四種蝽科昆蟲的精巢

四種蝽科昆蟲的精巢

與雄性外生殖器的比較研究學生姓名梁開丹指導老師張虎芳摘要蝽科Pentatomidae隸屬于半翅目Hemiptera異翅亞目Heteroptera蝽總科Pentatomoidea，世界性分布，是半翅目中最常見的大科之一。昆蟲分類學研究大多從形態(tài)學特征、生化特征、染色體特征和分子生物學特征等方面進行研究，蝽科昆蟲的分類學研究仍沿用傳統(tǒng)方法。本文對山西四種蝽科昆蟲的精巢和雄性外生殖器進行了形態(tài)學上的比較研究。結(jié)果表明，蝽科昆蟲不同種的精巢在位置、大小、形狀和顏色上存在差異，雄性外生殖器的大小和形狀也不同，因此，我們認為精巢和雄性外生殖器可作為蝽科昆蟲的分類特征。此項研究將為蝽科昆蟲的分類提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞半翅目；蝽科；雄性外生殖器；精巢半翅目是昆蟲綱中一個較大的類群，全世界已知38000余種，其中包括了許多有害和有益的種類。因此，眾多學者投身于對半翅目昆蟲的研究中，特別是在分類方面采用了形態(tài)學特征、生化特征、染色體特征、分子生物學特征等等。蝽科昆蟲的一些形態(tài)特征常存在明顯的種間差異，在種類鑒定中有重要意義。世界蝽科形態(tài)學的研究主要包括體色、翅脈、觸角、足、口器、腹部毛點等，我國學者對蝽科昆蟲的形態(tài)學研究包括體色、卵、雄性外生殖器等幾個方面[1-4]。蝽科昆蟲的精巢和雄性外生殖器在不同種間既有復雜的多樣性，又有穩(wěn)定的規(guī)律性，因而對蝽科昆蟲的種類鑒定有重要的意義。國外學者對半翅目昆蟲雄性外生殖器進行了大量的研究。Pruthi(1925)[5]首先進行了系統(tǒng)的研究，對昆蟲雄性外生殖器形態(tài)學進行了研究，Baker(1931)[6]對加拿大昆蟲的雄性外生殖器進行了的研究，Ashlock(1957) [7]對昆蟲陰莖分類學進行了調(diào)查，Kumar(1962)[8]對昆蟲的生殖器和唾液腺進行了研究，Schaefer(1977)[9]對雄性外生殖器囊膜進行了研究，Agarwal(1984)[10]以雄性外生殖器的形態(tài)作為昆蟲鑒定親緣關(guān)系的標準之一。目前國外關(guān)于利用精巢形態(tài)特征進行分類的研究未見報道。國內(nèi)有關(guān)半翅目昆蟲雄性外生殖器的研究報道也有。金琴英(1974)[11]以雄性抱握器作為區(qū)分九香蟲和小皺蝽的一個特征，鄭樂怡(1983)[12]利用雄性外生殖器結(jié)構(gòu)來區(qū)分蝽科一些種，趙冬香，李長安[13]對半翅目蝽科4亞科10屬13種昆蟲的雄性外生殖器進行了研究，探討了其分類學意義，凌作培(1987)[14]以雄性外生殖器結(jié)構(gòu)作為真蝽屬分群的主要依據(jù)，齊寶瑛［15］等對澳大利亞及其斯洛文尼稻綠蝽的研究。而利用精巢形態(tài)特征進行分類研究也未見報道。半翅目昆蟲雄性外生殖器和精巢呈現(xiàn)多樣性，不同種間形態(tài)上有區(qū)別，而且差異比較明顯、穩(wěn)定［16-17］。此項研究通過對蝽科不同種類的精巢和雄性外生殖器的比較研究，可為半翅目昆蟲的形態(tài)分類提供新的依據(jù)。1.材料與方法材料茶翅蝽于2007年8月采集于山西太原許西；麻皮蝽于2007年8月采集于山西太原長風街；斑須蝽于2007年7月采集于山西歷山舜王坪；赤條蝽于2007年7月采集于山西壽陽。方法1.2.1預處理：將野外采集的雄性成蟲生活個體腹部一側(cè)的側(cè)接緣剪開，放入水中低滲處理20?30分鐘。若個體太小無法剪開側(cè)接緣，則將活體整體放入水中并適當延長低滲處理時間，移入固定液（甲醇：冰醋酸3：1）內(nèi)浸10?14小時，中間更換固定液2次，然后移入70％酒精內(nèi)，4°C冰箱保存?zhèn)溆谩?.2.2解剖及觀察：解剖昆蟲腹部，分離出完整的精巢，并在昆蟲的后端分離出抱握器。在體式顯微鏡下對不同種昆蟲的精巢和抱握器進行拍照，并分別對各種蝽科昆蟲的精巢和抱握器作詳細的形態(tài)觀察，最后對此進行比較研究，分析不同種間精巢和抱握器的異同。2.結(jié)果與分析蝽科昆蟲不同種的精巢位置、形態(tài)與大小蝽科昆蟲不同種的精巢位置茶翅蝽Halyomorphapicus（Fabricius）的精巢外側(cè)端較內(nèi)側(cè)端更靠近頭部，左右兩精巢形成一開口朝向頭部的鈍角，近乎成一平角，左右兩精巢相距很近（見圖1a）。麻皮蝽Erthesinafullo（Thunberg）的精巢外側(cè)端較內(nèi)側(cè)端遠離頭部，左右兩精巢形成一開口朝向尾部的鈍角，左右兩精巢相距很遠（見圖1b）。斑須蝽Dolycorisbaccarum（Linnaeus）的精巢外側(cè)端較內(nèi)側(cè)端靠近頭部，左右兩精巢形成一開口朝向頭部的鈍角，左右兩精巢相距較遠（見圖1c）。赤條蝽Graphosomarubrolineata（Westwood）的精巢外側(cè)端較內(nèi)側(cè)端靠近頭部，左右兩精巢形成一開口朝向頭部的鈍角，左右兩精巢相互重疊（見圖1d）。

