小菜蛾成虫喙管感器的超微结构及其神经元中枢投射

【目的】明确小菜蛾Plutella xylostella成虫喙管感器的形态结构及感器神经元的投射。【方法】利用扫描电子显微镜观察小菜蛾成虫喙管结构和感器,利用神经回填技术和激光共聚焦显微镜观察喙管感器神经元在脑部的投射。【结果】小菜蛾成虫喙管上存在毛形感器(两种亚型)、腔锥形感器、锥形感器、刺形感器和栓锥形感器5种不同类型的感器。毛形感器表面光滑,分布于外颚叶外侧,可分为毛形感器Ⅰ型和Ⅱ型两种亚型,其中Ⅰ型比Ⅱ型长;锥形感器分布于喙管外表面,由一个感觉锥和一个短的圆形基座组成;腔锥形感器仅分布于食管内侧,只有一个粗短感觉锥而无基座;刺形感器由一个细长的感觉毛和一个圆形基座组成,表面无孔,分布于喙管的外表面;栓锥形感器是昆虫喙管上最典型的感受器,集中分布于喙管顶端区域,感器顶部凹腔伸出一个单感觉锥。此外,喙管上的感觉和运动神经元投射到初级味觉中枢咽下神经节。【结论】本研究阐明了小菜蛾成虫喙管感器的类型、分布和形态特征及其感器神经元在脑部的投射形态,为深入了解小菜蛾喙管感器的生理和功能奠定了基础。     

十二种螽斯上颚与下颚结构的比较研究

比较研究了螽斯科4属12种上颚与下颚内颚叶的形态结构。研究结果表明,草螽属的种类上颚较粗短,切齿较钝;钩顶螽属的种类,上颚粗壮,切齿呈刀状;日本似织螽上颚的切齿与臼齿相似,分化不明显,形成1排尖的齿状结构;所研究的种类上颚臼齿部相似,由3枚齿围成三角形。下颚内颚叶端部具2枚细长、端部较尖的内颚叶齿,通常具1枚较长的内颚叶齿突,日本似织螽内颚叶齿突短小,不明显。     

山茱萸蛀果蛾幼虫触角和口器感器的超微形态

【目的】探索寄主范围不同的蛀果蛾科(Carposinidae)幼虫感器之间是否存在差异。【方法】采用扫描电子显微镜观察了为害山茱萸Cornus officinalis Sieb. et Zucc.的单食性蛀果害虫--山茱萸蛀果蛾Carposina coreana Kim老熟幼虫触角和口器感器的超微形态。【结果】山茱萸蛀果蛾幼虫触角柄节未见感器分布, 梗节上有2个刺形感器和3个锥形感器, 鞭节上有1个栓锥感器和3个锥形感器。口器上共有6种感器： 刺形感器数量多, 分布广; 栓锥感器主要分布在颚叶、 下颚须和下唇须上; 指形感器位于内唇和下颚须端节侧缘; 锥形感器和板形感器仅存在于下颚上; 内唇感器为内唇所特有。【结论】蛀果蛾幼虫触角和口器的感器与寄主范围之间未发现严格的对应关系。     

中国四川省洞穴钩虾属一新种(甲壳纲,端足目,钩虾科)

记述采自中国四川省洞穴钩虾属1新种,奇异钩虾Gammarus praecipuus sp.nov.(图1～56).新种与钩虾属其它物种的区别在于:眼睛缺失;第1小颚外叶具有31个齿,明显多于其它钩虾属物种的11个齿;第1尾肢内、外肢无侧刺或毛;第3尾肢内肢为外肢长的一半.正模♂;副模:2♂♂,2♀♀,四川省江油市新春乡藏王寨无名洞,2010年5月12日,林玉成采.模式标本保存在中国科学院动物研究所.词源:新种种名源自该种具有特殊的洞穴特征,如第1小颚外叶具多个齿以及第1尾肢内、外肢无侧刺或毛;形容词.     

