小菜蛾触角感受器的扫描电镜观察

小菜蛾触角感受器的扫描电镜观察

昆虫角上有许多传感器，它们接收外部环境下的各种物理和化学信息，在昆虫行为中起着重要作用。国外对昆虫角的研究很多，主要包括角的结构和功能。一些中国科学家还研究了一些昆虫角，但它们主要是农业上的重要蛾虫。例如，尹文英等人对棉红丝虫的角差进行了扫描电子显微镜观察。赵伯光等人报道了大型袋蛾男孩角的微观结构。洪健等人视察了茶尺蚱角的显微结构。张山干等人详细介绍了松茸毛虫角的毛状感受器的微观结构。杜永军等人报道了大豆甲虫角的结构和功能。本试验用扫描电镜观察小菜蛾触角上的感受器的种类、分布和数量以及雌雄触角的差异,并进行触角切除试验,进一步探明小菜蛾触角在其行为中的作用.1材料和方法1.1醋酸乳酸酚溶液乳酸10份、苯酚5份溶于5份蒸馏水中,即成乳酸酚溶液.取乳酸酚溶液1份,加入冰醋酸7份配成醋酸乳酸酚.其他试剂和药品为霍氏封固定剂(Hoyersmedium)、KOH、乙醇、戊二醛、丙酮、0.1mol·L-1pH7.2磷酸缓冲液.1.2小红丝豆的界定将小菜蛾头部剪下,浸入醋酸乳酸酚中,24h后转移到载玻片上.经整姿后,用霍氏封固定剂封片,干燥后用显微镜观测.1.3镀层及扫描电镜把小菜蛾头部剪下,用0.25mol·L-1pH7.2戊二醛固定,0.1mol·L-1pH7.2磷酸缓冲液冲洗,经乙醇系列脱水后,临界点干燥离子,溅射喷镀钯合金.KYKY-1000B扫描电镜观察,加速电压为15kV.1.4寄主植物的定向行为.用乙醚熏倒羽化一天的小菜蛾,切除触角,待小菜蛾苏醒后,放入Y形嗅觉仪,测定其对包菜(BrassicaoleraceaL.var.capitataL.)的定向行为.每次测定20头小菜蛾,重复5次.另外,以同样的方法测定用乙醚熏倒但不切除触角的小菜蛾对寄主植物的定向行为.Y形嗅觉仪的制作参考Pivnicketal的方法.应用统计分析软件SAS对数据进行T测验.2结果与分析2.1龙门山叶片的覆盖物小菜蛾触角为丝状,由一节柄节、一节梗节和31节鞭节组成.触角长约3.9mm,直径约50μm,两性差异不大.在柄节、梗节上覆盖着大量鳞片.鞭节上的鳞片,基部几节多,向端部鳞片逐渐减少,最后一节没有鳞片(图1A、1B).2.2感染器的类型、形状和分布2.2.1毛形感器的表面设计毛形感器是触角上数量最多的一种感器,除基部几节被鳞片覆盖外,其余各节都有.其着生于凹窝中,基部直径约1.2μm,长30-50μm,顶端尖细.有的毛形感器基部弯曲向前倾斜,末端几乎与触角表面平行(图1C),多分布于触角正面和侧面;有的基部不弯曲,向前倾斜.2.2.2刺形感器和毛形感器刺形感器与毛状感器相似,但顶端较为圆钝,与触角表面几乎垂直,略有前倾,且末端弯曲向上(图1C).刺形感器分布于鞭节的前端,相对与毛形感器,数量少,触角末端分布较多.2.2.3腔三角形感器表皮凹陷为直径约6.0μm的小窝,四周长有环毛,向中间倾斜,呈锥状,环毛上有细纵纹(图1D).腔锥形感器分布于除基部鞭节外的各鞭节上,数量腹面多于正面.2.2.4植物的生长1f.鳞形感器形似扇子,有两种类型,一种基部窄端部宽,另一种较细长,都着生于臼状窝里.分布在触角各节上,基部鞭节多,端部少,最后一节没有.在鞭节上,主要分布于前端,排列成一周,中部也有分布,但数量较少(图1E、1F).2.2.5栓锥感器栓锥感器呈拇指状,较为粗大,着生于凹窝内.基部直径约5.0μm,高约11.0μm,表面有浅的纵纹.端部有一大锥状突起,基部有臼状窝,中部一侧有3个小锥状突起(图1H).栓锥感器分布于雌蛾鞭节第23-26亚节的端部边缘上,每节一个,略向前倾斜(图1G).2.2.6加弯端感器着生于半球状突起上,基部直径约1.8μm,长约8.3μm.端部弯曲成钩状,略向前倾斜(图1I).具弯端感器数量少,只有个别鞭节上有.2.2.7cylidius注射器呈一短棒状,着生于一凹窝内,前倾,基部直径约2.0μm,长约12.8μm.柱形感器分布于鞭节上,数量少(图1J).2.2.8一般感染器锥形感器也称Bohm氏鬃毛,外形类似短刺,表面光滑,分布于柄节基部(图1K).2.2.9托吡鲁克在触角末端的圆锥状突起上密布着微小的细毛(图1L).2.3异形感器、腔质感器均分布在鞭节上小菜蛾雌雄触角相似,都为丝状.雄蛾触角上的鳞形感器比雌蛾多;栓锥感器只分布在雄蛾的鞭节上;腔锥形感器数量雌蛾比雄蛾多;其他感器数量少,雌蛾比雄蛾稍多,且多分布于触角腹面.2.4东北部和其4,小菜砂没有切除东北部的嘴唇过小菜蛾触角切除后,在Y形嗅觉仪中对包菜气味的反应如表1所示.经过T测验表明,触角切除后小菜蛾雌雄蛾对包菜的定向行为和空白对照之间没有显著差异.也就是说,小菜蛾切除触角后对蔬菜的挥发性气味没有反应,这说明触角可能是小菜蛾感受外部信号的器官.为了进一步明确触角在小菜蛾行为中的作用,我们进一步检测了用乙醚熏倒后没有切除触角的小菜蛾在Y形嗅觉仪中对包菜气味的反应,结果如表2所示.T测验表明,小菜蛾对包菜和空白对照之间的反应有显著差异.也就是说,小菜蛾被乙醚熏倒后,苏醒后仍有感受蔬菜气味的能力.综上所述,熏乙醚没有使小菜蛾失去定向行为能力,但失去触角的小菜蛾同时也失去定向行为能力.由此可见,小菜蛾触角上的感觉器可感受来自寄主植物的气味,在小菜蛾定向行为(如搜寻寄主生境或寻找食物)过程中发挥重要作用.3过渡时期其他感对小菜诱的响应性小菜蛾雄蛾触角上共有9种感器,雌蛾有8种.其中,栓锥形感器只有雄蛾有,可能是性信息素的感受器.毛形感器数量最多,可能是化学感受器.已有的研究证实了鳞翅目昆虫雄蛾触角上的长毛形感器是性信息素感受器.腔锥形感器形状特殊,接触面积大,可能是化学感受器.雌蛾触角的栓锥形感器比雄蛾多,这可能是雌蛾比雄蛾对寄主植物定位能力稍强的原因.一般认为毛鳞形感器、刺形感器和锥