兩種葉蠅觸角、下顎須感受器的超微結(jié)構(gòu)觀察

1、 兩種葉蠅觸角、下顎須感受器的超微結(jié)構(gòu)觀察 關(guān)宇梁 尹新明 李寧俠 席玉強(qiáng)摘 要：雙翅目葉蠅科真葉蠅亞科真葉蠅屬成蟲觸角第1鞭節(jié)和下顎須極度膨大，其表面感受器的形態(tài)和功能缺乏系統(tǒng)研究。為了明確其超微結(jié)構(gòu)、類型和分布情況，利用掃描電子顯微鏡對(duì)該屬2個(gè)代表種，黑三角真葉蠅和廣西真葉蠅的成蟲觸角感受器和下顎須感受器的超微形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察和研究。結(jié)果表明，這2種葉蠅種類觸角感受器種類基本相同，且雌雄無太大差別，共存在5種感受器，分別為毛形感器、錐形感器I、錐形感器II、刺形感器和鬃形感器;下顎須具4種感受器，分別為毛形感器、刺形感器、錐形感器II和鬃形感器。對(duì)兩種真葉蠅的觸角和下顎須各種感受器的形態(tài)、

2、分布特點(diǎn)進(jìn)行了描述，并對(duì)其功能進(jìn)行了一定的探討，感受器種類無太大差別，僅數(shù)量和分布有所差別。Key：黑三角真葉蠅;廣西真葉蠅;觸角;下顎須;感受器：Q969.464.6 ：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.05.017Abstract：The genus Phyllomyza of subfamily Phyllomyzinae with extremely enlarge first flagellomere and palpus， the morphology and function of the sensilla are poorly kno

3、wn. Therefore， the external form， types and distribution of sensilla on the antennae and palpus of Phyllomyza peceusa and Phyllomyza guangxiensis were observed by scanning electron microscope. In this study， we described the ultra-morphology of sensilla on the adult antennae and palpus. Five types o

4、f antennae sensilla were found： sensilla trichodea， sensilla basiconica type I， sensilla basiconica type II， sensilla chaeticaand sensilla achaetiea. Meanwhile， there were four types of palpus sensilla，including sensilla trichodea， sensilla chaetica， sensilla basiconica type II and sensilla achaetie

5、a. The morphology and distribution of the various receptors of antennae and paplus of the two species were described. Moreover， their functions were discussed. We found there was no difference of the sensilla types between antenna and palpus except for the numbers and distribution.Key words： Phyllom

6、yza peceusa; Phyllomyza guangxiensis; antenna; palpus; sensilla地球上昆蟲種類繁多，昆蟲通過覓食、尋找棲息地、防御、繁殖等行為完成生命活動(dòng)，大多數(shù)昆蟲通過求偶、交配、產(chǎn)卵完成世代的繁衍，而昆蟲的這些活動(dòng)都需要感受器協(xié)助才能完成。感受器是昆蟲體壁特化的一部分表皮，是對(duì)周圍環(huán)境和內(nèi)部各種刺激產(chǎn)生反應(yīng)的重要結(jié)構(gòu)，它們與神經(jīng)系統(tǒng)一起控制和調(diào)節(jié)昆蟲的行為1。昆蟲體表感受器是維持其正常生命活動(dòng)的重要器官，觸角和口器是感受器分布最集中的結(jié)構(gòu)2-3，其表面具有種類繁多的感受器。利用掃描電鏡、透射電鏡對(duì)昆蟲感受器超微結(jié)構(gòu)觀察的研究越來越普遍，這對(duì)昆蟲

7、形態(tài)分類和昆蟲行為等方面的研究起到了促進(jìn)作用。不同昆蟲的感受器種類和功能也有不同，同一感受器的基本形態(tài)和功能有相似之處。昆蟲感受器的研究對(duì)掌握昆蟲行為具有重要作用。隨著對(duì)雙翅目昆蟲感受器研究的不斷深入，有關(guān)雙翅目昆蟲觸角感受器的研究報(bào)道逐漸增多，已有研究表明，雙翅目昆蟲的觸角感受器常見的有毛形感受器（sensilla trichodea， ST）、刺形感受器（sensilla chaetica， SCh）、腔錐形感受器（sensilla basieoniea， SB），偶見瓶形感受器（sensilla doleiform， SD）和栓錐形感受器（sensilla styloconic， SS）