小菜蛾成虫触角叶细胞体的数量、分布和形态

【目的】探讨小菜蛾Plutella xylostella成虫触角叶上细胞体的分布、数量及形态特征。【方法】通过细胞核染色和激光共聚焦显微镜对其触角叶结构进行分层扫描,然后利用Imaris软件进行图像分析,并构建细胞体的三维结构模型,测量其体积和表面积。【结果】小菜蛾的触角叶表面分布有大量的细胞体,细胞体成簇分布于触角叶的内侧、外侧和前端,有少量巨型不规则细胞体出现在触角叶内侧和外侧细胞体群中;雌性小菜蛾触角叶上大约有560个细胞体,雄蛾细胞体数量多于雌蛾,约810个。细胞体的形态差异较大,三维重建显示多数细胞体呈近球形。最小细胞体的表面积和体积分别为96.7μm~2和76.9μm~3,其对应细胞核表面积和体积分别为42.5μm~2和24.1μm~3。最大体细胞的表面积和体积分别为389μm~2和514μm~3,对应细胞核的表面积和体积分别为265μm~2和261μm~3。【结论】本研究阐明了小菜蛾触角叶上细胞体的分布和形态特征,为深入了解昆虫中枢神经系统的解剖结构和生理功能提供一定的基础。     

二种萤火虫幼虫捕食行为及头部功能性结构观察比较

对短角窗萤Diaphanes sp.和胸窗萤Pyrocoelia pectoralis Olivier幼虫的捕食行为进行观察。发现短角窗萤捕食蚯蚓而胸窗萤则捕食蜗牛。利用扫描电镜对短角窗萤和胸窗萤幼虫的头部及口器进行观察比较。发现2种幼虫均具有1对侧单眼,1对发达的、左右对称的3节触角。2种幼虫口器非常发达,具1对锋利的、中空的镰刀状上颚,1对下颚须,1对下唇须,1对内颚叶。2种萤火虫口器最具特别的结构在于:短角窗萤上颚的2/3处内侧着生1个球形结构,上面着生1层齿状结构,而胸窗萤则在上颚基部内侧弯曲成齿状突起。     

荒川库蠓雌雄成虫形态和超微结构

【目的】为了更加准确地进行蠓科(Ceratopogonidae)昆虫的分类鉴定,获得更全面、细致的荒川库蠓Culicoides arakawai(Arakawa)雌雄成虫形态和超微结构特征。【方法】利用扫描电子显微镜对荒川库蠓雌雄成虫形态和超微结构特征进行观察研究。【结果】获得荒川库蠓雌雄成虫复眼、触角、口器、翅、盾板、足和生殖器等性状特征扫描电镜图共计31幅,其中包括精确的体躯量度值,如雌虫触角鞭节各节长度比值为4.80∶3.22∶3.56∶3.54∶3.44∶3.56∶3.56∶3.86∶7.32∶6.96∶7.02∶7.40∶9.78,雌虫触须各节长度比值为2.90∶7.47∶8.07∶2.58∶3.92;雌雄虫翅大小分别为1.34~1.36 mm×0.56~0.66 mm和1.22~1.32 mm×0.40~0.48 mm;受精囊大小为71.87μm×48.07μm。观察到已知特征未被描述的细节,如雌虫小颚齿19枚,分两排排列,雄虫小颚具12~13枚细长小颚齿;雌虫小盾片梯形,具4根粗鬃和6~8根细鬃;雌虫后足距的表面具排列成扇状细毛;雌虫爪端部分叉,爪间突具4对毛状分支;雌虫受精囊表面具刻点,基孔与受精囊宽度比值约为1/9;雄虫尾叶内表面具微毛和大毛及特殊结构。发现新特征——爪毛。通过对比发现荒川库蠓性二型现象明显,如雌雄成虫在触角形态、触角感器的类型及其分布、大颚和小颚的形态及齿的数量和形状、舌的形态及翅形等性状特点上均存在明显差异。【结论】本研究为荒川库蠓的准确鉴定及蠓科昆虫分类学和系统学研究提供参考依据,并具有重要的经济学及医学意义。     

