徐 博，李廣宏，王方海

(中山大學(xué)有害生物控制與資源利用國家重點實驗室,廣東 廣州 510275)

斜紋夜蛾Spodopteralitura也稱蓮紋夜蛾，屬鱗翅目、夜蛾科害蟲，是一種世界性分布的農(nóng)業(yè)害蟲。其食性雜，可危害99科290種植物；繁殖力強，一年可發(fā)生多代，如在我國華南地區(qū)一年可發(fā)生6～9代。由于分布廣，食性雜，繁殖力強，該蟲目前已成為我國危害非常嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)害蟲[1]。

前胸腺是昆蟲體內(nèi)最重要的內(nèi)分泌器官之一，最早由Toyama[2]在1902年的研究中發(fā)現(xiàn)并稱之為氣門下腺，1930年Ke[3]首先稱之為前胸腺并對其部分特點進(jìn)行了描述，F(xiàn)ukuda[4]1941年則進(jìn)一步闡明前胸腺在家蠶發(fā)育中的重要作用。目前普遍認(rèn)為前胸腺的功能是合成和分泌蛻皮激素，從而對昆蟲的生長、發(fā)育、蛻皮等一系列生理活動起著重要的調(diào)控作用[5-6]。由于前胸腺接近透明，且非常細(xì)小，一般不容易解剖分離到，故有關(guān)前胸腺生長發(fā)育的研究報道很少，特別是有關(guān)斜紋夜蛾的前胸腺研究還未見報道。本課題組在摸索出斜紋夜蛾前胸腺的快速解剖方法后，對不同發(fā)育時期的前胸腺進(jìn)行解剖比對，以明確其生長發(fā)育變化，為今后尋找新的有效防治措施提供實驗依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 斜紋夜蛾飼養(yǎng)

蟲源由中山大學(xué)昆蟲學(xué)研究所養(yǎng)蟲室提供，在(27±1)℃、14∶10(L∶D)、RH 70％的條件下，用人工飼料飼養(yǎng)繁殖[7]。

1.2 前胸腺的解剖和數(shù)據(jù)記錄

由于低齡期斜紋夜蛾蟲體較小，很難解剖到完整的前胸腺，而成蟲期前胸腺已逐漸降解，因此我們從4齡斜紋夜蛾幼蟲開始解剖，直至蛹。此外，4齡斜紋夜蛾的前胸腺細(xì)胞排列緊密、間隙較小，難以精確記數(shù)，所以從5齡斜紋夜蛾開始記錄細(xì)胞數(shù)量。

從飼養(yǎng)盒中取斜紋夜蛾，將其轉(zhuǎn)移至平皿中，解剖前先測定其體質(zhì)量和體長。具體解剖方法如下：左手持蟲，右手持剪，將頭部和前胸部從斜紋夜蛾前胸第一氣門處剪斷，放在滴加有鱗翅目生理鹽水的載玻片上。在解剖鏡下，移動頭胸部，使其腹面向上，用尖頭鑷子將腹壁從中間向兩側(cè)撕開，使起始于左、右氣門進(jìn)入頭部的支氣管顯現(xiàn)暴露，在頭胸接合處夾斷伸入頭部的支氣管，分離頭胸，棄除頭部。用鑷子從中間將胸部組織撕開分為兩部分，從每一部分的氣管叢中小心分離出前胸腺，置于新鮮的鱗翅目生理鹽水中漂洗2次。

在熒光體視顯微鏡(ZEISS SteREO Lumar.V12)下觀察解剖到的前胸腺結(jié)構(gòu)，測量前胸腺細(xì)胞大小(每個前胸腺取6個細(xì)胞進(jìn)行測定，取平均值)，記錄腺體細(xì)胞數(shù)量并拍照，重復(fù)6～8次。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用SPSS Statistics V17.0軟件進(jìn)行差異顯著性、相關(guān)性和回歸分析等數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 解剖獲取前胸腺的情況

共解剖不同發(fā)育時期的蟲體120頭(從4齡幼蟲到蛹)，獲得較完整前胸腺109對，解剖成功率高達(dá)90.83％，平均每對前胸腺解剖用時為9′28″。

2.2 前胸腺的形態(tài)觀察

斜紋夜蛾前胸腺位于胸部第一氣門的氣管叢內(nèi)，由圓形或橢圓型細(xì)胞成串組成，呈Y型，成對，外圍包裹一層透明鞘膜。低齡期前胸腺細(xì)胞為無色透明，隨著齡期增長細(xì)胞顏色逐漸變?yōu)榘胪该魅榘咨?。前胸腺整體按其形態(tài)可分為桿部和枝部，桿部為多細(xì)胞串并行排列，粗短，桿部細(xì)胞起始于主氣管和氣門連接處，枝部多為單串細(xì)胞，細(xì)長，兩枝末尾細(xì)胞各連接于支氣管壁或腹壁上，并且有微氣管伸入腺細(xì)胞處給細(xì)胞供氧(如圖1)。

