有無卵粒以及卵黃沉積的情況對正常取食和交配的螺旋粉虱雌蟲卵巢分級。共分為6個級別,即發(fā)育初期(0級),卵黃沉積前期(Ⅰ級),卵黃沉積期(Ⅱ級),成熟待產(chǎn)期(Ⅲ級),產(chǎn)卵盛期(Ⅳ級),產(chǎn)卵末期(Ⅴ級)。發(fā)育初期(0級)的卵巢出現(xiàn)在螺旋粉虱羽化后約5h。卵巢各部分已初步形成,整個卵巢均勻透明,卵巢管分區(qū)不明顯,互相纏繞成束,難以分離(圖1:A)。卵黃沉積前期(Ⅰ級)的卵巢出現(xiàn)在螺旋粉虱羽化后約24h。卵巢開始渾濁,原卵區(qū)膨大甚至成熟區(qū)可能出現(xiàn)少量近成熟卵粒,附腺(貯膠腺)膨大,卵室初步形成,卵巢萼內(nèi)可能有少量卵粒,容易解剖到完整的卵巢(圖1:B)。卵黃沉積期(Ⅱ級),出現(xiàn)在羽化后約48h。卵巢管生長區(qū)至成熟區(qū)繼續(xù)膨大形成卵室,卵黃沉積開始發(fā)生,側(cè)輸卵管開始膨大,附腺(貯膠腺)較前一時期細(xì)弱(圖1:C)。成熟待產(chǎn)期(Ⅲ級),出現(xiàn)在羽化后約72h。卵巢管成熟區(qū)多充滿卵粒,側(cè)輸卵管中已出現(xiàn)成熟卵粒,卵黃沉積豐滿,附腺(貯膠腺)較前一時期透明(圖1:D),解剖出的卵巢較完整,但卵巢管易破裂,卵粒容易溢出。產(chǎn)卵盛期(Ⅳ級),出現(xiàn)在羽化后≥72h的時間內(nèi),卵巢萼基部卵粒成熟,儲存于卵巢管柄,1條卵巢管內(nèi)只存1粒成熟卵,卵巢管壁薄,極易破裂。剖開雌蟲腹部有大量卵散出,難以解剖到完整卵巢,附腺(貯膠腺)已不明顯(圖1:E)。產(chǎn)卵末期(Ⅴ級)一般出現(xiàn)在成蟲羽化后120h,卵巢內(nèi)成熟卵粒和不成熟卵粒明顯減少,僅部分卵巢管內(nèi)存在幾粒成熟卵,卵室之間有縊縮而呈念珠狀,卵巢管中下部明顯變細(xì)萎縮。卵巢管基部卵黃沉積明顯,附腺(貯膠腺)已難以發(fā)現(xiàn)(圖1:F)。2.2體形態(tài)和形態(tài)經(jīng)過對起飛的雌蟲的卵巢解剖,發(fā)現(xiàn)88.31%的雌蟲的卵巢發(fā)育處于產(chǎn)卵盛期(Ⅳ級),體附蠟塊和無蠟塊的雌蟲中,起飛個體與不起飛個體的卵巢管數(shù)目、懷卵量和體型指標(biāo)差異均不顯著。體附蠟塊的雌蟲中,起飛個體的卵巢管數(shù)少于不起飛的個體,懷卵量高于不起飛個體;體型上,起飛個體的體長、腹長、胸寬小于不起飛個體,而其腹寬大于不起飛個體。體無蠟塊的雌蟲中,起飛個體的卵巢管數(shù)多于不起飛的個體,懷卵量低于不起飛個體;體型上,起飛個體的體長、腹長小于不起飛個體,而其胸寬和腹寬與不起飛個體接近(表1)。此外,成熟的受精囊(圖1:H)較不成熟的受精囊(圖1:G)形態(tài)上明顯膨大。附蠟塊起飛的雌蟲受精囊發(fā)育成熟的個體比例最高(97.87%),顯著高于附蠟塊不起飛(77.78%)及無蠟塊起飛雌蟲中的比例(73.33%),在無蠟塊不起飛雌蟲中的比例最低(42.86%)。2.3個人及體型各指標(biāo)比較起飛的雌蟲中,除卵巢管數(shù)外,附蠟塊個體的懷卵量及體型各指標(biāo)均顯著高于無蠟塊的個體。不起飛的雌蟲中,附蠟塊個體的卵巢管數(shù)、懷卵量及體型的各指標(biāo)均值都高于無蠟塊的個體,但差異不顯著(表2)。2.4蠟塊的成蟲發(fā)育的各指標(biāo)之間的相關(guān)性起飛且體附蠟塊雌蟲懷卵量與體型數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析表明,懷卵量與腹長相關(guān)不顯著,懷卵量與腹寬相關(guān)顯著,懷卵量與腹長和腹寬乘積相關(guān)顯著;懷卵量與體長相關(guān)不顯著;體長與腹長相關(guān)極顯著,體長與腹寬相關(guān)極顯著,體長與腹長和腹寬乘積相關(guān)極顯著(表3)。起飛且體無蠟塊的雌蟲其發(fā)育的各指標(biāo)之間無相關(guān)性,不起飛的雌蟲中,體附蠟塊和體無蠟塊雌蟲的各指標(biāo)之間也不具有相關(guān)性(表4～6)。