日本松干蚧的泌蠟及其機制研究.pdf

1、日本松干蚧Matsucoccusmatsumurae(Kuwana)屬于昆蟲綱Insecta，半翅目Hemiptera，蚧總科Coccoidea，松干蚧科Matsucoccidae，松干蚧屬MatsucoccusCockerell，是該屬的模式種，由Kuwana于1903年在日本東京的黑松上首次發(fā)現(xiàn)，并作為新種發(fā)表。于1940-1950傳入我國，成為松林重大害蟲，已造成巨大的經(jīng)濟損失，雖然連年進行大面積化學(xué)防治，但每年的危害面積仍很大，

2、這主要是松干蚧的發(fā)育和變態(tài)復(fù)雜，蟲體分泌有蠟質(zhì)保護，防治困難。因此，深入研究其在不同發(fā)育階段的泌蠟特點對提出新的防治對策將有重要意義。
　　 本研究在浙江省金華市受害的馬尾松林地設(shè)立樣地連續(xù)觀察該害蟲的發(fā)育過程并采集樣本，應(yīng)用光學(xué)顯微技術(shù)、掃描電鏡和透射電鏡技術(shù)詳細研究了雌雄兩性在不同發(fā)育階段分泌的蠟質(zhì)、泌蠟孔和泌蠟腺體的特點。研究結(jié)果如下:
　　 1、日本松干蚧發(fā)育變態(tài)與各齡期的泌蠟特征研究
　　 研究結(jié)果顯示

3、，日本松干蚧雄性為完全變態(tài)，經(jīng)過一齡若蟲擴散期和固定期、二齡若蟲珠形期、三齡若蟲泌蠟結(jié)繭期、化蛹期、成蟲羽化交配期，完成其生活史;雌性經(jīng)過一齡和二齡若蟲，從珠形期蛻皮后即發(fā)育為成蟲，與雄蟲交配后分泌蠟絲結(jié)成卵囊，產(chǎn)卵后死亡。
　　 觀察發(fā)現(xiàn)，雌雄兩性的泌蠟特點不同:在一齡若蟲擴散期蟲體表面還沒有分泌蠟質(zhì)，一齡若蟲固定期蟲體開始分泌蠟質(zhì)，二齡若蟲期體表泌蠟很少，由氣門分泌長的白色蠟絲;雄性三齡若蟲是其一生中泌蠟量最多的時期，在體表

4、分泌排列均勻的單根長蠟絲，編織形成繭，若蟲在繭內(nèi)化蛹，得到蠟繭保護;雄成蟲蟲體表面沒有明顯蠟質(zhì)，僅在第Ⅶ腹節(jié)背面分泌一束白色長蠟絲;雌性泌蠟量最多為成蟲期，由體壁分泌白色蠟絲，且在腹部末端蠟絲更多，蠟絲交錯纏繞形成卵囊，卵產(chǎn)于囊內(nèi)得到保護。
　　 2、各齡期泌蠟腺體的結(jié)構(gòu)和細胞學(xué)特征研究
　　 采用掃描電鏡技術(shù)觀察發(fā)現(xiàn):一齡若蟲體表無明顯蠟腺結(jié)構(gòu)，氣門擔(dān)任泌蠟功能，氣門中央為一圓孔，供氣體交換，周緣環(huán)繞一圈條狀小孔，蠟絲

5、從其中泌出。二齡若蟲體表覆蓋薄的蠟層，氣門發(fā)育為直徑較大的單孔道，從中分泌出多束長蠟絲。氣門有泌蠟功能在蚧蟲蠟腺研究中屬首次發(fā)現(xiàn)。
　　 三齡若蟲為雄蟲的泌蠟關(guān)鍵時期，蠟腺多集中分布在腹部背面，有單格腺、雙格腺、三格腺和四格腺，其中以雙格腺為主。蠟質(zhì)為實心絲狀，末端膨大。
　　 雄成蟲第7腹節(jié)向上翻起，背板上分布一簇柱狀管腺，約18個，每個管腺有5個小孔，各分泌一根長蠟絲，這是松干蚧科的典型特征。
　　 雌成蟲是

