原創 尚軍燁等 南京林業大學學
論文推薦
櫟麗虎天牛成蟲觸角感器的掃描電鏡觀察
尚軍燁，徐煒超，孟慶繁，趙紅蕊，劉生冬，李 燕*
北華大學林學院，國家林業和草原局長白山特色森林資源保育與高效利用重點實驗室。
櫟麗虎天牛(Plagionotus pulcher)隸屬於鞘翅目,天牛科,天牛亞科,虎天牛族,主要分佈在黑龍江、吉林、遼寧、河北、山西、陝西等地,主要寄主為蒙古櫟（Quercus mongolica)、春榆（Ulmus davidiana)、赤楊(Alnus japonica)、青楊(Populus cathayana)等。目前雖未對林木資源造成嚴重危害,但調查發現蒙古櫟林中其種群數量很大,可能成為蒙古櫟林潛在的危險性害蟲。
昆蟲觸角是昆蟲感受外界刺激的主要器官,上面著生有許多不同型別的感器,是昆蟲對內外環境感知,進行化學通訊的載體,在昆蟲的寄主定位、產卵選擇、配偶識別等行為中具有重要作用,感器的型別和數量隨種類的不同而相差很大。近年來,國內外學者先後對黃星天牛(Psacothea hilaris)、松墨天牛(Monochamus alternatus)、雲斑天牛(Batocera horsfieldi)、咖啡脊虎天牛(Xylotrechus grayii)等天牛觸角感器的超微結構進行了觀察,但鮮見有櫟麗虎天牛成蟲觸角感器研究的報道。目前,櫟麗虎天牛寄主﹑配偶選擇的行為機制尚不明確,本期論文推薦的作者對觸角感器型別、數量及分佈規律的研究,可為櫟麗虎天牛的行為學和電生理研究等提供基礎資料。
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作者簡介
通訊作者
李燕，1980年生，碩士生導師，森林保護學博士，副教授。主要從事森林害蟲種群監測、有害生物控制等教學和研究工作。
第一作者
尚軍燁，男，1994年2月出生，北華大學森林保護學專業研究生。
關鍵詞：櫟麗虎天牛；觸角；感器；掃描電鏡（SEM）
基金專案：國家自然科學基金青年基金專案(31600517);吉林省教育廳專案(JIKH20170042KI) ;北華大學青年科技創新團隊和北華大學研究生創新專案(2018013)。
引文格式：尚軍燁,徐煒超,孟慶繁,等.櫟麗虎天牛成蟲觸角感器的掃描電鏡觀察[J].南京林業大學學報(自然科學版), 2021 ,45(5):195-200.SHANG J Y,XIU W C,MENG Q F,et al. Antennal sensilla of adult Plagionotus pulcher(Coleoptera:Cerambycidae) observed with scanning electron microscope[J].Jourmal of Nanjing Forestry University (Natural Sciences Edition),2021,45(5):195-200.DOI：10.12302/j.issn.1000-2006.202004059.