8、，但這些研究多數(shù)集中在有瓣蠅類，而無瓣蠅類的觸角感受器研究較少4-11。真葉蠅屬（Phyllomyza）隸屬于葉蠅科（Milichiidae）真葉蠅亞科（Phyllomyzinae），其幼蟲腐生，部分種類成蟲具有適蟻性，能夠與螞蟻“和睦共處”，有些種類還具有盜寄生性習(xí)性，能夠取食獵蝽、蜘蛛等捕獲的獵物12-13;有些種類是蠟花屬植物的傳粉昆蟲。真葉蠅屬昆蟲具有發(fā)達(dá)的觸角第一鞭節(jié)和下顎須，這是其他近緣科種類不具有的形態(tài)特征。研究這些特殊的特征，為進(jìn)一步探索本屬昆蟲的行為機(jī)制提供依據(jù)。本研究利用掃描電子顯微鏡觀察了真葉蠅屬2個(gè)代表種：黑三角真葉蠅（Phyllomyza peceus）和廣西真葉蠅（

9、Phyllomyza guangxiensis）成蟲的觸角和下顎須感受器，描述了2種真葉蠅感受器的形態(tài)、種類、數(shù)量及分布，分析感受器的生理功能，對(duì)進(jìn)一步探討葉蠅科昆蟲的生物學(xué)習(xí)性提供理論基礎(chǔ)。1 材料和方法1.1 供試材料1.1.1 供試蟲源 本研究所用蟲源均為95%酒精浸泡標(biāo)本。黑三角真葉蠅標(biāo)本采自陜西柞水營盤鎮(zhèn)，廣西真葉蠅標(biāo)本采自廣西防城港上思縣。1.1.2 供試儀器 掃描電鏡：FEI公司生產(chǎn)的Quanta 200F;臨界點(diǎn)干燥儀為德國徠卡公司生產(chǎn)的EM CPD300。1.2 試驗(yàn)方法1.2.1 掃描電鏡的樣品制備與觀察 取觸角完整的2種葉蠅雌雄蟲各10頭，在放大鏡下用鑷子、剪刀將觸角和下

10、顎須完整取下，用超聲清洗儀清洗3 mins，蒸餾水清洗3次;然后用KI導(dǎo)電液處理12 h，蒸餾水清洗3次，每次15 mins;隨后用50%，70%，80%，95%，100%梯度乙醇脫水，每個(gè)梯度15 mins;臨界點(diǎn)干燥，緊接著粘樣，使用雙面到點(diǎn)膠帶將觸角和下顎須按背面、側(cè)面和腹面3個(gè)角度粘在樣品臺(tái)上，采用離子濺射器噴金。用QUANTA 200F掃描電子顯微鏡下在15-20 kV加速電壓下觀察、拍照。感受器的鑒別、命名和描述依照Reference4-6，9。1.2.2 數(shù)值計(jì)量方法 各類型感受器的數(shù)量在掃描電鏡下進(jìn)行觀察計(jì)數(shù)，感受器的基部直徑、整體長度利用游標(biāo)卡尺測(cè)量出數(shù)值，通過縮放比例換算出

11、實(shí)際數(shù)值。用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。2 結(jié)果與分析2.1 觸角形態(tài)特征黑三角真葉蠅（圖1-A）和廣西真葉蠅（圖2-A）觸角均為具芒狀，著生于頭部顏面中部，由柄節(jié)、梗節(jié)和鞭節(jié)組成，柄節(jié)較短，梗節(jié)稍長，鞭節(jié)極度膨大，鞭節(jié)外側(cè)著生特長的觸角芒。黑三角真葉蠅觸角全長約293298 m，柄節(jié)長4043 m，梗節(jié)長98100 m，鞭節(jié)長150153 m。柄節(jié)、梗節(jié)和鞭節(jié)基部均稍窄，端部較寬，鞭節(jié)幾乎呈矩形。著生在鞭節(jié)外側(cè)的觸角芒長570575 m，分為3節(jié)，第1節(jié)極短，第2節(jié)長5053 m，第3節(jié)長523525 m（圖1-B）。雌蟲和雄蟲無顯著差異。廣西真葉蠅觸角全長約295299 m，柄節(jié)

12、長4043 m，梗節(jié)長9598 m，鞭節(jié)長160162 m。柄節(jié)、梗節(jié)和鞭節(jié)基部均較窄，端部較寬，鞭節(jié)呈不規(guī)則四邊形。著生在鞭節(jié)外側(cè)的觸角芒長580585 m，分為3節(jié)，第1節(jié)極短，第2節(jié)長4852 m，第3節(jié)長530533 m（圖2-B）。雌蟲和雄蟲無顯著差異。2.2 下顎須形態(tài)特征黑三角真葉蠅和廣西真葉蠅下顎須均為不規(guī)則長橢圓形，著生于頰下面。黑三角真葉蠅下顎須不規(guī)則長橢圓形，全長約265 m，基部較窄，端部寬，鈍圓形（圖1-G）。廣西真葉蠅下顎須呈規(guī)則的長橢圓形，全長約253 m，基部和端部稍窄，中部最寬（圖2-G）。2.3 觸角感受器的種類、形態(tài)和分布2.3.1 黑三角真葉蠅觸角感受器