三种夜蛾成虫口器感器的超微形态

为确定不同种类夜蛾口器及其感器在超微结构上的差异, 采用扫描电子显微镜对棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)、 烟夜蛾H. assulta (Guenée)和银纹夜蛾Argyrogramma agnata (Staudinger)3种鳞翅目(Lepidoptera)夜蛾科(Noctuidae)重要农业害虫雌、 雄成虫口器感器的超微形态进行了观察和比较。结果表明： 3种夜蛾雌、 雄成虫口器感器类型均无明显差异。棉铃虫和烟夜蛾口器感器在类型和形状上十分类似, 均具有毛形、 锥形和栓锥形感器; 喙管末端的栓锥感器粗、 密, 棱纹明显。银纹夜蛾口器感器与两种铃夜蛾区别明显, 除上述3类感器外, 还具有腔锥形感器; 其喙管末端的栓锥感器细、 疏, 棱纹不明显。结果显示口器感器可用于夜蛾的分类及亲缘关系研究。     

北京和河北地区小菜蛾的抗药性动态

【目的】了解北京和河北地区小菜蛾Plutella xylostella(L.)对主要防治药剂的抗药性现状,为小菜蛾的有效防治提供参考。【方法】2011—2015年,采用浸叶法监测了小菜蛾对9种药剂的抗药性。【结果】小菜蛾对氯虫苯甲酰胺、多杀菌素和丁醚脲均为敏感水平,对Bt制剂、虫螨腈和茚虫威个别年份出现中等抗性水平,但总体上为敏感状态,对阿维菌素和氟啶脲保持中等抗性水平,对高效氯氰菊酯为中等至高水平抗性。【结论】在北京和河北地区高效氯氰菊酯不适用于小菜蛾的防治,少用或暂停使用阿维菌素,其它药剂可交替或轮换使用。     

小菜蛾对氯虫苯甲酰胺抗药性与田间防治效果的相关性研究

【目的】明确小菜蛾Plutella xylostella(L.)田间种群对氯虫苯甲酰胺抗药性变化与田间防治效果的相关性。【方法】2011—2015年在田间进行了氯虫苯甲酰胺防治小菜蛾田间药效试验,并测定了该地小菜蛾田间种群对氯虫苯甲酰胺的敏感性。【结果】氯虫苯甲酰胺在相同剂量下对小菜蛾田间防治效果从2011的97.74%下降到2015年的63.53%;而小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的相对毒力指数从2011年的1上升到2015的11.93。【结论】小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的敏感性与其抗药性总体上呈现负相关。     

利用寄主干扰效应防控小菜蛾田间种群的有效性

【目的】多寄主对植食性昆虫寄主选择行为具干扰效应。为探究在田间相似寄主混作是否能引起小菜蛾Plutella xylostella (L.)在寄主上的选择困难,减少在寄主上的产卵量,从而实现保护寄主植物的目标。【方法】本研究利用小菜蛾喜好性高的两种寄主（菜心Brassica campestris L.和芥菜B. juncea Coss）为试验对象,通过寄主植物单作、混作及不同配比与间隔种植等田间试验设计,研究了多寄主对小菜蛾寄主选择行为的干扰效应。【结果】在2年的田间试验中,两寄主混作处理上的虫量均低于单一寄主种植;2012年田间种群生命表数据显示,两种寄主田间混作处理上的小菜蛾种群趋势指数（I =4.797）低于单一寄主种植,菜心与芥菜单一种植处理上的I值分别为6.549与6.858;当菜心与芥菜这两种小菜蛾喜好性相近寄主同时存在时,对小菜蛾的干扰程度与两寄主的搭配比例有关,随着菜心所占比重的增大,田间虫量呈现先减后增的抛物线变化趋势;但两寄主间距在2 m内时,不同种植间隔对小菜蛾虫量变化无差异(F_3,8=0.204,P>0.05)。【结论】结果表明,在田间多寄主种植中,除了可利用陷阱作物来防控小菜蛾外,在相邻两畦地间以适当比例同时种植两种小菜蛾喜好性相近的寄主,利用两种寄主植物对植食性昆虫的寄主选择行为产生的干扰效应,也能有效影响田间小菜蛾的种群动态。     