1目的
明確櫟麗虎天牛成蟲觸角感器型別、數量及分佈特徵,為其行為和電生理研究提供基礎資料。
2方法
利用掃描電鏡對櫟麗虎天牛雌雄成蟲觸角表面結構進行觀察。
2.1 試驗材料
供試標本均取自北華大學林學院昆蟲實驗室館藏標本,採自吉林地區。選擇觸角完整的櫟麗虎天牛雌雄成蟲乾製標本各10 頭,備用。
2.2 研究方法
分別將雌雄蟲觸角編號,在超景深三維顯微系統(基恩士，日本, VHX5000)下測量觸角各節長度。將雌雄各3頭標本浸泡在體積分數30%乙醇溶液中回軟,在實體顯微鏡下摘取完整觸角。摘取的觸角在體積分數4%的Triton X-100(聚乙二醇辛基苯基醚)溶液中浸泡24 h 後,用蒸餾水清淨3次,再經體積分數75%、80%、85%、90%的乙醇溶液逐級脫水10min,而後將樣品轉至正己烷溶液浸泡2 h,並超聲降解30 s,倒去溶液,風乾樣品。將風乾觸角用導電膠分腹面、背面貼在掃描電鏡載物臺上,經離子濺射儀噴鍍(Quorum,英國,Emitech SC7620),樣品表面覆蓋約50 nm鉑鈀合金,而後在Quanta200 - D7972(荷蘭FEI公司)掃描電鏡20.0 kV 加速電壓下進行表面結構觀察。
3結果
櫟麗虎天牛雌蟲觸角明顯短於體長，雄蟲觸角短於或等於體長。雌雄蟲均有4種類型11個亞型感器,分別為錐形感器6個亞型、毛形感器3個亞型、刺形感器和鐘形感器各1個亞型,按感器數量由多到少依次為:毛形感器>錐形感器>刺形感器>鐘形感器。錐形感器分佈於觸角鞭節,毛形感器在觸角各節都有分佈,刺形感器主要分佈在柄節、梗節、鞭節第1~2亞節和部分鞭節亞節的端部,鐘形感器分佈在雌蟲鞭節的第7~9亞節和雄蟲的第3~4亞節。感器數量和型別從觸角基部向端部逐漸增加,雌蟲感器數量多於雄蟲。
3.1 觸角的基本特徵
櫟麗虎天牛觸角絲狀,共11節,由柄節、梗節及9個鞭節所組成;觸角呈黃褐色,被短柔毛，顏色由端部至基部逐漸加深(圖1)。雌蟲觸角明顯短於體長,未達鞘翅末端,約為體長的0.6~0.8倍;雄蟲觸角短於或等於體長,約為體長的0.7~1.0倍。雌雄成蟲觸角鞭節中第3亞節(F3)最長[雌蟲平均(1.45±0.19)mm,雄蟲平均(1.58±0.24)mm],第8亞節(F8)最短[雌蟲平均(0.75±0. 21) mm,雄蟲平均(0.88±0. 17)mm](表1)。
▲圖 1 櫟麗虎天牛雌雄成蟲觸角形態
▼表 1 櫟麗虎天牛觸角各節長度（平均值±標準差，n＝10）
3.2 景觀生態風險評估
觸角感器共有4個型別,分別為錐形感器(sensilum basiconca,B) 、毛形感器(ssens:illum trichodea, Tr)、刺形感器(sensillum chaetica, Ch)和鐘形感器(sensillum campaniformia,Sc) ,其中錐形感器有6種、毛形感器有3種、刺形感器和鐘形感器各有1種。毛形感器數量最多,其次為錐形感器,刺形感器再次之，鐘形感器數量最少。各型別及亞型感器形態特徵和量度值見表2。
▼表 2 江蘇省13市景觀生態風險指數
3.2.1 錐形感器各亞型
櫟麗虎天牛觸角感器型別見圖2。
▲圖 2 櫟麗虎天牛觸角感器型別
注：A.錐形感器Ⅰ;B.錐形感器Ⅱ;C.錐形感器Ⅲ;D.錐形感器Ⅳ; E.錐形感器Ⅴ;F.錐形感器Ⅵ;G.毛形感器Ⅰ;H.毛形感器Ⅱ;I.毛形感器Ⅲ;J.刺形感器; K.鐘形感器。