a茶翅蝽Halyomorphapicus(Fabricius)a茶翅蝽Halyomorphapicus(Fabricius)b麻皮蝽Erthesinafullo(Thunberg)c斑須蝽Dolycorisbaccarum(Linnaeus)c斑須蝽Dolycorisbaccarum(Linnaeus)Graphosomarubrolineata(Westwood)圖1蝽科昆蟲不同種的的顯微圖（6X）Fig.1ThemicroscopicmapofPentatomidae（6X）蝽科昆蟲不同種的精巢形態(tài)茶翅蝽的精巢外側(cè)端較尖，而內(nèi)側(cè)端鈍圓，體形較大，鮮紅色（見圖2a）。麻皮蝽的精巢近似短圓柱形，較短小，鮮紅色（見圖2b）。斑須蝽的精巢近似錐體，兩端較尖，淡紅色（見圖2c）。赤條蝽的精巢外側(cè)端較尖，而內(nèi)側(cè)端鈍圓，深紅色（見圖2d）。

a茶翅蝽精巢b麻皮蝽精巢ThetestesofHalyomorphapicus(Fabricius) ThetestesofErthesinafullo(Thunberg)ThetestesofThetestesofDolycorisbaccarum(Linnaeus)ThetestesofGraphosoma

rubrolineata(Westwood)圖2蝽科昆蟲不同種的精巢顯微圖(20X)Fig.2ThemicroscopicmapoftestisPentatomidae(20X)蝽科昆蟲不同種的精巢大小

表1Tab蝽科昆蟲不同種的精巢大小(土s)(n=5).1TheTestisofHemipterapentatomidia大小微米（20X）面積平方微米（20X）茶翅蝽430±5.8(16X)*51000±64麻皮蝽250±6.419000±49斑須蝽310±5.919000±57赤條蝽390±7.118000±54此表表明了四種蝽科昆蟲精巢大小的不同，茶翅蝽、赤條蝽、斑須蝽、麻皮蝽依次減小。茶翅蝽精巢面積最大，斑須蝽、麻皮蝽次之，赤條蝽最小。茶翅蝽的精巢面積約為其余3種的2.5倍（見表1）。2.2蝽科昆蟲不同種的抱握器形態(tài)和大小蝽科昆蟲不同種的抱握器形態(tài)不同茶翅蝽的抱握器頂端鈍圓，端部較基部寬，內(nèi)側(cè)具毛（見圖3a）。麻皮蝽的抱握器的端部斜向上形成一尖狀的突起，斜向下形成的突起較鈍，端部內(nèi)側(cè)形成一不規(guī)則的突起（見圖3b）。斑須蝽的抱握器端部彎曲，較寬，中間向外伸出一指狀突（見圖3c）。赤條蝽的抱握器端部彎曲，近乎成一直角，在近基部端向外伸出一突起（見圖3d）。a茶翅蝽抱握器b麻皮蝽抱握器HarpagonesofErthesinafullo(Thunberg)HarpagonesofHalyomorphapicus(Fabricius)

