粘虫蛾飞行肌的发育：超微结构特征分析

应用电子显微镜对正常条件下饲养的0-16日龄粘虫Mythimna separata (Walker)雌蛾飞行肌超微结构的研究结果表明：肌原纤维直径。线粒体和横管的体积分量均随蛾龄的增加而增加,到7日龄达到最大值以后又随蛾龄的增加而下降;但是,肌节长度则随蛾龄的增加而缩短,到7日龄达到最短后又随蛾龄的增加而延长,从而使整条发育曲线呈“V”字形;肌原纤维和肌质网体积分量变化不大或无规律可寻;二位体在发育初期和未期的比例较高,而三位体在4和7口龄比例较高;肌丝排列从0～7日龄均是有序的,肌动蛋白丝(细丝)和肌球蛋白丝(粗丝)的数量比为3：1,粗丝的数量变化也不大,每根肌原纤维约有600根。但从10日龄开始肌丝排列出现紊乱,细丝全部消失,粗丝降解、数量减少了30%,从而使肌原纤维留下一片片的空白。根据这些结果,把7日龄前的飞行肌发育过程视为生长过程,而把10日龄后的视作降解过程。最后对粘虫蛾飞行肌与卵巢发育及其飞行能力变化的关系进行了讨论。     

昆虫飞行肌蛋白质

昆虫飞行肌的肌原纤维不仅含有粗肌丝、细肌丝、纤肌丝,还含有很多其它蛋白质参与肌原纤维的组装和调节,文章介绍了10余种蛋白质的结构、功能及其在肌原纤维中的位置和功能,对于了解昆虫飞行肌的发育和探索昆虫飞行能力差异的原因具有重要意义。     

小地老虎飞行肌的超微结构与飞行能力的研究

电镜观察的结果表明,小地老虎Agrotis ypsilon Rottem。的飞行肌具有十分发达的肌原纤维与线粒体;肌原纤维的收缩率较小,说明肌纤维对翅的高频振荡有很强的适应能力;在吊飞状态下,翅振频率高达100—120赫兹,飞速为7,500米/小时,一次能持续飞行10多小时。飞行时的呼吸率较静息时增加100倍左右,胸温升高5—9℃,每小时消耗脂肪5毫克。起飞的临界温度为8℃,其飞速随温度升高而提高。     

温、湿度综合效应对粘虫蛾飞行能力的影响

采用D—饱和最优理论设计系统研究了不同温、湿度组合对粘虫蛾飞行能力的影响以及其与不同蛾龄、性别成虫飞行能力之间的关系。拟合的5日龄蛾吊飞12h的飞行距离与温、湿度的回归方程式为：Y^＝60．20-16．53X1 1．99X2—26．98X1^2-7．03X2^2—0．64X1X2(Y^代表飞行距离(km),Xl代表温度编码值,X2代表相对湿度编码值)。粘虫蛾飞行的最适温、湿度分别为18．1℃、69．7％RH,适于成虫飞行的适宜温度范围为18—26℃,相对湿度范围为55％-75％,高于或低于这些范围,成虫飞行能力便会受到不利的影响,并且温度对粘虫蛾飞行的影响要比湿度大。这与单因素试验(温度或湿度)结果基本一致。成虫飞行能力受温、湿度影响程度会因蛾龄及性别而异,高日龄成虫在高温、低湿的条件下飞行能力较低日龄成虫弱。雌蛾在高温条件下的飞行能力比雄蛾强,而雄蛾在不适宜的湿度条件下飞行能力较雌蛾强。     

粘虫飞行肌中与能量代谢有关的酶活性研究

该文报道粘虫Mythimna separata (Walker ) 蛹及不同日龄成虫飞行肌中与3 种代谢途径有关的5 种酶,即3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)、3-磷酸甘油脱氢酶(GDH)、乳酸脱氢酶(LDH)、3-羟酰辅酶A 脱氢酶(HOAD)、柠檬酸合成酶(CS)活性的变化。成虫羽化后,这5 种酶的活性大多数都高于蛹期,表明成虫飞行肌与能量代谢有关的活动比蛹期高。不同日龄成虫飞行肌的能量代谢特点为：成虫羽化后糖酵解循环的活性增加;1 日龄进行糖酵解的能力较强,2 日龄即具备较强的脂肪代谢能力,2～5日龄糖及脂肪代谢的能力基本相当,但7日龄脂肪代谢的能力较强。1～7日龄粘虫蛾飞行肌具有较高的GDH 和LDH活性,这既是粘虫蛾飞行肌能进行高度有氧代谢的重要标志,也是其具有一定无氧代谢能力的最好说明,而飞行肌中较高的CS活性则是粘虫蛾具有较强飞行能力的重要保证。对成虫GAPDH∶HOAD 活性进行分析比较的结果还显示,粘虫蛾持续飞行的能源物质既有脂类也有糖类,而不仅仅只限于脂类。     

