牧草盲蝽雌成虫内生殖系统结构及卵巢发育动态

赵金平，苟长青，张康康，梁一峰，冯宏祖

（塔里木大学植物科学学院/ 南疆农业有害生物综合治理兵团重点实验室/ 农业农村部阿拉尔作物有害生物科学观测实验站/ 南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室，新疆 阿拉尔843300）

牧草盲蝽（Lygus pratensis）是新疆棉田的优势种，其寄主植物种类广，有26 科88 种[1]。 牧草盲蝽在南疆一年发生4 代， 以1 代成虫、2 代若虫为害为主，成虫、若虫均以刺吸式口器刺吸植物幼嫩组织中的汁液[2]。除了在棉花上为害严重外，近年来盲蝽类害虫在核桃、香梨、枣树等新疆主要林果上为害也逐渐加重[3-4]。 主要原因：近几年新疆林果、蔬菜、畜牧饲草业的发展迅速为牧草盲蝽提供了丰富的寄主； 近几年快速商业化种植转基因抗虫棉，有效控制了棉铃虫，造成生态位点空缺，刺吸式害虫上升为主要害虫；农药的使用量减少，导致牧草盲蝽数量增加，为害加重，甚至造成局部地区大面积爆发[4-7]。 牧草盲蝽成虫具有转移扩散的特性，尤其对早春开花植物有明显的趋好性。其在不同寄主间转移、扩散[1]，增加了防治难度。

昆虫的生殖系统和卵巢发育动态与昆虫的生殖密切相关[8]。 我国学者先后对多种昆虫进行了卵巢解剖工作，并根据雌虫卵巢发育过程中的形态变化特征，将卵巢划分为不同的发育时期。 如草地贪夜蛾 （Spodoptera frugiperda）、 东亚飞蝗（Locusta migratoria manilensis Meyen）、 大猿叶虫（Colaphellus bowringi Baly）、绿盲蝽（Apolygus lucorum）等多种鳞翅目、半翅目、直翅目和鞘翅目昆虫，卵巢的发育进度普遍被分为5 个级别， 分别为乳白透明期、卵黄沉积期、成熟待产期、产卵盛期和产卵末期[9]。然而，目前对于牧草盲蝽雌成虫内生殖系统及卵巢发育的研究还未见报道。 因此，本研究第一次观察了雌性牧草盲蝽内生殖系统结构，并进行卵巢发育程度分级，为物种的基础生理和生殖发育研究提供信息，也有助于揭示其生理适应性机制。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

供试虫源为牧草盲蝽雌成虫，采自新疆第一师阿拉尔市区域内棉田和所有自然生态环境内的各种作物及周边杂草，置于光照培养箱[温度（25±5）℃，光周期16∶8，相对湿度70%±5%]连续饲养数代，饲养方法参照绿盲蝽[3]，并做出如下改进：利用鲜嫩的花菜 （饲喂前用质量分数0.5%次氯酸钠溶液浸泡10 min 去除表面的农药残留，用清水反复冲洗至食物表面无异味，晾干待用）作为饲料，在养虫盒底部放1 层滤纸，将备用的花菜放置滤纸上，将牧草盲蝽成虫、 若虫接入； 养虫盒上面覆盖医用纱布，以防止其逃离；养虫盒内食物每3 d 更换1 次。

1.2 工具及试剂

工具： 解剖针、 载玻片、502 胶水、 解剖镊、SM2-B4 型体视显微镜、Leica M205C 体视显微镜、养虫盒、蜡盘等。

试剂：磷酸盐（Phosphate buffer saline，PBS）缓冲液（pH 7.4）、质量分数0.5%次氯酸钠溶液、蒸馏水。

1.3 试验方法

1.3.1 雌成虫内生殖系统结构及卵巢动态观察。分别取羽化后1～30 d（间隔期1 d）的牧草盲蝽雌成虫，置于冰上麻醉，去除翅和足，用解剖刀将腹部与其他部分分离，得到完整的腹部，然后在体视显微镜下放置载玻片， 在载玻片的凹处滴1 滴502 胶水，将牧草盲蝽腹部贴上去。 将解剖针伸入虫体腹部末两侧薄膜间， 用针尖从右到左轻轻地划开表皮， 剔除生殖系统周围的脂肪和消化系统等器官，同时滴入PBS 缓冲液进行反复冲洗， 便可看到清晰的内生殖系统。用Leica M205C 体视显微镜观察记录拍照。 同一日龄解剖样本不少于30 头。

