圆唇散白蚁工蚁生殖可塑性相关的性腺发育和基因表达

【目的】为了探讨圆唇散白蚁Reticulitermes labralis雌性工蚁向补充生殖蚁转化过程中的卵巢发育特征以及卵母细胞从滞育到恢复生长发育的起点。【方法】观察圆唇散白蚁雌性工蚁从3龄-6龄-转化成补充生殖蚁发育过程中的卵巢和卵母细胞动态变化;在若蚁向原始生殖蚁和补充生殖蚁转化的转录组中筛选出与卵母细胞生长期相关的基因表达,利用qRT-PCR方法检测这些基因在工蚁向生殖蚁转化发育过程中的表达水平。【结果】圆唇散白蚁工蚁从低龄向老龄发育过程中卵巢逐渐增大;前补充生殖蚁卵巢长度和宽度分别是工蚁的约2和3倍,而前补充生殖蚁转化为补充生殖蚁之后,卵巢没有显著增大。工蚁转化为前补充生殖蚁之后,卵母细胞大小（长径）和滤泡细胞层厚度仍然没有显著改变;前补充生殖蚁转化成补充生殖蚁之后,卵母细胞大小和滤泡细胞层厚度显著增加。调控卵母细胞生长期发育的6个基因cyclin-dependent kinase 1, cell division cycle protein 20, G2/mitotic-specific cyclin-B3, G2/mitotic-specific cyclin-A, aurora kinase A和serine/threonine-protein kinasepolo在补充生殖蚁中的表达水平极显著增加,分别是前补充生殖蚁的约34, 62, 91, 36, 57和106倍。工蚁转化为前补充生殖蚁之后,仅G2/mitotic-specific cyclin-B3, G2/mitotic-specific cyclin-A和aurora kinase A表达水平显著增高,分别是工蚁的约3, 3和2倍。【结论】圆唇散白蚁工蚁卵巢发育的停滞发生在老龄期,卵母细胞发育的恢复和减数分裂启动从工蚁转化为补充生殖蚁之后开始。     

圆唇散白蚁补充生殖蚁的类型与建群能力

摘要: 【目的】为了探讨圆唇散白蚁Reticulitermes labralis补充生殖蚁对巢群稳定和发展的作用。【方法】对野外巢群进行调查研究, 及对婚飞成虫通过雌雄配对与补充生殖蚁隔离巢群进行人工饲养的对比研究。【结果】在野外巢群只发现1对原始蚁王蚁后, 而补充生殖蚁的数量最多可达到689头/巢。圆唇散白蚁有3种类型的补充生殖蚁, 即由工蚁转化来的无翅型补充生殖蚁、若蚁转化来的翅芽型补充生殖蚁和末龄若蚁羽化来的拟成虫型补充生殖蚁。实验室条件下婚飞配对群体和隔离群体建群1个月后的存活率分别为64%和96%。建巢初期婚飞配对群体的子代数目增长缓慢, 2个月时的群体数量为6.3±1.54, 10个月时的群体数量也仅为8.4±1.47; 而隔离建群补充生殖蚁2个月时的群体数量为52.4±6.44, 10个月时的群体数量为164.3±20.85, 都高于婚飞配对群体。 此外, 野外巢群的补充蚁后跟原始蚁后一样都具有发达的卵巢。【结论】在圆唇散白蚁中补充生殖蚁是白蚁巢群主要的繁殖力量, 也是建立新巢群的重要繁殖品级。     

尖唇散白蚁兵蚁和工蚁卵巢和卵子形态特征的比较

兵蚁和工蚁是白蚁中的非生殖品级,兵蚁是由工蚁分化产生。为了探讨兵蚁品级性腺不育的原因以及兵蚁和工蚁性腺发育的差异,采用组织学染色观察与测量方法对尖唇散白蚁Reticulitermes aculabialis Tsai et Hwang的兵蚁和工蚁的卵子发生各阶段进行比较和分析。结果显示:两者性腺发育大小呈极显著性差异(P<0.01),兵蚁与工蚁卵巢横切面面积之比约为1∶7;兵蚁的卵子发生与工蚁相比,仅有卵母细胞的分化期,没有生长期;兵蚁的卵母细胞比工蚁的小,两者的分化期卵母细胞体积之比约为1∶16。该结果表明工蚁向兵蚁转化过程中性腺进一步退化,兵蚁性腺极度退化使其丧失了成为补充繁殖蚁的可能性。该研究结果为兵蚁不能生殖提供组织学上的证据,同时又揭示了兵蚁和工蚁在潜在生殖能力差异方面的组织学基础。     