6、雌性蚧蟲一生中泌蠟關(guān)鍵期，體表蠟腺數(shù)量較多，以腹部末端密度最大，主要是多格腺（8-12格），由它們分泌蠟絲結(jié)成卵囊。同時觀察到大量背疤，其結(jié)構(gòu)是在體表形成大的凹陷，據(jù)說背疤是分泌性外激素的場所，但我們觀察到在背疤邊緣有少量蠟絲。
　　 以往研究發(fā)現(xiàn)新蚧總科的蟲體分泌蠟絲多為空心結(jié)構(gòu)，具高效泌蠟和承載能力強的特點，而日本松干蚧的蠟絲為實心結(jié)構(gòu)，這進一步為松干蚧科屬于古蚧類提供了證據(jù)。
　　 采用石蠟切片和透射電鏡技術(shù)研究了

7、蠟腺的細胞組成和超微結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示:在一齡若蟲期，氣門下有發(fā)達的泌蠟復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中央為一個大的柱狀儲蠟器，周圍環(huán)繞多個泌蠟細胞，細胞內(nèi)具有合成的顆粒狀蠟質(zhì);二齡若蟲真皮層具有泌蠟功能的細胞，但不構(gòu)成發(fā)達的泌蠟腺體，氣門下有多個泌蠟細胞組成的蠟腺復(fù)合結(jié)構(gòu);三齡雄若蟲蠟腺中央是儲蠟器，由兩個體積很大的瓶狀細胞組成，儲蠟器周圍環(huán)繞多個小型泌蠟細胞;雄成蟲第7腹節(jié)背板上的管腺外端為硬化的泌蠟管道，中央為儲蠟器，最下端有一群泌蠟細胞。
　　

8、 雌成蟲的多格腺發(fā)達，中央為瓶狀的儲蠟細胞，周圍為8-12個泌蠟細胞共同組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，它和三齡雄若蟲不同的是，中央儲蠟細胞的體積不大，與周圍的泌蠟細胞大小相似。將中央細胞放大后可明顯觀察到其內(nèi)儲存的蠟絲束，頂端有腺管供蠟質(zhì)泌出，腺管數(shù)量與蠟腺格數(shù)一致。
　　 同時發(fā)現(xiàn)蠟腺細胞的細胞核較大，糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的數(shù)量很多。
　　 近年來對蠟腺的研究多局限于外部泌蠟孔的形態(tài)觀察，本文采用TEM技術(shù)研究了蠟腺的細胞學(xué)特征，發(fā)現(xiàn)了日本

9、松干蚧幾種泌蠟腺體的泌蠟管、儲蠟器和泌蠟細胞復(fù)合結(jié)構(gòu)，并觀察到泌蠟細胞內(nèi)糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)數(shù)量較多，這一結(jié)果提供了蚧蟲蠟質(zhì)在腺體內(nèi)的合成、儲存與分泌過程的直觀證據(jù)。
　　 3.研究了蟲體內(nèi)與蠟質(zhì)合成相關(guān)的脂肪酸合成酶(FAS)和脂肪酸延伸酶(FAE)的變化特點
　　 根據(jù)對不同階段蟲體的泌蠟特點和蠟腺細胞的研究，運用酶聯(lián)免疫原理測定了蟲體內(nèi)與蠟質(zhì)合成相關(guān)的FAS和FAE的含量變化，結(jié)果顯示:蟲體內(nèi)FAS和FAE的含量變化與日本松

10、干蚧在不同階段的泌蠟活動密切相關(guān)，F(xiàn)AS含量變化特征為在雄性蚧蟲的三齡若蟲期最高(2.117±0.150nmol/L)，二齡若蟲期次之(1.642±0.107nmol/L)，蛹期最低(0.995±0.046nmol/L);雌性蚧蟲FAS含量在二齡若蟲期為1.642±0.107nmol/L，高峰期出現(xiàn)在雌成蟲分泌蠟質(zhì)形成卵囊的前期和中期（分別為2.286±0.158nmol/L和2.203±0.104nmol/L），而產(chǎn)卵完畢時其含量下降