圖1 斜紋夜蛾6齡第2天前胸腺

2.3 斜紋夜蛾前胸腺的細(xì)胞大小及數(shù)量變化

我們測定了不同發(fā)育期前胸腺細(xì)胞的直徑，結(jié)果見表1，從4齡第1天到6齡末期，細(xì)胞直徑呈現(xiàn)出不斷增加的趨勢，4齡第1天斜紋夜蛾幼蟲的前胸腺直徑為28.80±0.47 μm，而到了6齡末期，前胸腺直徑增加到(92.22±2.43)μm，共增長了3倍多。預(yù)蛹和蛹期的前胸腺直徑維持在100 μm左右，變動幅度不是很大，沒有明顯的增長或下降趨勢。

斜紋夜蛾不同發(fā)育期前胸腺細(xì)胞數(shù)量見表1，基本維持在53個左右，最低的為47個，最高的為55個，上下變化幅度很小，估計這種數(shù)量上的微小差異很可能是解剖過程中導(dǎo)致某些細(xì)胞損失脫落所致。Duncan檢驗不同時期的細(xì)胞數(shù)量都沒有顯著性差異，并且在斜紋夜蛾4齡至蛹期的發(fā)育過程中沒有發(fā)現(xiàn)有絲分裂，說明斜紋夜蛾前胸腺的細(xì)胞數(shù)量在生長發(fā)育過程中基本保持恒定。

表 1 斜紋夜蛾前胸腺細(xì)胞直徑和數(shù)量變化

2.4 斜紋夜蛾體質(zhì)量、體長變化

斜紋夜蛾體質(zhì)量在幼蟲期不斷增加，4齡第1天幼蟲的體質(zhì)量僅為(0.029 3±0.000 7)g，而到了6齡末期的幼蟲體質(zhì)量則增加到(1.154 9±0.051 1)g，共增加了近40倍。由于預(yù)蛹和蛹期已停止取食，不再生長，主要完成變態(tài)的變化，此時體內(nèi)不但食物大大減少，且水分也散失很多，故在此期間，與6齡幼蟲相比，體質(zhì)量明顯下降，預(yù)蛹第1天的體質(zhì)量僅有(0.392 1±0.008 3)g，蛹第1天的體質(zhì)量略低于預(yù)蛹第1天的體質(zhì)量，為(0.349 2±0.005 2)g。因預(yù)蛹期和蛹期體質(zhì)量相對恒定，變化幅度很小，故這里只列出預(yù)蛹第1天和蛹第1天的體質(zhì)量數(shù)據(jù)(見表2)。

斜紋夜蛾體長在幼蟲期也是呈不斷增加的趨勢，4齡第1天幼蟲的體長為(1.34±0.01)cm，6齡期的幼蟲體長最高則達(dá)到(4.30±0.02)cm，共增加了3倍多，與前胸腺細(xì)胞直徑的增長趨勢類同。與6齡幼蟲相比，預(yù)蛹和蛹的體長明顯下降，預(yù)蛹第1天的體長為(2.40±0.03)cm，蛹第1天的體長則只有(1.90±0.02)cm。同樣因為預(yù)蛹期和蛹期體長相對恒定，故也只列出了預(yù)蛹第1天和蛹第1天的體長數(shù)據(jù)(見表2)。

表 2 斜紋夜蛾4齡到蛹期體質(zhì)量、體長變化

2.5 斜紋夜蛾前胸腺細(xì)胞直徑和蟲體體質(zhì)量、體長相關(guān)性分析

由于前胸腺細(xì)胞直徑和蟲體體質(zhì)量、體長在幼蟲期都有逐漸增加的趨勢，分別對前胸腺細(xì)胞直徑和蟲體體質(zhì)量、前胸腺細(xì)胞直徑和蟲體體長間進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示：

斜紋夜蛾前胸腺細(xì)胞直徑和蟲體體質(zhì)量在幼蟲期呈顯著相關(guān)，r=0.826，P=0.000。通過曲線擬合分析，冪曲線擬合最優(yōu)，曲線方程：Y=82.1X0.263(Y：細(xì)胞大?。籜：體質(zhì)量)。

斜紋夜蛾前胸腺細(xì)胞直徑和蟲體體長在幼蟲期亦呈現(xiàn)出顯著相關(guān)，r=0.886，P=0.000。通過曲線擬合分析，S型曲線擬合最優(yōu)，曲線方程：Y=e(4.781-1.863/Z)(Y：細(xì)胞大小；Z：體長)。

