橘小实蝇触角感器超微结构及蛋白感受功能
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1 材料 养虫笼 、生测笼规格为 30 cm ×30 cm ×30 cm;橘小实蝇供试虫源为福建农林大学益虫研究室 2002年
建立的室内饲养种群 ,约第 56代 ;蛋白自制 (另文发表 ) ;主要试剂为戊二醛 、乙醇 、锇酸 、KI、I2 、葡萄糖等 , 均为国产分析纯 ;主要仪器设备为超声波清洗器 (天津瑞普电子仪器公司 , QT2060) 、真空镀膜仪 (日本 , JFC21200) 、广视野体视镜 (瑞士 ,W ILD ) 、扫描电子显微镜 (美国 , KYKY21000B )等 。 2 方法
1)同列数据后不同小写字母表示差异达到 0. 05显著水平 ;同列数据后不同 大写字母表示差异达到 0. 01达极显著水平 。
328
福 建 林 学 院 学 报
第 28卷
4 讨论
文中报道了橘小实蝇 3类触角感器 。刺形感器长于其他感器 ,适应于首先接触物体 ,其壁厚 、无孔 ,单 感器试验证明刺形感器对信息素无电位反应 ,而对机械振动有反应 ,因此通常认为具有感受机械刺激的功 能 [ 11 - 12 ] ,而不具化学感受功能 [ 13 ] 。
227 ±5
1197 ±31 1379 ±36
b ♀ 基部 185 ±7 基部 179 ±5 端部 114 ±7 基部 174 ±15 端部 111 ±6 基部 39 ±3
μm
♂ 187 ±4 185 ±6 117 ±9 180 ±17 114 ±8 41 ±5
第 3期
杜迎刚等 :橘小实蝇触角感器超微结构及蛋白感受功能
毛形感器不具有窝状基部 ,但具有多孔 、深陷的壁 ,与其它昆虫的嗅觉感器相似 [ 14 - 15 ] 。多种植食性昆 虫的毛形感器被证实或推断具有感受信息化合物的作用 [ 13, 16 - 17 ] 。橘小实蝇的毛形感器主要分布在鞭节 上 ,鞭节切除后显著降低橘小实蝇对蛋白的感受能力也证明了毛形感器与嗅觉有关 。
名称 鞭节 梗节
柄节
触角芒 触角总长度 (鞭节﹢梗节﹢柄节 )
表 1 橘小实蝇触角不同部分尺寸比较 Table1 Measurements of the antennae of B. dorsa lis
♀ 850 ±16 333 ±13
226 ±13
1157 ±26 1436 ±27
l ♂
793 ±9 330 ±20
对蛋白的反应 ,结果表明橘小实蝇蛋白感器主要分布在鞭节上 。
关键词 : 橘小实蝇 ; 蛋白 ; 机械感器 ; 化学感器
中图分类号 : S475. 1
文献标识码 : A
文章编号 : 1001 - 389X (2008) 03 - 0229 - 04
The ultra structure of the an tennae of B ac troce ra do rsa lis ( D iptera : Tephr itidae) and its function in respon se to prote in
引诱率 / % = (蛋白吸引的虫数 - 水吸引的虫数 ) /试验总虫数 ×100[ 3, 10 ] 。 2. 4 统计方法
数据处理用 SPSS11. 5 for W indow s统计分析软件 ,采用单因子方差分析法 ,用 Tukey′s进行方差检验 。
3 结果
3. 1 橘小实蝇触角扫描电镜观察 3. 1. 1 触角形态 橘小实蝇触角由鞭节 、梗节和柄节组成 。梗节末端膨大脊外翻与鞭节相连 ,在鞭节靠 近梗节的背面处具一触角芒 (图 1) 。鞭节长度存在性别差异 ( P = 0. 05) (表 1) ,雌蝇稍长于雄蝇 ,鞭节的 中间具一深陷的感觉孔 (图 1、2) 。
DU Ying2gang1, 2 , J I Q ing2e2 , CHEN J ia2hua2 , M IAO Q ing3