中国长颚属二新种(弹尾目:长颚科)

长颚(虫兆)属(Neanura)1893年由Mac Gillvary所建立,模式种为N.muscorum(Templeton)。该属为一大属,至1964年已记录了75种,5亚种。1967年底,massaud根据口器的结构,对该属进行了订正。他将该属中下颚呈简单的尖刺状,无缨状叶,上颚仅3—4端齿的种保留在该属内,而将上颚6齿以上,下颚复杂,有缨状叶的种列入别的属。经Massaud订正后的长颚(虫兆)属Neanura(s.str)共48种。目前该属已知种已超过55种。     

小菜蛾成虫下唇须感器的超微结构及其神经元中枢投射

【目的】明确小菜蛾Plutella xylostella成虫下唇须感器的形态结构及感器神经元的投射。【方法】利用光学显微镜观察和扫描电子显微镜观察下唇须结构和感器类型,利用神经回填技术和激光共聚焦显微镜观察下唇须感器神经元在脑部的投射。【结果】小菜蛾成虫下唇须共3节,其上存在Böhm氏鬃毛、钟形感器、鳞形感器、锥形感器、微毛形感器5种不同类型的感器和一个陷窝器结构。Böhm氏鬃毛短小尖细,钟形感器形如顶部凹陷的圆帽,两种感器均分布于下唇须第1节,且大小上均无雌雄二型差异;鳞形感器形同柳叶,锥形感器粗而直,均散生于下唇须的第2和3节,两种感器在大小上均存在雌雄二型差异,其中雌性的鳞形感器显著大于雄性的,根据其雌雄二型差异现象推测雌蛾的鳞形感器可能与感受寄主植物挥发物有关;下唇须第3节中上部具有一个圆形陷窝器结构,雄虫的陷窝器内径为5.68±0.33μm,雌虫的为6.03±0.23μm,雌雄间无显著性差异;凹坑内长有表面光滑的微毛形感器。小菜蛾下唇须感器神经元主要投射于脑部咽下神经节、每个触角叶的下唇须陷窝器神经纤维球和腹神经索3条通路。【结论】阐明了小菜蛾下唇须感器的类型、分布和形态特征及其感器神经元在脑部的投射形态,为深入了解小菜蛾下唇须感器的生理和功能奠定了基础。     

中华蚊蝎蛉成虫口器感器的超微结构

口器感器在昆虫取食活动中起着重要作用, 但蚊蝎蛉成虫口器上感器的种类和形态迄今未见报道。我们利用扫描电子显微镜, 观察了中华蚊蝎蛉Bittacus sinensis Walker成虫口器上的感器。结果显示: 中华蚊蝎蛉口器上共有8种感器, 分别为锥形、毛形、刺形、指形、掌状、钟形、柱状感器及Böhm氏鬃毛, 主要集中于内唇、 下颚须以及下唇须上。锥形感器和刺形感器数量最多; 毛形感器主要在下颚轴节、 茎节和下唇的亚颏和前颏有分布; 钟形感器和Böhm氏鬃毛只存在于下唇须和下颚须上。下颚须端节和下唇须端节的感器种类相同, 以锥形感器为主。高度骨化的上颚以及下颚内颚叶与外颚叶上未发现感器分布。简要讨论了口器感器在昆虫分类中的意义。     