13、 黑三角真葉蠅雌雄兩性成蟲觸角具相同的4種感受器，分別為毛形感器（ST）、刺形感器（SCh）、鬃形感器（sensilla achaetiea， SA）、錐形感器II（sensilla basiconica type II， SBII），4種感器主要分布在鞭節(jié)，柄節(jié)和梗節(jié)多為鬃形感器，少量刺形感器，無柱形感器分布（表1）。毛形感器（ST）：是黑三角真葉蠅觸角上分布最廣、數(shù)量最多的感受器。細(xì)長，較直，中部有一定弧度，表面有縱溝，長度約11.813.1 m，基部直徑2.53.2 m，廣泛分布于觸角鞭節(jié)（圖1-F）。刺形感器（SCh）：主要分布在鞭節(jié)，梗節(jié)的中部及端部，柄節(jié)的端部，粗壯，端部尖，基部粗

14、，著生在表皮毛窩中，表面有縱溝，長度約14.917.2 m，基部直徑約3.94.8 m;梗節(jié)處著生1根特別長，約179 m，基部直徑約3.5 m（圖1-C，圖1-D和圖1-F）。鬃形感器（SA）：主要分布在柄節(jié)和梗節(jié)，鞭節(jié)少量分布。細(xì)長，較直，端部尖，基部寬大，著生在表皮，表面光滑，長度約15.818.9 m，基部寬約2.83.3 m（圖1-C和圖1-D）。錐形感器II（SBII）：主要分布于鞭節(jié)，柄節(jié)和梗節(jié)無分布。細(xì)長圓柱形，端部鈍圓形，基部到端部幾乎一樣寬，表面光滑，基部著生處稍隆起，且與隆起處有明顯的環(huán)狀凹痕。全長約8.911.8 m（圖1-F）。2.3.2 廣西真葉蠅觸角感受器 廣西真

15、葉蠅雌雄兩性成蟲觸角具相同的5種感受器，分別為毛形感器（ST），錐形感器I（sensilla basiconicatype I， SB I），錐形感器II（SB II），刺形感器（SCh），鬃形感器（SA）。5種感器主要分布在鞭節(jié)，柄節(jié)和梗節(jié)多為鬃形感器（SA），少量刺形感器（SCh），無柱形感器分布（表2）。毛形感器（ST）：是廣西真葉蠅觸角上分布最廣、數(shù)量最多的感受器。細(xì)長，端部較尖，表面有縱溝，長度約22.824.1 m，基部直徑2.62.8 m，廣泛分布于觸角鞭節(jié)（圖2-E和圖2-F）。錐形感器I（SB I）：主要分布在鞭節(jié)，端部鈍圓，基部較粗壯，基部著生處有隆起，且隆起著生于凹陷的表

16、皮窩里，表面光滑，長度約19.222.3 m，基部直接約2.63.1 m（圖2-F）。錐形感器II（SBII）：主要分布于鞭節(jié)，柄節(jié)和梗節(jié)無分布。長圓柱形，端部鈍圓形，基部稍寬，表面光滑，基部著生處稍隆起， 且與隆起處有明顯的環(huán)狀凹痕，隆起著生的表皮無凹陷。全長約5.37.8 m（圖2-E和圖2-F）。刺形感器（SCh）：主要分布在梗節(jié)的中部及端部，柄節(jié)的端部，粗壯，端部尖，基部粗，著生在表皮毛窩中，表面有縱溝，長度約24.939.2 m，基部直徑約2.74.6 m;梗節(jié)具1根特別長，約249 m，基部直徑約6.1 m（圖2-C和圖2-D）。鬃形感器（SA）：主要分布在柄節(jié)和梗節(jié)，鞭節(jié)基部。較

17、直，端部尖，基部寬大，著生在表皮，表面光滑，長度約6.88.7 m，基部寬約1.52.3 m（圖2-C）。2.4 下顎須感受器的種類、形態(tài)和分布2.4.1 黑三角真葉蠅下顎須感受器 黑三角真葉蠅雌雄兩性成蟲觸角具4種相同的感受器，分別為毛形感器（ST），刺形感器（SCh），錐形感器II（SBII），鬃形感器（SA），4種感器分布于整個(gè)下顎須。刺形感器數(shù)量較少，主要分布于端部和邊緣，而毛形感器數(shù)量最多（圖1-G）。毛形感器（ST）：是下顎須上分布最廣、數(shù)量最多的感受器。細(xì)長，較直，表面具縱溝，長度約10.514.2 m，基部直徑2.34.1 m（圖1-H）。刺形感器（SCh）：主要分布于下顎須端