(1. W eifang Science and Technology College, Shouguang, Shandong 262700, China; 2. College of Plant Protection, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China;
锥形感器 :雌雄橘小实蝇触角上主要有 2种 ,锥形感器 Ⅰ从基部到端部逐渐变细 ,顶端钝圆有孔 ,表面 有纵纹 ;锥形感器 Ⅱ基部膨大 ,末端钝圆 ,距基部 1 /2 - 1 /3处弯曲 ,形状像“, ”。它们是鞭节上最小的一 类感器 ,长 1. 4 - 4. 4μm ,基部直径 0. 7 - 1. 3μm ,雄性锥形感器较雌性大 ,基部直径变化范围也大 (图 6) 。
9. 666 7 ±1. 201 9aA
2
鞭节
4. 666 7 ±1. 201 9bA
3. 666 7 ±0. 881 9bB
3
鞭节加梗节
3. 666 7 ±0. 881 9bA
2. 333 3 ±0. 333 3bB
4
整个触角
4. 333 3 ±2. 027 6bA
3. 000 0 ±0. 577 4bB
福建林学院学报 2008, 28 (3) : 229 - 232 Journal of Fujian College of Forestry
第 28卷 第 3期 2008年 7月
橘小实蝇触角感器超微结构及蛋白感受功能
杜迎刚 1, 2 , 季清娥 2 , 陈家骅 2 , 苗 青 3 (1. 山东潍坊科技学院 ,山东 寿光 262700; 2. 福建农林大学植物保护学院 ,
327
3. 1. 2 感器的类型与形态 刺形感器 :主要分布在梗节和柄节上 ,沿着腹侧边缘着生 ,长 22 - 165μm ,基 部直径 2. 0 - 8. 0μm,是触角上最大的感器 ,雄性刺形感器长度比雌性长且基部直径变化范围大 (图 3) 。
毛形感器 :雌雄蝇触角上毛形感器有 2种 。毛形感器 Ⅰ末端尖 ,基部没窝并具凹陷表面 ,几乎占据了 整个鞭节 ,以端部和侧面居多 ,是鞭节上最大的感器 ,长 14 - 27μm ,基部直径 2. 0 - 2. 5μm ,长度不存在雌 雄性别差异 ,但雄性基部直径变化较雌性明显 (图 4) 。毛形感器 Ⅱ在整个鞭节上都有分布 ,以基部和腹面 最多 ,其比毛形感器 I短 ,长度 7 - 13μm ,基部直径 1. 1 - 2. 5μm ,雄性此类感器长度和粗度都较雌性小 , 但变化范围稍大 ,基部常弯曲 ,无窝 (图 4、5) 。
2. 1 供试虫源的饲养 在橘小实蝇产卵的前中期采卵 ,用人工饲料饲养 ,收集发育较一致的老熟幼虫 ,化蛹后待其羽化 ,取
6: 00 - 8: 00羽化的成虫作为试验用虫。饲养条件温度 (25 ±1) ℃、光照 L∶D = 12∶12、相对湿度 (75 ±10) %。
收稿日期 : 2008 - 03 - 12 修回日期 : 2008 - 05 - 30 基金项目 :福建省科技厅重大科学基金资助项目 (2006NZ2002) ;农业部示范科学基金资助项目 (农办财 [ 2006 ]57号 ) 。 作者简介 :杜迎刚 (1977 - ) ,男 ,山东日照人 ,讲师 ,从事昆虫生态化学研究。通讯作者季清娥 (1968 - ) ,女 ,湖北监利人 ,副研究员 ,从事害虫生 物防治研究 。
福建 福州 350002; 3. 山东桓台实验中学 ,山东 桓台 256400)
摘要 : 扫描电镜观察发现橘小实蝇触角上有刺形感器 、毛形感器和锥形感器 3大类感器 。刺形感器主要分布在梗节和柄节
Baidu Nhomakorabea
上 ,为机械感器 ;毛形感器和锥形感器仅分布在鞭节上 ,其中毛形感器是化学感器 。研究切除触角不同部位后的橘小实蝇
3. 2 橘小实蝇切除触角不同部位后对蛋 白的感受差异 切除触角的不同部位显著降低雌雄橘
小实蝇对蛋白的访问频次 ,对雄蝇的影响 极显著 ( P = 0. 01) , 对雌蝇的影响显著 ( P
= 0. 05) 。无论雌雄 ,均是切除鞭节影响最 大 ,表明对蛋白感受作用的触角感器主要 分布在鞭节上 (表 2) 。
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福 建 林 学 院 学 报
