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华山松大小蠹成虫消化道与生殖系统结构研究

卜书海  
【摘要】:华山松大小蠹(Dendroctonus armandi Tsai et Li)是秦岭巴山林区华山松的毁灭性森林害虫,严重威胁着秦岭巴山森林生态系统的稳定性。华山松大小蠹的发生规律、华山松大小蠹对寄主树木的选择性、飞行与扩散机制、华山松大小蠹和蓝变真菌的关系等已有大量研究,但华山松大小蠹消化系统结构、生殖与种群繁衍等未被充分地研究,直接制约了对华山松大小蠹种群数量波动和成灾机理的研究,以及对华山松大小蠹种群数量调控技术的研究和探索。为此,本文应用生理生化和电镜等技术,通过对华山松大小蠹成虫消化系统的形态与功能、生殖与种群繁衍的关系研究,旨在揭示华山松大小蠹种群数量波动的机制。 1.对华山松大小蠹成虫前肠、中肠和后肠组织与细胞结构的研究,结果表明华山松大小蠹成虫消化道由前肠、中肠、和后肠组成,前肠分为口腔、咽、食道、嗉囊和前胃,食道和嗉囊存在着棘突,前胃具有精细的几丁质骨板结构;中肠由中肠前段、中肠后段和160个胃盲囊组成,胃盲囊位于中肠的后段,呈6纵列排列;后肠分为后肠前段和后肠后段,具有6个马氏管,后肠具有隐肾管系统,存在纵肌,但不存在细小的角质棘突。 2.华山松大小蠹成虫中肠后段具有长的微绒毛、丰富的糙面内质网和多皱褶的基底内褶;同时,中肠中的围食膜是由2层不连续的套筒管状结构构成,每隔1 um呈纽扣状凸起于表面,属于Ⅱ型围食膜;后肠上皮表面具有角质层,上皮缺乏微绒毛。羽化成熟的华山松大小蠹雌性成虫中肠上皮细胞质具有发达的糙面内质网和大量高电子密度颗粒,这可能与小蠹虫中肠激素合成有关。 3.对危害华山松韧皮部组织的16种小蠹虫前胃板结构研究,结果表明16种小蠹虫前胃均有8个骨板组成,每个骨板又被分为具齿的板状部和可移动的咀嚼刷和长刚毛的片状部两部分。这些韧皮小蠹虫胃板的骨化程度、板状部结构、咀嚼刷和刚毛的类型存在明显的差异,可分为A型、B型和C型3种类型,韧皮小蠹虫前胃板结构的差异不仅可以作为种的分类特征,而且前胃板结构的分化与营养的摄取有密切的关系。 4.对华山松大小蠹雄性成虫生殖系统和精子发育的超微结构研究,结果表明华山松大小蠹雄性生殖系统由睾丸、输精管、储精囊、射精管、环状附腺、线形附腺(分长支和短支类型)组成。精细胞的分化发生在育精囊内,每个育精囊内精细胞可达到512个。华山松大小蠹精子和精子发生具有鞘翅目昆虫的基本特征,精子头部由3层结构的顶体和细胞核组成;尾部由线粒体衍生物、副体和9+9+2轴丝结构等细胞器组成。但华山松大小蠹精子在精细胞发育的早期,细胞核的拉伸和染色质的浓缩形成凸字形;精子超微结构中具有独特的“h”型顶体泡,以及位于精子尾部中段的海绵体结构和位于精子主段的涨泡状结构。此外,华山松大小蠹雄性具有环形和线形2种类型的附腺;每个睾丸含有20个精巢小管明显区别于鞘翅目其它昆虫。 5.华山松大小蠹雌性成虫生殖系统和卵子发育的超微结构研究,结果表明华山松大小蠹雌性生殖系统由4个端滋式卵巢管(1对卵巢)、1对侧输卵管,1个中输卵管,和1个受精囊组成,缺少附腺。卵巢管原卵区为合胞体区,前卵泡细胞和停滞卵母细胞分布在基部区域;卵黄区由7~10个线性排列、处于前卵黄生成期和卵黄生成期发育阶段的卵泡组成。随着卵泡的发育,卵泡细胞间间隙增大,卵泡细胞质中出现更丰富的糙面内质网和线粒体,这些说明卵黄生成期的卵泡细胞促进了卵母细胞外源蛋白的吸收,同时也表明卵泡细胞参与卵黄膜的合成;卵母细胞质中积累了更多的脂滴,卵黄颗粒和线粒体、内质网、高尔基体等细胞器,说明卵母细胞自身参与到卵黄成分的合成过程。同心轮状糙面内质网的存在,是卵黄生成晚期卵母细胞的典型特征。


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