18、部，中部有少量分布，粗壯，端部尖，基部粗，表面有縱溝，長度約14.917.2 m，基部直徑約3.94.8 m;著生在表皮隆起的毛窩中，毛窩直徑約2.93.5 m，高約4.65.5 m（圖1-H）。錐形感器II（SBII）：分布于整個(gè)下顎須。細(xì)長圓柱形，端部鈍圓形，基部到端部幾乎一樣寬，表面光滑，基部著生處稍隆起。全長約6.610.8 m（圖1-H）。鬃形感器（SA）：主要分布于近邊緣處。較直，端部尖，基部寬大，著生于表皮，表面較光滑，長度約5.87.0 m，基部寬約1.12.2 m（圖1-H）。2.4.2 廣西真葉蠅下顎須感受器 廣西真葉蠅雌雄兩性成蟲觸角具4種相同的感受器，分別為毛形感器（S

19、T），刺形感器（SCh），錐形感器II（SBII），鬃形感器（SA），4種感器分布于整個(gè)下顎須（圖2-G）。毛形感器數(shù)量最多，刺形感器數(shù)量最少。毛形感器（ST）：是下顎須上分布最廣、數(shù)量最多的感受器。細(xì)長，較直，端部尖銳，表面具縱溝，長度約14.516.8 m，基部直徑2.74.6 m（圖2-H和圖2-I）。刺形感器（SCh）：主要分布于下顎須端部，中部有少量分布，粗壯，端部尖，基部粗，表面有縱溝，長度約13.918.2 m，基部直徑約2.84.6 m;著生在表皮隆起的毛窩中，毛窩直徑約2.63.8 m，高約4.25.9 m（圖2-H和圖2-I）。錐形感器II（SB II）：分布于整個(gè)下顎須。

20、細(xì)長圓柱形，端部鈍圓形，基部到端部幾乎一樣寬，表面光滑，基部著生處稍隆起。全長約7.912.3 m（圖2- H和圖2-I）。鬃形感器（SA）：主要分布于近邊緣處。較直，端部尖，基部寬大，著生于表皮，表面較光滑，長度約6.17.8 m，基部寬約1.32.6 m（圖2 -I）。3 結(jié)論與討論黑三角真葉蠅和廣西真葉蠅在觸角感器的種類上變化不大，且雌、雄間差別不大，僅廣西真葉蠅有錐形感器I。這兩種葉蠅的觸角感器類型與其他雙翅目無瓣類相比5-6，8-9，11，14-15，有非常發(fā)達(dá)的刺形感器，著生在表皮高高隆起的毛窩中，非常粗壯，表面有縱溝，端部較尖。刺形感器幾乎直立于觸角表面，較其他類型感器稍高，能夠

21、第一時(shí)間觸碰到植物或獵物，因此具有感受機(jī)械刺激的功能4。分布于觸角鞭節(jié)的錐形感器I和錐形感器II，表面均光滑，無縱紋，其主要區(qū)別在于錐形感器II著生處表皮隆起，且與之相連處有明顯的環(huán)狀凹陷，隆起著生處的表皮無凹陷;而錐形感器I則是感器基部著生處與隆起無環(huán)狀凹陷，且隆起著生于表皮凹陷窩內(nèi)。錐形感器僅大小、數(shù)量不同，外部結(jié)構(gòu)無太大差別。與葉蠅科昆蟲系統(tǒng)關(guān)系最近的是稈蠅科，同屬于鳥蠅總科。與稈蠅科相比，這兩個(gè)種缺少蒲姆氏鬃;稈蠅科觸角鞭節(jié)未膨大，且鞭節(jié)上毛形感器不及葉蠅科昆蟲的數(shù)量多;稈蠅科觸角上的柱形感器，從外部形態(tài)來看，與葉蠅科觸角的錐形感器是同種感器;其他感器類型基本一致，只是在數(shù)量、分布有所

22、差別5。下顎須極度膨大在其他無瓣蠅類中并不多見，這可能與葉蠅科的覓食、求偶等行為有著緊密的聯(lián)系。葉蠅科真葉蠅屬中不同種類下顎須均膨大，但形狀、大小不同。從這兩種真葉蠅下顎須超微結(jié)構(gòu)來看，其感受器的種類差別不大，只是在數(shù)量，分布的位置，尺寸大小不同，由此可見，盡管下顎須形狀不同，但其承擔(dān)的功能大致相同。由于下顎須極度膨大這一特征并不多見，因此對(duì)其進(jìn)行超微結(jié)構(gòu)的觀察，為進(jìn)一步了解和掌握其行為特征提供一定的依據(jù)。Reference：1 余海忠. 昆蟲觸角感受器研究進(jìn)展J. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2007， 35（14）： 4238-4240， 4243.2 SCHNEIDER D. Insect ante

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