第 28卷
2. 2 扫描电镜观察样品制备 取 6日龄橘小实蝇 ,用体积分数为 50%的乙醇麻醉 ,分雌雄性别在解剖镜下取完整触角若干 。样品
先用超声波处理 10 m in,蒸馏水清洗 3遍清除表面污物 ,然后用 2. 5%的戊二醛溶液 (0. 1 mol·L - 1 pH 7. 4 的磷酸缓冲液配制 )固定 24 h,蒸馏水清洗 3遍 ,每次 15 m in;接着用 KI导电液 (2 g KI、0. 2 g I2 、0. 2 g葡萄 糖 ,双蒸水定容至 100 mL )处理 12 h,蒸馏水清洗 3遍 ,每次 15 m in;随后用 50%、70%、80%、95%、100% 系列梯度乙醇脱水 ,每个梯度 15 m in;紧接着粘样 、镀膜 ;最后置于 KYKY21000B 扫描电镜于 15 kV 加速电 压下观察 、拍照 。 2. 3 生物测定
3. Huantai Experimental H igh School, Huantai, Shandong 256400, China)
Abstract: Three types of sensillum on the antenna of B actrocera dorsa lis were observed w ith scanning electron m icroscopy ( SEM ). They were sensilla chaetica, sensilla trichodae and sensilla basiconica. Sensilla chaetica found only on scapus and pedicellus was mechanorecep tor. Sensilla trichodae and sensilla basiconica were found on flagellum. Sensilla trichodae was chemorecep tor. The experiments of B. dorsa lis which were ablated different parts of antenna responded to p rotein were done. The results indicated the sensilla responsing to p rotein were on flagellum. Key words: B actrocera dorsa lis; p rotein; mechanorecep tor; chemorecep tor
在室外草坪上进行测定 (24 - 30 ℃、微风 、阴天 ) 。于生测笼上方对角离边缘 2 cm 放置 2 cm ×2 cm × 0. 2 cm 的海绵各 1块 ,放触角经过不同处理的橘小实蝇 20头于笼中 , 20 m in后在一海绵上加蛋白 ,另一海 绵上加蒸馏水 ,各 1 mL ,观察记录 10 m in内橘小实蝇的访问频次即蛋白的引诱率 ,雌雄分别试验 。重复 4 次 ,每次重复海绵位置旋转 90°。
橘小实蝇 [B actrocera dorsa lis (Hendel) ]是一种毁灭性检疫害虫 ,可危害 46科 250多种水果 、花卉和 蔬菜 ,有“水果杀手 ”之称 ,近年在我国福建 、海南 、广东 、广西 、湖南 、贵州 、云南等省区猖獗危害 [ 1 - 5 ] ,蛋白 诱杀是防治橘小实蝇的有效措施之一 [ 6 - 8 ] 。本研究在李文蓉 [ 9 ]简单描述的基础上 ,利用扫描电镜观察了 橘小实蝇触角上感器的种类 、分布模式和微观形态 ,同时研究了橘小实蝇触角不同部位被切除后对蛋白感 受能力的差异 ,可为橘小实蝇蛋白诱剂及增效物质的研发和应用提供理论基础 。
表 2 橘小实蝇切除触角不同部位后对蛋白的访问频次 1) Table 2 Times of B. dorsalis visiting p rotein after different parts of antenna ablated