氯虫苯甲酰胺抗性小菜蛾的产卵行为和交配节律观察

【目的】为了明确氯虫苯甲酰胺抗性小菜蛾Plutella xylostella(L.)的交配节律、产卵节律和产卵部位偏好是否发生变化,以及这些行为变化是否有利于小菜蛾抗药性的形成。【方法】采用室内观察的方法,比较了小菜蛾氯虫苯甲酰胺抗性品系与室内品系在产卵行为和交配节律上的差异。【结果】(1)抗性品系在甘蓝植株上产卵时偏好选择中下部叶片,L1-L5叶上卵量占总卵量的比例,抗性品系显著高于室内品系;抗性品系在叶背面产卵的比例也高于室内品系,但差异不显著;而在心叶、叶柄和茎干部位3个品系间的产卵比例基本相当;(2)3个品系交配比例最高的时间段均在0:00—6:00,但交配比率第二高的时间段3个品系间存在差异,室内品系(29.40%)和中抗品系(25.91%)出现在18:00—24:00,而高抗品系(28.67%)出现在12:00—18:00;(3)室内品系、中抗品系和高抗品系白天产卵量占总产卵量的比例分别为39.49%、37.57%和42.67%,高抗品系白天产卵比例明显增加。但3个品系在4个时间段产卵从多到少规律一致,依次是0:00—6:00,12:00—18:00,18:00—24:00,6:00—12:00。【结论】抗性品系在甘蓝植株上产卵时,选择的部位更靠近植株的中下部,趋向于叶片背部。抗性品系和室内品系的交配节律也存在一定的差异,交配高峰期有一定程度的错开。氯虫苯甲酰胺抗性品系的这些行为变化有利于抗性基因的纵向传递,但是否影响抗性形成的速度需要进一步研究。     

华美奥锹甲不同颚型雄性成虫肠道细菌群落多样性

【目的】分析比较华美奥锹甲Odontolabis fallaciosa不同颚型雄性成虫肠道细菌的群落结构和多样性。【方法】分别提取华美奥锹甲雄性3种颚型(大颚型、中颚型和小颚型)31头成虫样本(15个大颚型、10个中颚型、6个小颚型)的肠道DNA,利用Illumina Mi Seq技术对其肠道细菌的16S r DNA V3-V4变异区序列进行测序,统计样品操作分类单元(OTU)数量,分析物种组成丰度、α多样性和β多样性。【结果】共获得优质序列2 238 637条,在97%相似度下可将其聚类为用于物种分类的3 256个OTU,共注释到的主要分类阶元有42个门、328个科和542个属。门分类水平上,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、柔膜菌门(Tenericutes)为优势门类;属分类水平上,优势属为不动杆菌属Acinetobacter、Dysgonomonas属、巴尔通氏体属Bartonella、金黄杆菌属Chryseobacterium。α多样性分析结果表明,华美奥锹甲雄性成虫肠道细菌群落整体多样性比较丰富;β多样性分析结果表明,大颚型、中颚型和小颚型之间OTU组成有差异。【结论】采用Illumina Mi Seq测序技术,分析了华美奥锹甲雄性成虫肠道细菌群落的结构和组成。大颚型与中颚型雄性成虫间的肠道细菌群落组成差异显著,但大颚型与小颚型间、中颚型与小颚型间雄性成虫肠道细菌群落组成无差异。     

中国颚毛(虫兆)属二新种(弹尾目,疣(虫兆)科)

记述了采白海南和浙江省的弹尾目疣[虫兆]科颚毛[虫兆]属Crossodonthina Yosii,2新种,海南颚毛yao C．hainana sp．nov．和天童颚毛yao C．tiantongshana sp．nov．。海南颚毛[虫兆]头部每侧有眼2个,弹器痕上有6根刚毛,非常容易与本属其它已知种类分开。天童颚毛[虫兆]与上海产的Crossodonthina tridentiens Yue＆Yin,1999相似,两者的主要区别是：新种的上颚有两条长的、羽毛状分支和具5齿的片状突起,且基部齿长而细;下颚的内颚叶端部及近基部各有1齿;新种腹部第5节有3＋3个疣状突起,而C．tridentiens有2＋2个疣状突起;新种的爪部内侧有2个小齿,1个大齿,C．tridentiens只有1大齿。模式标本保存于上海生命科学研究院,植物生理生态所昆虫标本馆。     