圆唇散白蚁雌性补充生殖蚁不同发育阶段表皮长链碳氢化合物的变化

【目的】确定圆唇散白蚁 Reticulitermes labralis 补充生殖蚁不同发育阶段表皮长链碳氢化合物(cuticular long-chained hydrocarbons, CHCs) 的变化。【方法】人工隔离巢群饲养圆唇散白蚁 R. labralis,观测其翅芽型补充生殖蚁的分化时间和补充生殖蚁数量趋于稳定的时间,并采用气质联用仪(GC-MS)对补充生殖蚁不同发育阶段的表皮长链碳氢化合物变化趋势进行分析。【结果】随着补充生殖蚁的出现,每一巢群会逐渐形成稳定数量的具有生殖能力的生殖蚁。若蚁在分化为补充生殖蚁的第8天时,43.3%的组补充生殖蚁数量趋于稳定,第16天时83.3%的组趋于稳定,第25天时93.3%的组趋于稳定,36 d后100%的组趋于稳定。通过补充生殖蚁不同发育阶段中CHCs各峰面积与若蚁阶段相应峰峰面积的比值随发育阶段的变化趋势分析发现,在卵中没有检测到的保留时间为38.52 min的化合物在补充生殖蚁产7~8粒卵时峰面积比值是若蚁阶段的14.14倍;在卵中检测到的保留时间为35.50和39.21 min的峰面积比值在补充生殖蚁开始产卵后显著升高。【结论】CHCs不能用来区分有无生殖能力的补充生殖蚁个体,但可以很好地用来区分补充生殖蚁个体与尚未转化为生殖蚁的若蚁个体;保留时间为38.52 min的化合物是补充生殖蚁的特有物质;保留时间为35.50和39.21 min的化合物可作为补充生殖蚁已经产卵的标志。     

黑翅土白蚁触角感器的扫描电镜观察

【目的】通过黑翅土白蚁Odontotermes fomosanus(Shiraki)幼蚁、工蚁、兵蚁触角感器种类、数量及分布的研究,分析不同龄幼蚁、工蚁和兵蚁的触角感器特征,为进一步研究触角感器发育特点及不同个体的行为分化机制提供参考。【方法】通过扫描电镜观察触角形态,分析触角节数、感器种类、数量及分布特征。【结果】工蚁、兵蚁、幼蚁个体触角长度差异显著,触角长度顺序:工蚁>兵蚁>3龄幼蚁>2龄幼蚁>1龄幼蚁;触角感器共有9种类型,分别为短毛形感器、长毛形感器、短刺形感器、长刺形感器、锥状B?hm氏鬃毛、球状钟形感器、刺突状钟形感器、球状钟形感器与刺突状钟形感器中间型、长刺具泡状感器。工蚁、兵蚁缺少长刺具泡状感器。幼蚁触角感器种类和数量随龄数而增加,1龄幼蚁具7种感器,缺少球状钟形感器和球状钟形感器与刺突状钟形感器中间型2种类型;2龄幼蚁具有8种感器,缺球状钟形感器;3龄幼蚁具有全部9种类型感器。【结论】黑翅土白蚁幼蚁、工蚁、兵蚁触角节数和感器显著差异,可作为幼蚁龄数以及非生殖品级判别的形态指标,应用于白蚁非生殖品级行为多型等相关研究。     

黑胸散白蚁新群体的建立及发展规律

经十年的室内配对饲养观察,黑胸散白蚁 Reticulitermes chinensisSnyder初期群体配对后5—10天开始产卵,胚胎发育期36—46天,幼蚁经历两个龄期,各龄8—13天,工蚁是幼蚁经两次蜕皮后分化出来,具有上颚自如活动,头宽0.71mm以上;前兵蚁蜕一次皮发育为兵蚁需经历10—13天,触角14—15节,头宽0.81—0.82mm,大于2龄工蚁,初期巢群最早3个半月左右产生兵蚁.当年配对的产卵期3至4个半月,产卵量16—45粒.饲养7—8年后的群体开始出现若蚁(长翅成虫的幼期).9、10年群体发育成熟即产生长翅成虫.解剖三个成熟群体中一个巢原始蚁王、蚁后均存在,另两巢发现原始蚁王、蚁后均死亡,其中一巢由群体内自行补充上了翅鳞型母蚁1头,无翅补充型生殖蚁1头(较小,性别不清),翅芽型3头.另一巢补充上了无翅型大腹母蚁1头,翅芽型1头.通过室内长期连续饲养观察,对该种白蚁新建群体发育成熟年龄及其内在因素已有一定的了解.     