序号 触角切除部位
对雌性引诱情况
对雄性引诱情况
1
不切除
11. 333 3 ±0. 333 3aA
建立的室内饲养种群 ,约第 56代 ;蛋白自制 (另文发表 ) ;主要试剂为戊二醛 、乙醇 、锇酸 、KI、I2 、葡萄糖等 , 均为国产分析纯 ;主要仪器设备为超声波清洗器 (天津瑞普电子仪器公司 , QT2060) 、真空镀膜仪 (日本 , JFC21200) 、广视野体视镜 (瑞士 ,W ILD ) 、扫描电子显微镜 (美国 , KYKY21000B )等 。 2 方法
1)同列数据后不同小写字母表示差异达到 0. 05显著水平 ;同列数据后不同 大写字母表示差异达到 0. 01达极显著水平 。
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第 28卷
4 讨论
文中报道了橘小实蝇 3类触角感器 。刺形感器长于其他感器 ,适应于首先接触物体 ,其壁厚 、无孔 ,单 感器试验证明刺形感器对信息素无电位反应 ,而对机械振动有反应 ,因此通常认为具有感受机械刺激的功 能 [ 11 - 12 ] ,而不具化学感受功能 [ 13 ] 。
227 ±5
1197 ±31 1379 ±36
b ♀ 基部 185 ±7 基部 179 ±5 端部 114 ±7 基部 174 ±15 端部 111 ±6 基部 39 ±3
μm
♂ 187 ±4 185 ±6 117 ±9 180 ±17 114 ±8 41 ±5
第 3期
杜迎刚等 :橘小实蝇触角感器超微结构及蛋白感受功能
毛形感器不具有窝状基部 ,但具有多孔 、深陷的壁 ,与其它昆虫的嗅觉感器相似 [ 14 - 15 ] 。多种植食性昆 虫的毛形感器被证实或推断具有感受信息化合物的作用 [ 13, 16 - 17 ] 。橘小实蝇的毛形感器主要分布在鞭节 上 ,鞭节切除后显著降低橘小实蝇对蛋白的感受能力也证明了毛形感器与嗅觉有关 。
名称 鞭节 梗节
柄节
触角芒 触角总长度 (鞭节﹢梗节﹢柄节 )
表 1 橘小实蝇触角不同部分尺寸比较 Table1 Measurements of the antennae of B. dorsa lis
♀ 850 ±16 333 ±13
226 ±13
1157 ±26 1436 ±27
l ♂
793 ±9 330 ±20
对蛋白的反应 ,结果表明橘小实蝇蛋白感器主要分布在鞭节上 。
关键词 : 橘小实蝇 ; 蛋白 ; 机械感器 ; 化学感器
中图分类号 : S475. 1
文献标识码 : A
文章编号 : 1001 - 389X (2008) 03 - 0229 - 04
The ultra structure of the an tennae of B ac troce ra do rsa lis ( D iptera : Tephr itidae) and its function in respon se to prote in
引诱率 / % = (蛋白吸引的虫数 - 水吸引的虫数 ) /试验总虫数 ×100[ 3, 10 ] 。 2. 4 统计方法
数据处理用 SPSS11. 5 for W indow s统计分析软件 ,采用单因子方差分析法 ,用 Tukey′s进行方差检验 。
3 结果
3. 1 橘小实蝇触角扫描电镜观察 3. 1. 1 触角形态 橘小实蝇触角由鞭节 、梗节和柄节组成 。梗节末端膨大脊外翻与鞭节相连 ,在鞭节靠 近梗节的背面处具一触角芒 (图 1) 。鞭节长度存在性别差异 ( P = 0. 05) (表 1) ,雌蝇稍长于雄蝇 ,鞭节的 中间具一深陷的感觉孔 (图 1、2) 。
DU Ying2gang1, 2 , J I Q ing2e2 , CHEN J ia2hua2 , M IAO Q ing3
(1. W eifang Science and Technology College, Shouguang, Shandong 262700, China; 2. College of Plant Protection, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China;