起飛且體無蠟塊雌蟲的懷卵量與腹長相關(guān)不顯著,懷卵量與腹寬相關(guān)不顯著,懷卵量與腹長和腹寬乘積相關(guān)不顯著;懷卵量與體長相關(guān)不顯著,體長與腹長相關(guān)不顯著,體長與腹寬相關(guān)不顯著,體長與腹長和腹寬乘積相關(guān)不顯著(表4)。不起飛且體附蠟塊雌蟲的懷卵量與腹長相關(guān)不顯著,懷卵量與腹寬相關(guān)不顯著,懷卵量與腹長和腹寬乘積相關(guān)不顯著;懷卵量與體長相關(guān)不顯著,體長與腹長相關(guān)不顯著,體長與腹寬相關(guān)不顯著,體長與腹長和腹寬乘積相關(guān)不顯著(表5)。不起飛且無蠟塊雌蟲的懷卵量與腹長相關(guān)不顯著,懷卵量與腹寬相關(guān)不顯著,懷卵量與腹長和腹寬乘積相關(guān)不顯著;懷卵量與體長相關(guān)不顯著,體長與腹長相關(guān)不顯著,體長與腹寬相關(guān)不顯著,體長與腹長和腹寬乘積相關(guān)不顯著(表6)。3結(jié)論和討論3.1膜外手術(shù)后紅酵母卵粒及卵粒發(fā)育形態(tài)的變化本文系首次研究螺旋粉虱的卵巢發(fā)育分級,將其發(fā)育分為6個級別。此分級僅是以形態(tài)變化作為依據(jù),如果要應(yīng)用到田間調(diào)查,可能還需要加以區(qū)別。Kurihara和Matsuzaki(1989)對稻水象甲LissorhoptrusoryzophilusKuschel的卵巢進(jìn)行分級以卵巢的超微結(jié)構(gòu)和卵子生成過程為依據(jù),而在田間調(diào)查中,則主要以卵粒的發(fā)育形態(tài)作為分級標(biāo)準(zhǔn),其分級級別在產(chǎn)卵末期后增加了產(chǎn)后衰老期(翟保平,1998)。在之前的研究中,柑桔爆皮蟲AgrilusauriventrisSaunders的卵巢管發(fā)育被分為6個級別(皇甫偉國等,2007)。蓮草直胸跳甲AgasicleshygrophilaSelman&Vogt的卵巢被分為5個級別,其中沒有卵黃沉積前期(陳磊等,2009)。3.2螺類粉病的決定因素大多數(shù)2日齡以上起飛螺旋粉虱的卵巢發(fā)育處于產(chǎn)卵盛期(Ⅳ級),起飛且附蠟塊個體卵巢管數(shù)少于不起飛且附蠟塊的個體,但起飛與不起飛個體的卵巢管數(shù)、懷卵量及體型差異不顯著,這說明卵巢發(fā)育、體型發(fā)育對起飛有一定影響,但并不是起飛與否的決定性因素,螺旋粉虱的起飛可能是多種因素綜合作用的結(jié)果。卵巢與飛行的共軛關(guān)系及飛行能力是昆蟲遷飛的證明(劉向東等,2003b),那么螺旋粉虱是否發(fā)生遷飛行為還需進(jìn)一步研究。起飛且附蠟塊的雌蟲和起飛且無蠟塊的雌蟲在懷卵量和體型上差異均極顯著,附蠟塊起飛的個體其受精囊發(fā)育成熟的個體比例最高?？梢?蠟塊對于起飛雌蟲來說,是其卵巢和身體發(fā)育成熟的重要指示。成蟲腹部的4對復(fù)合孔,分泌絲狀蠟塊,是螺旋粉虱區(qū)別于其他粉虱的主要特征;絲狀蠟絲最長可達(dá)蟲體10倍以上(韓冬銀等,2009)。蠟塊的出現(xiàn)對成蟲的產(chǎn)卵及若蟲的存活具有重要意義,成蟲在產(chǎn)卵同時分泌蠟粉,蠟粉對若蟲起到保溫作用,還可限制其向蠟圈外移動,對其他植食性和捕食性昆蟲也有一定的驅(qū)趕作用(廖永林等,2010)。3.3肢體肢體膨脹起飛且附蠟塊個體中,懷卵量和腹部寬度的相關(guān)顯著可以說明螺旋粉虱發(fā)育成熟時成熟卵粒增加,引起腹部膨脹。體長與其他體型指標(biāo)的相關(guān)性說明,體長的增長主要是由腹長的增長引起的,蝗蟲也有類似情況,同一齡期的蝗蝻其體型的變化主要發(fā)生在腹部,因?yàn)楦共扛鞴?jié)沒有愈合成一個整塊,節(jié)間膜發(fā)達(dá),隨著生長使腹部向長的方面發(fā)展(林開江,1958)。3.4螺粉保肝作用的發(fā)育時期15:32日至20月20日粘蟲在卵粒成熟期及產(chǎn)卵期,其成熟的受精囊也是膨大的(孫金如,1990)。而幾乎所有起飛且腹部附蠟塊的螺旋粉虱雌蟲,都有膨大的受