a茶翅蝽抱握器b麻皮蝽抱握器HarpagonesofErthesinafullo(Thunberg)HarpagonesofDolycorisbaccarum(Linnaeus)HarpagonesofHarpagonesofDolycorisbaccarum(Linnaeus)HarpagonesofGraphosomarubrolineata(Westwood)圖3蝽科昆蟲不同種的抱握器顯微圖（31X）Fig.3ThemicroscopicmapofharpagonesofPentatomidae（31X）蝽科昆蟲不同種的抱握器大小存在差異表2 蝽科昆蟲不同種的抱握器大小(_\土S)(n=5)Tab.2TheHarpagonesofHemipterapentatomidia茶翅蝽麻皮蝽斑須蝽赤條蝽大小微米（20X）100土7.3190土6.883土7.5130土8.2由此表可看出，斑須蝽抱握器最小，麻皮蝽抱握器最大，約為斑須蝽的2.3倍，而茶翅蝽和赤條蝽居中（見表2）。3.討論3.1不同種的精巢存在差異不同種的精巢位置不同：四種蝽科昆蟲的精巢在蟲體的位置是不同的，兩精巢均成一鈍角，鈍角角度茶翅蝽最大，其余次之。麻皮蝽的開口朝向尾部，而其余均朝向頭部。赤條蝽兩精巢間的距離最近，相互重疊，茶翅蝽，斑須蝽次之，麻皮蝽距離最遠。不同種的精巢大小不同：茶翅蝽的精巢最大，赤條蝽，斑須蝽依次次之，麻皮蝽的最小。不同種的精巢顏色不同：茶翅蝽、麻皮蝽的精巢為鮮紅色，而斑須蝽的為淡紅色，赤條蝽的為深紅色。不同種的精巢形狀不同：不同種蝽科昆蟲的精巢呈現(xiàn)不同的形狀。研究結(jié)果表明：蝽科昆蟲的精巢在位置、大小、形狀和顏色上存在有差異，因此可作為蝽科昆蟲不同種間的鑒定標準之一。出現(xiàn)這些差異可能是它們在進化的過程中所生存的地理環(huán)境發(fā)生了變化所致，例如溫度、濕度的不同以及所面臨的生存環(huán)境的優(yōu)劣不同等。茶翅蝽的精巢最大，可能所處環(huán)境較為惡劣，精巢體型的增大，在一定程度上使得精子的形成率提高。而精巢位置和形狀的差異可能更適合各物種生成和輸送精子，從而提高了繁殖率。不同種的抱握器存在差異蝽科昆蟲不同種間的抱握器形態(tài)各異，且大小也不相同，麻皮蝽最大，赤條蝽，茶翅蝽次之，斑須蝽最小。以上結(jié)論表明：蝽科昆蟲的抱握器在形狀和大小上不同，因此也可作為蝽科昆蟲不同種間的鑒定標準之一。其抱握器大小和形狀的不同可能是由于各物種本身的體型，以及雄性個體在挾持雌體時的位置取向不同，抱握器形態(tài)的差異更易各種蝽科雌雄個體進行交配，在一定程度上也提高了繁殖率，有利于昆蟲的繁衍。參考文獻凌作培等.真蝽屬的分類研究(蝽科)?昆蟲分類學報，1987,9(1)：30?50.鄭樂怡?中國的菜蝽屬?南開大學學報(自然科學)，1983,1:125?130.卜云，鄭哲民.我國蝽科昆蟲的研究進展.寧夏農(nóng)學院學報，2004，25(3)：76.LIHouHun,FANXiMei.Studyonthegenusswammerdamiahbbner(leoidopterayponomeutidae)fromChina,withdescriptionsoftwonewspecies.ActaZootaxonomicaSinica,2007,32:556?560.中文摘要本文對中國腹巢蛾屬SwammerdamiaHubner(1825)進行了研究，涉及到4個種；樺腹巢蛾Swammerdamiacaesiella(1796)(中國新紀錄種)，淡腹巢蛾Swammerdamiapyrella(1789)，鄭氏腹巢蛾Swammerdamiazhengisp.nov.和黑尾腹巢蛾Swammerdamiacaudinigrasp.nov.。文中提供了分種檢索表和新種特征圖。鄭氏腹巢蛾Swammerdamiazhengisp.nov.新種與淡腹巢蛾Swammerdamiapyrella相似，通過雄性抱器腹有兩簇刺叢和雌性后陰片大、囊突近菱形可同后者區(qū)別。新種容易與已知種區(qū)別：其前翅端部黑色，后翅近基部有大型透明斑；雄性抱器腹內(nèi)面散布大約15個強刺，雌性交配孔大，后陰片腎形。PruthiHS.ThemorphologyofthemalegenitaliaofRhynchota.Trans.R.Entomol.Soc.Land,1925,73:127?267.BakerAD.AstudyofthemalegenitaliaofCanadianspeciesofPentatomidae. Can.Res.1931,4:148?200.AshlockPD.AninvestigationofthetaxonomicValueofthePhallusintheLygaeidae.Ann.Ent.Soc.Amer.1957,50:407?426.KumarR.Morpho—taxonomicalstudiesontheGenitaliaandSalivaryGlandsofsomepentatonomical.Entomol.Ts.Arg.1962.83:H1 ?2:44?88.SchaeferCW.Thegenitalcapsuleofthetrichophoranmale(Hemiptera:heteroptera: geocorisae).Intern.InsectMorph.Embryol.1977,6:277 ?301.AgarwalSB.MorphologyofmalegenitaliaofScutellerinaeandPentatominae.WithremarksoninterrelationshipswithinthefamilyPentatomidae.Ent.Res.1984,8(1):53 ?60.金琴英.關(guān)于九香蟲的種類問題.昆蟲知識，1974，11(4)：31.鄭樂怡.某些常見蝽科昆蟲的臨近種識別問題.昆蟲知識，1983，20(1)：35?37.趙冬香，李長安，高景林.半翅目蝽科昆蟲13種雄性外生殖器的研究.山西大學學報(自然學)1994，17(3)：30?50.凌作培.四川真蝽屬一新種及中紋真蝽雄性外生殖器的描述.昆蟲分類學報，1988，10(3)：271?273.齊寶瑛，WalterGH,TooleAH.澳大利亞及斯文尼亞稻綠蝽(NezaraViridula)外生殖器微細結(jié)構(gòu)電鏡觀察.內(nèi)蒙古師大學報自然科學(漢文)版，2000,29(1)：48?54.楊惟義.《中國經(jīng)濟昆蟲志》第二冊，半翅目：蝽科M.北京：科學出版社，1962:1?138.蕭采瑜.《中國蝽類昆蟲鑒定手冊》(半翅目)第一冊M.北京：科學出版社，1977：53?158.ComparativeStudyontheTestisandGenitaliaof4