锥形感器 :雌雄橘小实蝇触角上主要有 2种 ,锥形感器 Ⅰ从基部到端部逐渐变细 ,顶端钝圆有孔 ,表面 有纵纹 ;锥形感器 Ⅱ基部膨大 ,末端钝圆 ,距基部 1 /2 - 1 /3处弯曲 ,形状像“, ”。它们是鞭节上最小的一 类感器 ,长 1. 4 - 4. 4μm ,基部直径 0. 7 - 1. 3μm ,雄性锥形感器较雌性大 ,基部直径变化范围也大 (图 6) 。
9. 666 7 ±1. 201 9aA
2
鞭节
4. 666 7 ±1. 201 9bA
3. 666 7 ±0. 881 9bB
3
鞭节加梗节
3. 666 7 ±0. 881 9bA
2. 333 3 ±0. 333 3bB
4
整个触角
4. 333 3 ±2. 027 6bA
3. 000 0 ±0. 577 4bB
福建林学院学报 2008, 28 (3) : 229 - 232 Journal of Fujian College of Forestry
第 28卷 第 3期 2008年 7月
橘小实蝇触角感器超微结构及蛋白感受功能
杜迎刚 1, 2 , 季清娥 2 , 陈家骅 2 , 苗 青 3 (1. 山东潍坊科技学院 ,山东 寿光 262700; 2. 福建农林大学植物保护学院 ,
327
3. 1. 2 感器的类型与形态 刺形感器 :主要分布在梗节和柄节上 ,沿着腹侧边缘着生 ,长 22 - 165μm ,基 部直径 2. 0 - 8. 0μm,是触角上最大的感器 ,雄性刺形感器长度比雌性长且基部直径变化范围大 (图 3) 。
毛形感器 :雌雄蝇触角上毛形感器有 2种 。毛形感器 Ⅰ末端尖 ,基部没窝并具凹陷表面 ,几乎占据了 整个鞭节 ,以端部和侧面居多 ,是鞭节上最大的感器 ,长 14 - 27μm ,基部直径 2. 0 - 2. 5μm ,长度不存在雌 雄性别差异 ,但雄性基部直径变化较雌性明显 (图 4) 。毛形感器 Ⅱ在整个鞭节上都有分布 ,以基部和腹面 最多 ,其比毛形感器 I短 ,长度 7 - 13μm ,基部直径 1. 1 - 2. 5μm ,雄性此类感器长度和粗度都较雌性小 , 但变化范围稍大 ,基部常弯曲 ,无窝 (图 4、5) 。
2. 1 供试虫源的饲养 在橘小实蝇产卵的前中期采卵 ,用人工饲料饲养 ,收集发育较一致的老熟幼虫 ,化蛹后待其羽化 ,取
6: 00 - 8: 00羽化的成虫作为试验用虫。饲养条件温度 (25 ±1) ℃、光照 L∶D = 12∶12、相对湿度 (75 ±10) %。
收稿日期 : 2008 - 03 - 12 修回日期 : 2008 - 05 - 30 基金项目 :福建省科技厅重大科学基金资助项目 (2006NZ2002) ;农业部示范科学基金资助项目 (农办财 [ 2006 ]57号 ) 。 作者简介 :杜迎刚 (1977 - ) ,男 ,山东日照人 ,讲师 ,从事昆虫生态化学研究。通讯作者季清娥 (1968 - ) ,女 ,湖北监利人 ,副研究员 ,从事害虫生 物防治研究 。
福建 福州 350002; 3. 山东桓台实验中学 ,山东 桓台 256400)
摘要 : 扫描电镜观察发现橘小实蝇触角上有刺形感器 、毛形感器和锥形感器 3大类感器 。刺形感器主要分布在梗节和柄节
Baidu Nhomakorabea
上 ,为机械感器 ;毛形感器和锥形感器仅分布在鞭节上 ,其中毛形感器是化学感器 。研究切除触角不同部位后的橘小实蝇
3. 2 橘小实蝇切除触角不同部位后对蛋 白的感受差异 切除触角的不同部位显著降低雌雄橘
小实蝇对蛋白的访问频次 ,对雄蝇的影响 极显著 ( P = 0. 01) , 对雌蝇的影响显著 ( P
= 0. 05) 。无论雌雄 ,均是切除鞭节影响最 大 ,表明对蛋白感受作用的触角感器主要 分布在鞭节上 (表 2) 。
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福 建 林 学 院 学 报
第 28卷