粘虫蛾体内磁性颗粒初探

[目的]磁性颗粒是一些生物感知地磁场变化的重要物质,也是夜间远距离迁飞昆虫地磁定向的重要机制之一.本研究以迁飞性害虫粘虫蛾Mythimna separata为研究对象,对其体内潜在磁性颗粒进行检测.[方法]利用超导量子磁强计SQUID初步检测粘虫成虫体内的磁性颗粒,并将经普鲁士蓝染色后的虫体石蜡切片于正置BX61研究级...     

温、湿度对粘虫蛾飞行能源物质利用的影响

系统研究了不同温、湿度对粘虫蛾飞行能源物质消耗的影响,结果表明,温、湿度对成虫飞行能源物质消耗有显著影响,在适宜的温、湿度下飞行时,粘虫蛾主要飞行能源物质（甘油三酯和糖原）消耗最少,其飞行单位距离所需的甘油三酯也最少,即能源利用效率最高,随着温,湿度从适宜到不适宜,甘油三酯消耗有逐渐增多的趋势,但温,湿度对成虫飞行能源物质消耗会因蛾龄及性别的不同而异,在所测试的几种温,湿度下（高温35℃除外）,5日龄成虫在飞行中消耗的甘油三酯最多,低龄和高龄时消耗均较少,高温下飞行时,雄蛾比雌蛾消耗的能源物质多,而在高温或低湿条件下,雌蛾比雄蛾消耗的多,进一步对影响成虫飞行能源物质消耗的海藻糖酶活力及呼吸强度研究表明,温、湿度对海藻糖酶活性有明显影响,在适宜的温,湿度下,酶的活性高,反之,酶的活性降低,其中高温对酶活性的抑制作用比低温明显,但高湿和低湿对酶活性的抑制作用基本一致,成虫呼吸强度随温度的升降而升降,飞行初期成虫呼吸强度急剧增加,但0.5h后开始下降并维持在一个较稳定的水平,根据所获结果对温、湿度与粘虫蛾飞行能源物质消耗之间的内在联系进行了讨论.     

粘虫蛾体内磁性颗粒初探

[目的]磁性颗粒是一些生物感知地磁场变化的重要物质,也是夜间远距离迁飞昆虫地磁定向的重要机制之一.本研究以迁飞性害虫粘虫蛾Mythimna separata为研究对象,对其体内潜在磁性颗粒进行检测.[方法]利用超导量子磁强计SQUID初步检测粘虫成虫体内的磁性颗粒,并将经普鲁士蓝染色后的虫体石蜡切片于正置BX61研究级显微镜下观察磁性颗粒的分布状况.[结果]SQUID检测发现,相比于头部的磁滞曲线,粘虫腹部具有微弱的磁性,推测粘虫腹部可能具有磁性颗粒.进一步经显微镜观察表明,虫体腹部有明显的普鲁士蓝染色沉淀,证明粘虫蛾腹部存在铁磁性颗粒物质.[结论]粘虫蛾腹部可能是其感应地磁场变化以及地磁定向的重要部位.     

群居型和散居型东亚飞蝗雌成虫飞行肌的超微结构

应用电子显微镜对群居型和散居型东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis（Meyen）雌成虫背纵肌进行了比较观察。结果表明：群居型和散居型成虫背纵肌具有类似的亚细胞结构,飞行肌的肌原纤维具有1∶3粗细丝比例,每根粗丝由6根细丝环绕排列成六角形结构。飞行肌的发育和线粒体的形成均是渐进的过程,在不同日龄成虫间存在差异。肌节长度为2.1～3.4 μm;7和10日龄时群居型成虫肌节长度小于散居型;7日龄群居型肌原纤维直径显著大于散居型。背纵肌内线粒体含量约占肌纤维的20%～43%,两型飞蝗之间存在着显著的差异,7日龄时群居型线粒体占肌原纤维的比例高达42.96%,而散居型的只有22.45%;10日龄群居型线粒体含量为41.32%,散居型线粒体29.98%。上述差异可能是东亚飞蝗群居型成虫飞行能力显著强于散居型成虫的重要原因之一。     