烟青虫成虫脑结构解剖和三维模型构建

【目的】解剖分析烟青虫 Helicoverpa assulta 成虫脑的结构,并构建脑三维结构数字化模型。【方法】利用神经突触蛋白抗体,对烟青虫成虫脑进行免疫组织化学染色标记,利用共聚焦激光扫描显微镜获得脑扫描数码图像,并结合三维图像分析软件对烟青虫脑结构进行识别分析,构建三维模型。【结果】突触蛋白抗体免疫染色将烟青虫脑和颚神经节的神经髓区域清晰标记出来。烟青虫成虫脑与颚神经节愈合而成为一体,中间具有一个孔洞,为食道穿过的通道。脑主要包括前脑、中脑和后脑3部分。依据染色标记结果识别和构建了至少16个脑神经髓结构。这些神经髓包括边界清晰的视叶、前视结节、蕈形体、中央复合体和触角叶及其亚结构。除此之外,还包括围绕这些神经髓的其他前脑神经髓区域,但这部分前脑神经髓内部边界模糊,不容易细分,而将其与颚神经节区域作为一个整体标记为中间脑,占脑总神经髓的55.05%。【结论】识别出烟青虫脑的主要功能结构区域,并成功构建了三维模型。该研究结果为进一步研究烟青虫脑接收、处理和整合感觉信息及调控行为的机制奠定了解剖学基础,并为研究烟青虫或其他昆虫脑结构发育、变异和重塑提供结构形态和体积大小依据。     

小菜蛾基因组中内源性逆转录病毒元件PxERV的发现与特征分析

【目的】内源性逆转录病毒(endogenous retroviruses, ERVs)是一类在宿主基因组中世代留存的有类似病毒结构的序列元件。本研究在通过前期小菜蛾Plutella xylostella精巢转录组分析发现一个小菜蛾内源性逆转录病毒元件PxERV的基础上,探究该逆转录病毒元件的序列特征及侵染活性,为探明内源性逆转录病毒对小菜蛾的影响奠定基础。【方法】利用生物信息学方法分析鉴定了PxERV在小菜蛾基因组上的序列及结构特点,并用基因克隆和测序得到PxERV的env基因序列;进一步通过MEGA6软件构建了昆虫env基因编码的氨基酸序列与核型多角体病毒包膜糖蛋白的系统发育树。利用qPCR技术检测了env基因在小菜蛾G88品系不同发育时期虫体和精巢中的表达模式及FZ品系成虫和G88品系的成虫和幼虫中env基因拷贝数的变化。利用CRISPR/Cas9介导小菜蛾G88品系中env基因突变,检测PxERV的独立复制活性。【结果】PxERV有LTR-pol-env-LTR结构,其env基因与果蝇Drosophila buzzatii逆转座子osvaldo和粉纹夜蛾Trichoplusia ni内源性逆转录病毒Ted的env基因进化关系较近。PxERV的env基因在小菜蛾G88品系雄成虫精巢中特异性高表达,env基因的拷贝数在小菜蛾FZ品系中的低于在G88品系中的,但在不同发育时期的G88品系中没有差异。G88品系多代自交,突变型env基因在小菜蛾基因组上不断减少,直至完全恢复野生型env基因。【结论】内源性逆转录病毒元件PxERV在小菜蛾世代间存在独立复制活性,但在小菜蛾发育过程中不会独立复制。这种病毒元件可能通过小菜蛾雄性生殖系统实现侵染活性,但侵染机理还需进一步探究。     

黑胸散白蚁末龄若虫蜕皮羽化行为观察

【目的】了解黑胸散白蚁Reticulitermes chinensis Snyder末龄若虫的蜕皮羽化行为。【方法】室内恒温(26±0.5)℃恒湿(75%±5%)饲养黑胸散白蚁末龄若虫,间隔一定时间进行观察记录。【结果】黑胸散白蚁末龄若虫蜕皮羽化时间持续2~8 h。蜕皮一般从末龄若虫胸腹部交界处背部开始破裂,从腹末、翅末、足端、口器末端或触角端脱落,50%以上的正常羽化蜕皮是从腹末端脱落。初始羽化成虫为白色,随后身体和翅的颜色逐渐加深和变黑,羽化8~12 h后,虫体整体颜色变为黑色。室内观察结果还表明,34.7%的末龄若虫无法正常羽化。【结论】黑胸散白蚁末龄若虫蜕皮羽化持续时间较短,蜕皮一般是从胸腹部交界处背部开始破裂,但可从不同部位脱落,且蜕皮羽化行为容易受到外界环境的影响。