黑胸散白蚁工蚁与工蚁型补充生殖蚁体内抗氧化酶和解毒酶的活性及基因表达变化

【目的】社会性白蚁的工蚁可以转化成补充生殖蚁参与生殖,提高自身适合度。本研究旨在探究工蚁转变成补充生殖蚁后,与氧化应激抗衰老相关的抗氧化酶和解毒酶活性的变化,为揭示生殖蚁的繁殖和抗衰老机制提供参考。【方法】利用生化方法分别测定黑胸散白蚁Reticulitermes chinensis工蚁、工蚁型补充生殖蚁和原始生殖蚁体内的2种抗氧化酶过氧化氢酶(catalase, CAT)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)与4种解毒酶酸性磷酸酶(acid phosphatase, ACP)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, AKP)、羧酸酯酶(carboxylesterase, CarE)和细胞色素P450(cytochrome P450, CYP450)的酶活性;同时利用qRT-PCR检测这些酶对应的基因RsCAT, RsSOD, RsACP, RsCYP450和RsCarE的表达量。【结果】与雌性工蚁相比,黑胸散白蚁工蚁型补充生殖蚁体内的CAT, SOD, ACP, AKP和CarE活性显著上升,分别达到雌性工蚁的5.82, 1.41, 1.39, 2.27和2.70倍,CYP450活性在两品级间没有显著差异;RsCAT, RsSOD, RsACP, RsCarE和RsCYP450的表达量也显著增加。补充生殖蚁体内CAT和ACP活性显著高于原始生殖蚁的,而SOD和AKP活性在两品级间没有显著差异;雌雄补充生殖蚁RsCAT的相对表达量分别是原始生殖蚁的5.68和3.60倍,RsACP的相对表达量分别是原始生殖蚁的81.12和46.72倍。【结论】黑胸散白蚁工蚁由非生殖品级转化为生殖品级以后,体内抗氧化酶和解毒酶的酶活力和基因表达水平显著升高,从一定程度上揭示了生殖品级的抗衰老机制。     

黑胸散白蚁幼期不同品级的发育和分化

在黑胸散白蚁Reticulitermes chinensis发育和分化过程中,发现有假工蚁、假若蚁两种虫态。假工蚁由6龄和7龄工蚁转化发育而来,假若蚁由4龄和5龄若蚁转化发育而来。显微测量结果表明,黑胸散白蚁的胚后发育主要包括2个龄期的幼蚁期、6个以上龄期的工蚁期、4个龄期的若蚁期和有翅成虫。在此基础上分析了其他虫态的分化来源,发现兵蚁由3～7龄工蚁分化发育而来,翅鳞型和长翅芽型补充生殖蚁由6龄若蚁转化发育而来,短翅芽型补充生殖蚁由4龄和5龄若蚁转化发育而来,微翅芽型补充生殖蚁既可由4～6龄工蚁转化发育而来,又可由假工蚁和假若蚁转化发育而来,无翅型补充生殖蚁由3～7龄工蚁转化发育而来。提出了黑胸散白蚁群体中不同品级个体的可能分化途径。     

黑胸散白蚁幼期不同品级的发育和分化

在黑胸散白蚁Reticulitermes chinensis发育和分化过程中,发现有假工蚁、假若蚁两种虫态。假工蚁由6龄和7龄工蚁转化发育而来,假若蚁由4龄和5龄若蚁转化发育而来。显微测量结果表明,黑胸散白蚁的胚后发育主要包括2个龄期的幼蚁期、6个以上龄期的工蚁期、4个龄期的若蚁期和有翅成虫。在此基础上分析了其他虫态的分化来源,发现兵蚁由3～7龄工蚁分化发育而来,翅鳞型和长翅芽型补充生殖蚁由6龄若蚁转化发育而来,短翅芽型补充生殖蚁由4龄和5龄若蚁转化发育而来,微翅芽型补充生殖蚁既可由4～6龄工蚁转化发育而来,又可由假工蚁和假若蚁转化发育而来,无翅型补充生殖蚁由3～7龄工蚁转化发育而来。提出了黑胸散白蚁群体中不同品级个体的可能分化途径。     

小头钩白蚁巢结构研究

【目的】了解小头钩白蚁Ancistrotermes dimorphus Tsai et Chen的蚁巢结构、各品级在腔室中的分布和巢群个体数量,为有效防控该种白蚁提供科学依据。【方法】采用蚁巢定位和巢体结构解剖法研究蚁巢结构;采用统计法确定各品级在腔室中的分布和巢群个体数量。【结果】小头钩白蚁巢由腔室、菌圃、蚁路、王室、候飞室和分飞孔六部分组成;巢群个体数量为12 255~24 230头(含卵粒);卵、幼蚁、若蚁、工蚁、兵蚁和有翅成虫分散分布在蚁巢腔室中,并不集中于某一特定区域。【结论】小头钩白蚁巢属于极端分散类型,巢群个体数量较少。