粘虫飞行与产卵的关系

利用昆虫飞行数据微机采集系统对粘虫Mytkimna separata(W&lker)蛾飞行能力的测定结果表明：产卵前,雌蛾的飞行能力随蛾龄的增长而增加;产卵后,以产卵l天后的飞行能力最强,之后随产卵历期延长和产卵量的增加而下降。产卵超过6天或1 200粒的成虫飞行能力已基本丧失。由此认为：粘虫蛾的迁飞是在产卵前进行;成虫的飞行能力与卵巢发育同步,因而在粘虫中可能不存在卵子发生飞行拮抗症。最后对粘虫产卵后仍具有一定飞行能力的生物学意义进行了探讨。     

粘虫飞行对生殖及寿命的影响

该文报道了粘虫Mythimna separata（Walker）成虫飞行后产卵、交配及寿命的研究结果。1日龄成虫飞行6 h、12 h、18 h、24 h后的产卵前期均显著短于对照的,其中飞行6 h、12 h的比对照的短2天以上,产卵量均比对照的高。对1～5日龄成虫分别飞行23.5 h后的研究结果表明,1日龄飞行的产卵前期和上述结果相一致。2～4日龄飞行的与对照的没有显著差异,但产卵量则随飞行日龄的延迟而逐渐减少。5日龄飞行的产卵前期显著延长,产卵量已不到对照的一半。所有经过飞行的成虫产卵高峰日比对照的早1天。不同日龄成虫飞行时间、距离与成虫产卵量的关系为：1～3日龄飞行时间、距离长的个体产卵量也高;但4～5日龄的成虫飞行时间与距离越长,其产卵量越少,表现出明显的卵子发生飞行拮抗症(oogenesis-flight syndrome)。除了5日龄飞行的成虫交配率有所下降以外,所有经过飞行的成虫产卵历期、交配率及寿命与对照的没有显著差异。最后,根据这些结果,对粘虫迁飞的起飞时期,迁飞在粘虫生殖、种群动态及成灾规律中的作用进行了讨论。     

粘虫飞翔能源物质及其消耗

根据粘虫Mythimna separata(Walker)具有远距离迁飞能力的特性,在室内条件下,测试其长时间飞行的能源种类及消耗;试验设6h、12h、24h、36h和48h等5种吊飞处理和不 吊飞对照。结果表明,粘虫飞翔后体重显著下降,体重的减少量与吊测时间、实际飞翔时间及距离呈正相关;粘虫飞翔前后体内脂肪含量差异显著,而蛋白质含量则无明显变化;脂肪含量的下降趋势与虫体重下降一致,脂肪消耗量占体重消耗量的60%以上,说明脂肪是粘虫远距离飞行的主要能源物质。随飞翔时间的增加,脂肪消耗的速率有逐渐减缓趋势：飞行每小时每克体重消耗脂肪雌蛾为23.6→8.9mg/(h·g),雄蛾为11.8→9.2mg/(h.g);飞行每公里每克体重雌蛾消耗脂肪为4.0→1.7mg/(km·g),雄蛾为2.2→1.4mg/(km·g)。     

粘虫的胚胎发育

粘虫(Mythimna separata)胚胎发育经过卵裂及胚盘形成、胚带及原肠发生、胚带分节及附肢形成、体壁形成及背向闭合、胚胎反转和器官发生与形成6个时期。粘虫卵在25℃,胚胎发育至12h,胚带呈新月形或“C”字形。随着原肠发生,首先出现口陷与肛陷,与此同时,胚带逐渐伸长并开始分节。胚胎发育至32h,胚带头尾相接并呈波浪形弯曲,在胚胎反转前,胚胎发育至42h,前肠、后肠及马氏管已经形成。胚胎发育至54h时,胚动完成之 后,中肠才明显可见。同时将大量卵黄包围起来。神经系统的发生与气管形成始于原肠发生之后,至胚胎反转之前,神经节索才出现,随着胚动发生,神经节体积不断增大,腹神经索逐渐形成,纵走气管明显可见。     

光周期对粘虫生殖与飞翔影响的初步研究

在室内恒温条件下,测定了粘虫在短光照（ＬＤ８：１６）、中等光照（ＬＤ１２：１２）、长光照（ＬＤ１６：８）、光照逐日由长变短（ＬＤ１６：８－１２：１２）和逐日由为长（ＬＤ８：１６－１２：１２）等不同光周期条件下的发育进度,生殖力和飞翔能力。结果表明,光照由长变短使幼虫发育进度比其它处理平均缩短１ｄ以上,短光照、长变知道工换短、中等光照等条件下的成虫产卵前期均比长光照。短换长和短变和等处理蛾显著延长,     