錐形感器Ⅰ,略呈圓柱形,長(8.74±1.12)μm,表面平滑,微彎向觸角端部或直立,端部鈍尖，底座圓臺形(圖2A)。錐形感器Ⅱ,長圓錐形,長(13.02±1.86)μum,表面平滑,直立,端部尖銳,底座圓臺不明顯(圖2B)。錐形感器Ⅲ,短圓錐形,長(8.54±0.92)μm,表面平滑,基部彎曲，端部鈍尖,底座圓臺形(圖2C)。錐形感器Ⅳ,圓錐形，長(9.61±1. 87)μm,直立,一側從基部至端部凹陷,端部微尖,底座圓臺形(圖2D)。錐形感器Ⅴ,近圓錐形,長(6.36±1. 14)μm,直立,基部微膨大,中部收縮,兩側凹陷, 端部漸尖,底座圓臺形(圖2E)。錐形感器Ⅵ，近圓錐形,長(6. 31±1.02)μm,直立,中下部表面平滑,中上部表面有縱溝,頂端鈍尖,底座圓臺形(圖2F)。
3.2.2 毛形感器各亞型
毛形感器Ⅰ， 長針形，長( 68.77±5.71) μm,著生於表皮凹窩內,向觸角端部傾斜,微扭曲，端部漸尖,表面具縱紋(圖2G)。毛形感器II ,短針形，長(39.45±4.11) μm,著生於表皮凹窩內，向觸角端部傾斜,近平行於觸角表面,微彎曲,端部鈍尖,表面具淺縱紋(圖2H)。毛形感器Ⅲ,短粗針形，長(25.68±1.25)μm,著生於表皮凹窩內,向觸角端部傾斜,平直,端部鈍,表面具淺縱紋(圖2I)。
3.2.3 刺形感器
刺形感器長針形，長(149.46±23.15)μm,著生於表面大而深的凹窩內,伸向觸角端部,平直，表面有縱紋,端部漸尖(圖2J)。
3.2.4 鐘形感器
鐘形感器呈圓屋頂形，長(3.49±0.40) μm,著生於近圓形底座上，表面平滑,直立，頂端有乳狀突起(圖2K)。
3.3 觸角感器的分佈特徵
總體.上,感器數量和型別從觸角基部向端部逐漸增加。錐形感器只分佈於觸角鞭節,毛形感器在觸角各節都有分佈,刺形感器主要分佈在柄節、梗節、鞭節第1~2亞節和部分鞭節亞節的端部，鐘形感器分佈在雌蟲觸角鞭節的第7~9亞節和雄蟲的第3~4亞節。各型別及亞型感器在雌雄蟲觸角的數量分佈見表3、表4。
▼表 3 櫟麗虎天牛雌蟲觸角感器數量分佈
注：感器數量為10頭個體的平均值（n＝10），表中省略了均值的標準差。下同。
▼表 4 櫟麗虎天牛雄蟲觸角感器數量分佈
感器不同亞型的分佈也不同。錐形感器Ⅰ、Ⅱ分佈在鞭節第3~9亞節,錐形感器Ⅲ、Ⅳ主要分佈在鞭節第6~9亞節，錐形感器Ⅴ和Ⅵ只零散分佈在鞭節第7~9亞節。毛形感器Ⅰ分佈在鞭節第3~9亞節,毛形感器Ⅱ分佈在柄節、梗節和鞭節第1~3亞節,毛形感器Ⅲ零散分佈在鞭節各亞節的端部。
雌雄成蟲觸角感器的型別和亞型相同,但感器數量和亞型分佈不同。雌蟲感器數量多於雄蟲,雌蟲感器平均4.36x10-2個/μm²,雄蟲平均為4.22x10-2個/μm²。雌雄蟲都以毛形感器Ⅰ數量最多，但程度上雌蟲少於雄蟲,分別佔雌雄蟲感器總數的62.41%、69.13%;錐形感器Ⅰ數量次之，雌蟲多於雄蟲,分別佔11.51%、7.31%。 雌雄蟲感器都集中分佈在鞭節第6~9亞節,分別佔感器總數的62.06%、63.15%。
4結論
觸角端部是感受化學物質的主要部位,鞭節第6~9亞節是電生理試驗的首選部位。雌蟲觸角數量感器較多,表明其在接收性資訊素和寄主揮發物方面具有更重要的作用,各感器的功能需要結合行為和電生理試驗進一步驗證。
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