基本信息
- 項目名稱：
- 夜蛾科三種重要農(nóng)業(yè)害蟲口器感器的超微結(jié)構(gòu)
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 棉鈴蟲、煙青蟲和銀紋夜蛾是重要的農(nóng)業(yè)害蟲，對農(nóng)作物經(jīng)常造成毀滅性的危害，對于他們的研究迄今尚未見報道。 我們采用掃描電子顯微鏡技術(shù)對其口器上的感器進行超微結(jié)構(gòu)的觀察和比較，明確其感器類型，比較三者之間的差異，以期為昆蟲分類、進化、以及系統(tǒng)發(fā)育奠定基礎(chǔ)，為昆蟲的綜合防治提供理論依據(jù)。
- 詳細介紹：
- 口器是昆蟲的取食器官，進行食物的采集和處理，多種多樣的取食方式造就了昆蟲多樣化的口器。夜蛾科Noctuidae是鱗翅目Lepidoptera第一大科，已知有35000多種，成蟲的顯著特點是具有高度特化的虹吸式口器，是最為進化的昆蟲口器之一，這種構(gòu)造一般用來吸食花蜜、水、腐爛的動植物汁液，有的也吸食成熟的果實，喙管能自由伸展、彎曲，取食時，由于血淋巴泵入喙管內(nèi)， 使喙管伸長；休息不用時依靠喙管內(nèi)部的肌肉收縮，以及本身的固化作用使其又回到盤曲狀態(tài)。昆蟲對植物花蜜的選擇和確定是依靠位于口器喙管上不同部位的感器來實現(xiàn)的。 目前對口器的研究主要集中在新頂蛾科Neopseustidae、螯蛺蝶亞科Charaxinae、眼蝶亞科Satyrinae、弄蝶科Hesperiidae等，對蜚蠊目Blattodea和鞘翅目Coleoptera的昆蟲也有涉及，而對于虹吸式口器的研究，主要集中在證明虹吸式口器是適應環(huán)境的產(chǎn)物和對口器感器的分布、數(shù)量、類型上，而關(guān)于棉鈴蟲、煙青蟲和銀紋夜蛾口器感器的研究尚未見報道。研究口器感器的類型、分布和數(shù)量有助于深入了解昆蟲的口器感器與行為之間的關(guān)系以及昆蟲與自然界的化學通信等，并為昆蟲系統(tǒng)發(fā)育、進化研究、和種群控制提供重要依據(jù)。本文系首次對鱗翅目夜蛾科3種重要農(nóng)業(yè)害蟲口器感器的超微結(jié)構(gòu)進行觀察和比較，以期為深入研究夜蛾科的行為、防治以及系統(tǒng)分類提供依據(jù)。 采集新鮮標本經(jīng)過處理后，用掃描電鏡觀察，經(jīng)過對所得結(jié)果的分析，我們發(fā)現(xiàn)金翅夜蛾亞科Plusiinae的銀紋夜蛾與實夜蛾亞科Heliothinae的棉鈴蟲和煙青蟲的口器及感器有明顯區(qū)別，主要表現(xiàn)在口器的外部形態(tài)、感器的數(shù)量、分布、種類、以及功能等上。 棉鈴蟲、煙青蟲和銀紋夜蛾是夜蛾科常見農(nóng)業(yè)害蟲，研究它們的感器類型以及取食機理對于昆蟲的防治具有重要意義，今后還有待于進一步從超微結(jié)構(gòu)上區(qū)分煙青蟲和棉鈴蟲口器感器的差異（比如感器是多孔還是單孔等）以及用透射電鏡觀察感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這可能會進一步揭示其感受刺激的機理。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 夜蛾科是鱗翅目第一大科，其中許多種類為重要的農(nóng)業(yè)害蟲。夜蛾科昆蟲的口器為虹吸式，具有一個較長的喙管。夜蛾對花蜜的判別和選擇是通過喙管端部的感覺器來實現(xiàn)的。不同種類的夜蛾，其喙管上的感覺器存在不同程度的差異。深入研究夜蛾口器感器的類型及其超微結(jié)構(gòu)，可為夜蛾科昆蟲的系統(tǒng)分類、預測預報、以及綜合防治（尤其是誘殺法防治）提供理論基礎(chǔ)。
科學性、先進性及獨特之處
- 我們首次運用掃描電子顯微鏡技術(shù)(SEM)對鱗翅目夜蛾科棉鈴蟲、煙青蟲、銀紋夜蛾這三種重要農(nóng)業(yè)害蟲口器感器的超微結(jié)構(gòu)進行觀察和比較，明確了其感器的類型和差異。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 棉鈴蟲、煙青蟲和銀紋夜蛾是夜蛾科三種重要的農(nóng)業(yè)害蟲，通過對其口器感器的超微結(jié)構(gòu)研究，可為這些重要農(nóng)業(yè)害蟲的分類、親緣關(guān)系、以及系統(tǒng)發(fā)育地位提供重要的形態(tài)學理論基礎(chǔ)。深入研究口器感器的超微結(jié)構(gòu)，可為害蟲的取食行為和取食機制等研究奠定基礎(chǔ)，為進一步研究害蟲的誘殺技術(shù)提供理論依據(jù)。
學術(shù)論文摘要
- 鱗翅目Lepidoptera夜蛾科成蟲具虹吸式口器，其顯著特點是有一個可彎曲、伸長的喙管，用于吸食植物的花蜜。夜蛾對食物的選擇是通過位于喙管端部的多種感器來實現(xiàn)的。本文使用掃描電子顯微鏡觀察了夜蛾科Noctuidae棉鈴蟲Helicoverpa armigera (Hübner)、煙青蟲H. assulta (Guenée)和銀紋夜蛾Argyrogramma agnate (Staudinger)等3種重要農(nóng)業(yè)害蟲口器感器的超微結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，棉鈴蟲和煙青蟲的口器具有4類感器，分別為毛形感器、錐形感器I、錐形感器II、以及栓錐形感器；銀紋夜蛾口器除具有這4類感器外，還具有腔錐形感器。銀紋夜蛾口器尖端存在腔錐形感器，但未發(fā)現(xiàn)錐形感器I，這與棉鈴蟲和煙青蟲顯著不同；棉鈴蟲與煙青蟲的錐形感器II基座形狀明顯不同。簡要討論了口器感器與食性之間的關(guān)系。