保幼激素类似物对粘虫飞行能力及能源物质含量的调控(英文)

本文报道了保幼激素类似物methoprene(JHM)对粘虫Mythimnaseparata(Walker)飞行能力及飞行能源物质含量的影响。总体而言 ,用JHM (30 μg/蛾 )处理过的成虫飞行能力比对照 (丙酮处理 )的弱 ,但因性别及处理后的时间变化而异 :处理雌蛾的飞行能力在处理后的 1d到 3d与对照没有显著差异 ,但在4d到 6d则显著低于对照 ;处理雄蛾的飞行能力一直比对照的强 ,尽管差异不显著。处理过的雌蛾飞行个体比对照的少 ,而处理过的雄蛾比对照的多。究其原因 ,主要是JHM处理过的雌蛾甘油酯含量在处理后的 3d后明显下降 ,而处理过的雄蛾甘油酯含量一直比对照的高。但无论是雌蛾还是雄蛾 ,处理的与对照的糖元含量均没有明显的差异。这些结果表明 ,作用于成虫体内甘油酯含量是保幼激素影响粘虫飞行能力的主要原因之一。最后 ,对保幼激素影响粘虫飞行能力的其它可能原因也进行了讨论     

粘虫幼虫密度对成虫能源物质含量的影响

通过粘虫Mythimna separata幼虫密度(1头/瓶、20头/瓶、40头/瓶)对成虫水分、甘油酯和糖原含量影响的研究结果。不同幼虫密度处理的初羽化成虫水分含量无明显差异,但1～5日龄40头/瓶的雄蛾及1～3日龄雌蛾高于单头处理的;20、40头/瓶的初羽化成虫甘油酯含量没有显著的差异,但均显著地高于单头饲养的;20头/瓶羽化的雌、雄成虫l～5日龄甘油酯含量随日龄的增加而增加,到5日龄达到最大值后才开始下降,40头/瓶的在3日龄达到最大值后即开始下降,而单头饲养羽化的在1日龄达到较高值,2日龄降至最低后再缓慢回升。幼虫密度对初羽化成虫及1～7日龄雄蛾的糖原含量没有显著的影响,但20、40头/瓶条件下羽化的1～7日龄雌蛾糖原含量随日龄的增加而增加,而单头饲养的则随日龄的 增加而下降。这些结果表明幼虫密度不仅影响到初羽化成虫能源物质的含量,而且也可能影响到成虫能源物质特别是甘油酯的代谢。     

REGULATION OF FLIGHT CAPACITY AND CONTENTS OF ENERGY SUBSTANCES BY METHOPRENE IN THE MOTHS OF ORIENTAL ARMYWORM,MYTHIMNA SEPARATA*

Abstract The flight capacity and contents of energy substances in the moths of migratory Oriental armyworm, Mythimna separata (Walker)dosed with juvenile hormone analogue methoprene(JHM) were compared with the normal moth through day‐1 to day‐6 after the treatment. The flight capacity of JHM‐treated moths, as determined by a 12‐hours tethered‐flight test, was significantly lower than that of the controls, although it might differ with their age and sex. The moth's flight capacity between the treatments was insignificantly different from the first to 3rd day after the treatment but was significantly different from the 4th to 6th day either in the mean flight duration or in distance. Evaluation of the long fliers at the same stages between the treatments also supported this finding. Flight capacity of the JHM‐treated moths also differed with the sex. The JHM‐treated female did not fly less than the control from day‐1 to day‐3, but did significantly less from day‐4 to day‐6 after the treatment. The flight capacity of the JHM‐treated males, however, was not weaker than that of the control throughout the test period. Comparison of the levels of energy substances in the JHM‐treated adults and the controls showed that JHM may directly acted on metabolism of glyceride, which in turn affected flight capacity. Furthermore, higher levels of glyceride in the treated male adults raised their flight capacity to a stronger levels than the control in most of the days of tethered‐flight test period. Contents of glycogen, however, were insignificantly affected by JHM in both male and female adults. In might therefore be concluded that levels of JH is a critical factor regulationg migratory behavior in the army worm moth. In addition to affect metabolism of glyceride, other possible physiological roles that JH played in determining migrattory behavior are also discussed.