2. 2 扫描电镜观察样品制备 取 6日龄橘小实蝇 ,用体积分数为 50%的乙醇麻醉 ,分雌雄性别在解剖镜下取完整触角若干 。样品
先用超声波处理 10 m in,蒸馏水清洗 3遍清除表面污物 ,然后用 2. 5%的戊二醛溶液 (0. 1 mol·L - 1 pH 7. 4 的磷酸缓冲液配制 )固定 24 h,蒸馏水清洗 3遍 ,每次 15 m in;接着用 KI导电液 (2 g KI、0. 2 g I2 、0. 2 g葡萄 糖 ,双蒸水定容至 100 mL )处理 12 h,蒸馏水清洗 3遍 ,每次 15 m in;随后用 50%、70%、80%、95%、100% 系列梯度乙醇脱水 ,每个梯度 15 m in;紧接着粘样 、镀膜 ;最后置于 KYKY21000B 扫描电镜于 15 kV 加速电 压下观察 、拍照 。 2. 3 生物测定
3. Huantai Experimental H igh School, Huantai, Shandong 256400, China)
Abstract: Three types of sensillum on the antenna of B actrocera dorsa lis were observed w ith scanning electron m icroscopy ( SEM ). They were sensilla chaetica, sensilla trichodae and sensilla basiconica. Sensilla chaetica found only on scapus and pedicellus was mechanorecep tor. Sensilla trichodae and sensilla basiconica were found on flagellum. Sensilla trichodae was chemorecep tor. The experiments of B. dorsa lis which were ablated different parts of antenna responded to p rotein were done. The results indicated the sensilla responsing to p rotein were on flagellum. Key words: B actrocera dorsa lis; p rotein; mechanorecep tor; chemorecep tor
在室外草坪上进行测定 (24 - 30 ℃、微风 、阴天 ) 。于生测笼上方对角离边缘 2 cm 放置 2 cm ×2 cm × 0. 2 cm 的海绵各 1块 ,放触角经过不同处理的橘小实蝇 20头于笼中 , 20 m in后在一海绵上加蛋白 ,另一海 绵上加蒸馏水 ,各 1 mL ,观察记录 10 m in内橘小实蝇的访问频次即蛋白的引诱率 ,雌雄分别试验 。重复 4 次 ,每次重复海绵位置旋转 90°。
橘小实蝇 [B actrocera dorsa lis (Hendel) ]是一种毁灭性检疫害虫 ,可危害 46科 250多种水果 、花卉和 蔬菜 ,有“水果杀手 ”之称 ,近年在我国福建 、海南 、广东 、广西 、湖南 、贵州 、云南等省区猖獗危害 [ 1 - 5 ] ,蛋白 诱杀是防治橘小实蝇的有效措施之一 [ 6 - 8 ] 。本研究在李文蓉 [ 9 ]简单描述的基础上 ,利用扫描电镜观察了 橘小实蝇触角上感器的种类 、分布模式和微观形态 ,同时研究了橘小实蝇触角不同部位被切除后对蛋白感 受能力的差异 ,可为橘小实蝇蛋白诱剂及增效物质的研发和应用提供理论基础 。
表 2 橘小实蝇切除触角不同部位后对蛋白的访问频次 1) Table 2 Times of B. dorsalis visiting p rotein after different parts of antenna ablated
序号 触角切除部位
对雌性引诱情况
对雄性引诱情况
1
不切除
11. 333 3 ±0. 333 3aA