獲獎情況
- 該作品于2011年4月在西北農(nóng)林科技大學第五屆“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術(shù)科技作品競賽中獲特等獎。
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- 1. Albert, P., 1980. Morphology and innervation of mouthpart sensilla in larvae of the spruce budworm, Choristoneura fumiferana (Clem.) (Lepidoptera: Torticidae). Can J Zool 58, 842–851. 2. Chapman, R.F., 2003. Mouthparts. In: Resh, V.H., Cardé, R.T. (Eds.), Encyclopedia of Insects. Academic Press, San Diego, CA, pp. 750–755. 3. Faucheux, M., 2008. Mouthparts and associated sensilla of a South American moth, Synempora andesae (Lepidoptera: Neopseustidae). Rev. Soc. Entomol 67 (1-2), 21-33. 4. Krenn, H., 1998. Proboscis sensilla in Vanessa cardui (Nymphalidae, Lepidoptera):Functional morphology and significance in flower-probing. Zoomorphology 118, 23–20. 5. Krenn, H., 2005. Mouthparts of flower-visiting insects Arthrop Structure & Development 34, 1–40. 6. Krenn, H., 2010. Feeding mechanisms of adult Lepidoptera: Structure, function, and evolution of the mouthparts. Annu. Rev. Entomol 55, 307–327.
同類課題研究水平概述
- 口器是昆蟲最重要的攝食器官,進行食物的采集和處理，不同的取食方式造就了昆蟲多樣化的口器，吸引著國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜液蛯W者前赴后繼的研究和探索；掃描電子顯微鏡(SEM)的問世及在生物領(lǐng)域的應用，極大的促進了形態(tài)學的觀察，目前國外對口器的研究主要集中于天蛾科、新頂蛾科、螯蛺蝶亞科、眼蝶亞科、弄蝶科等的昆蟲，對蜚蠊目和鞘翅目的昆蟲也有涉及。然而國內(nèi)對于鱗翅目昆蟲口器進行掃描電鏡觀察的研究幾乎為空白。 夜蛾科是鱗翅目第一大科，已知有35000多種，其中絕大多數(shù)是重要的農(nóng)業(yè)害蟲；成蟲的顯著特點是具有高度特化的虹吸式口器，這種構(gòu)造一般用來吸食花蜜、水、腐爛的動植物汁液，有的也吸食成熟的果實，從中獲取營養(yǎng)來維持自身生長和促進卵的發(fā)育；對于虹吸式口器的結(jié)構(gòu)和功能、取食機制等的研究主要在絲蘭蛾科、肌旋喙亞目、蛉蛾科、天蛾科等，集中在證明其為環(huán)境適應的產(chǎn)物和描述口器感器的分布、數(shù)量、類型上。 昆蟲口器上不同部位的各種感器指導著其覓食行為，鱗翅目昆蟲口器上感器在產(chǎn)卵地點的確定、寄主的識別、以及有機物的探測收集等方面上具有重要作用。對于虹吸式口器各種感器的研究，Krenn、Gilbert、Faucheux等闡明了毛形感器在昆蟲取食時衡量花粉管和采集、固定花粉的作用；栓錐形感器是研究較多的一種感器，目前發(fā)現(xiàn)的只有兩種，它被認為是由錐形感器演化而來，在無喙亞目中尚未發(fā)現(xiàn)；錐形感器在不同的昆蟲中行使不同的功能，在Krenn所研究的小紅蛺蝶中被認為是化學感受器，在Faucheux研究的螟蛾科中被認為具有感受氣味分子的功能；關(guān)于口器上腔錐形感器的研究目前報道很少。 Krenn等雖對于昆蟲口器的研究較深，但未涉及棉鈴蟲、煙青蟲和銀紋夜蛾等常見農(nóng)業(yè)害蟲。本文系首次對鱗翅目夜蛾科3種重要農(nóng)業(yè)害蟲口器感器的超微結(jié)構(gòu)進行觀察和比較，通過口器感器的超微結(jié)構(gòu)研究，可為這些重要農(nóng)業(yè)害蟲的分類、親緣關(guān)系、以及系統(tǒng)發(fā)育地位提供重要的形態(tài)學依據(jù)。深入研究口器感器的超微結(jié)構(gòu)，可為害蟲的取食行為和取食機制等研究奠定基礎(chǔ)，為進一步研究害蟲的誘殺技術(shù)提供理論依據(jù)。