SpeciesInsects(HemipteraPentatomidia)NameLiangKaidanSupervisorZhangHufangAbstractPentatomidaebelongstoHemipteraPentatomidia.Pentatomidaeiswidelydistributedintheworld.Themethodsofinsecttaxonomyclassificationmostusethemorphologicalcharacteristics,biologicalandchemicalcharacteristics,chromosomecharacteristics.TheclassificationmethodswasusedforPentatomidae.WestudyfourPentatomidae＇testisandmalegenitaliainshanxi.TheresultsshowedthatdifferentspeciesofPentatomidaearedifferentinthetestislocation,size,shapeandcolour.Theresultsalsoshowedthatthemalegenitaliaisdifferentinsizeandshape.WethinkthattestisandthemalegenitaliaistheclassificationofPentatomidae.Thestudywillprovidetheorialbasis fortheclassificationofPentatomidae.KeywordsHemiptera;Pentatomidae;malegenitalia;testis后記：太原師范學院，在這個年輕而美麗的大學，我完成了自己的四年大學生活，在這里我謹記學校校訓：崇德、博學、團結(jié)、創(chuàng)新，以一種嚴謹、創(chuàng)新的思維方式學習、生活、工作，使我終生受益！在完成畢業(yè)論文的整個過程中，通過查閱資料，老師的講解和在實驗室的具體操作，我對蝽科昆蟲的知識有了基本的了解，并且進一步熟練了對Motic的使用，同時也加強了自己的實際動手能力和處理不同問題的分析能力！首先，感謝太原師范學院，尤其是生物系四年來對我的栽培。正是學院提供了一個富于文化積淀、豐于學術(shù)底蘊的平臺，我才能不斷的成長，我為自己是太原師范學院的一名學生而感到驕傲。感謝太原師范學院生物系的所有老師對我的熏陶和教誨，您們學識的淵博、治學的嚴謹、為人的寬厚，使我受益匪淺，激勵著我不斷向前，我取得的每一點進步都是與您們的諄諄教誨是分不開的，謝謝您們！衷心的感謝我的導師張虎芳老師，在做畢業(yè)論文的過程中，張老師學術(shù)上的嚴謹、睿智，特別是對理論和實踐的宏觀把握和微觀深入，還有生活中的寬容和諒解，都對我產(chǎn)生重要的影響，讓我學會如何平和地做學問和做人。感謝王青老師，趙惠玲老師，張曉紅老師和董建輝老師，謝謝你們這段期間對我的指導和幫助。感謝生物系04級的所有同學們，正是你們給予的無私幫助和建議，我才能順利的完成我的