3 討 論

這是首次有關(guān)斜紋夜蛾前胸腺的解剖方法報道，該方法速度快，平均每對前胸腺解剖用時少于10′，同時解剖成功率又很高，達(dá)90.83％。在解剖中尤其需要注意的是，由于氣門基部氣管眾多，且支氣管互相交錯，而前胸腺恰恰是幾十個細(xì)胞所組成的幾乎透明的呈Y型分叉結(jié)構(gòu)的絲狀物，解剖時發(fā)現(xiàn)其常和氣管互相纏繞在一起，不易區(qū)分和分離，故在分離纏繞在一起的氣管和前胸腺時要極其小心謹(jǐn)慎，否則很容易造成前胸腺部分細(xì)胞缺失。

斜紋夜蛾前胸腺在幼蟲期體積不斷增大，6齡末期的體積幾乎是4齡初期的10倍左右，而細(xì)胞數(shù)量在幼蟲不同發(fā)育期差異不明顯，每個前胸腺基本維持在53個細(xì)胞左右，未發(fā)現(xiàn)有絲分裂的存在。這些說明斜紋夜蛾前胸腺細(xì)胞在幼蟲生長發(fā)育過程中，能夠不斷長大，但不進(jìn)行分裂，數(shù)量不會增多，這與前人的觀念比較一致[8-9]。導(dǎo)致前胸腺細(xì)胞成倍增大的原因可能是：細(xì)胞不斷進(jìn)行物質(zhì)積累和DNA合成，但不發(fā)生有絲分裂，從而引起細(xì)胞體積的不斷增長[10]。

本研究發(fā)現(xiàn)斜紋夜蛾前胸腺細(xì)胞直徑在幼蟲期與蟲體體質(zhì)量和體長均存在高度相關(guān)，因此我們可以通過蟲體的體質(zhì)量或體長來預(yù)估蟲體內(nèi)前胸腺的大小和發(fā)育情況，從而免去繁瑣的解剖過程，省時省力，同時也為那些實驗過程中必須保持活體進(jìn)行連續(xù)觀察的研究(不能進(jìn)行解剖，否則，導(dǎo)致蟲體死亡)提供了一個間接途徑來評估前胸腺的生長發(fā)育情況。

由于前胸腺是昆蟲的重要內(nèi)分泌器官，我們的研究發(fā)現(xiàn)斜紋夜蛾前胸腺在幼蟲的整個生長發(fā)育過程中不斷長大，如果阻斷或減緩其增大，應(yīng)該會對蟲體的生長發(fā)育造成一定的影響。然而通過何種方法或藥劑可以阻斷或減緩前胸腺的生長，文獻(xiàn)未見報道；此外，前胸腺的生長阻斷到何種程度可以嚴(yán)重影響蟲體的發(fā)育，甚至導(dǎo)致其死亡，我們也不是很清楚。這些都有待今后進(jìn)一步研究，

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧海濱，王曉容，陳永明.不同寄主作物對斜紋夜蛾分布和生長發(fā)育的影響研究 [J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,4: 53-55.

[2]TOYAMA K.Contributions to the study of silk-worms.I.On the embryology of the silkworm [J].Bull Coll Agric Tokyo Imp Univ,1902,5: 73-118.

[3]KE O.Morphological variation of the prothoracic gland in the domestic and the wild silkworm [J].Bult Sci Fakult Terkult Kyushu Imp Fukuoka,1930,4: 12-21.

[4]FUKUDA S.Role of the prothoracic gland in differentiation of the imaginal characters in the silkworm pupa [J].Annotationes Zoologicae Japonensis,1941,20: 9-13.

[5]王方海,龔和.滯育和非滯育棉鈴蟲血淋巴中類固醇蛻皮素含量變化的比較 [J].昆蟲學(xué)報,1997,40(3): 261-264.

[6]張瓊秀,孫梓暄,李廣宏,等.外源激素對褐飛虱翅型分化的影響 [J].中山大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2007,46(3): 76-78.

[7]陳其津,李廣宏,龐義.飼養(yǎng)五種夜蛾科昆蟲的一種簡易人工飼料 [J].昆蟲知識,2000(6): 325-327.

[8]AGGARWAL S K,KING R C.A comparative study of the ring glands from wild type and 1(2)glmutantDrosophilamelanogaster[J].Journal of Morphology,1969,129: 171-199.

[9]王方海,龔和,欽俊德,等.滯育和非滯育棉鈴蟲前胸腺的形態(tài)解剖學(xué)比較研究 [J].昆蟲學(xué)報,1999,42(1): 44-47.

[10]DORN A,ROMER F,Structure and function of prothoracic glands and oenocytes in embryos and last larval instars ofOncopeltusfasciatusDallas(Insecta,Heteroptera)[J].Cell and Tissue Research,1976,171: 331-350.