1.3.2 卵巢分级。参照稻飞虱[9]、绿盲蝽[10]等卵巢发育的分级依据和方法，观察羽化后1～30 d 牧草盲蝽雌成虫卵巢发育形态特征并确认分级标准。

1.4 数据统计分析

数据分析统计采用Microsoft Excel 2010 和DPS 9.50 数据分析软件，图片分析处理采用Photoshop CS6。

2 结果与分析

2.1 牧草盲蝽内生殖系统结构

牧草盲蝽雌成虫有1 对卵巢，每个卵巢由7 根卵巢管组成（图1A～D，见封三）。 每根卵巢管由端丝、卵巢管本部、卵巢管柄组成（图1A）。 卵巢管的端丝部分常聚合在一起（图1C），每根卵巢管连接到侧输卵管上， 侧输卵管汇合成较粗的中输卵管（图1B、D）。 牧草盲蝽的卵巢管为典型的端滋式，滋养细胞集中在生殖区，同一卵巢管内含有不同发育阶段的卵，有时伴有卵黄蛋白沉积（图1B）。

2.2 牧草盲蝽卵巢的发育动态

通过饲养解剖观察，正常情况下，初羽化的牧草盲蝽雌成虫卵巢为无色透明状， 随着日龄的增加，卵巢逐渐发育，体积不断增大；卵巢管内卵子数目随着日龄的增长呈现先升后降的趋势（图2），且成熟卵数目也随日龄的增长呈现先升后降的趋势（图3）； 在羽化后第4 天可观测到成熟的卵 （图1H，见封三），而在羽化后第15 天卵子数目、成熟卵数目均达到最高（图1I、图2、图3）。

2.3 牧草盲蝽卵巢分级

将牧草盲蝽卵巢发育中卵巢管内卵母细胞体积变化、成熟卵数目作为判断依据，可将牧草盲蝽卵巢分为以下5 个级别：

Ⅰ级（未发育期）：初羽化时卵巢管短小，无色透明，粘连不易分散，无卵黄蛋白沉积，看不见卵粒（图1E、F，见封三）。

Ⅱ级（卵黄沉积期）：卵巢管内卵母细胞开始发育，卵黄蛋白开始沉积，卵巢较透明，淡乳白色，无成熟的卵（图1G）。

Ⅲ级（成熟待产期）：卵巢管内卵母细胞体积继续增大，卵巢呈乳白色，可见少量成熟卵，但还没有产卵（图1H）。

Ⅳ级（产卵盛期）：卵巢管内卵母细胞体积达到最大时期，可见13～15 粒有卵盖的成熟卵，进入成虫产卵期（图1I）。

Ⅴ级（产卵后期）：卵巢管内卵母细胞体积开始逐渐变小直至消失，其中有2～3 个卵室，仅可见少量成熟卵（图1J）。

3 讨论与结论

昆虫卵巢管类型包括3 种：无滋式、端滋式、多滋式。 半翅目昆虫的卵巢管一般为端滋式，每个卵巢的卵巢管数目为4～7[10]。端滋式卵巢管常见于部分鞘翅目和半翅目昆虫。 吹绵介壳虫 （Icerya purchasi）雌虫是功能上的雌雄同体，虽然内生殖器可以产生2 种类型的配子，但雌性卵巢管仍然是端滋式。 前人以马利筋长蝽（Oncopeltus fasciatus）为代表，详细阐述了端滋式卵巢管的特征[11-12]。 苑伟[10]研究报道了绿盲蝽的卵巢管为端滋式， 有1 对卵巢，每个卵巢由7 根卵巢管组成。 本研究结果证明，牧草盲蝽的卵巢管为端滋式，有1 对卵巢，每个卵巢由7 根卵巢管组成，与绿草盲蝽的卵巢结构基本一致，也与大部分半翅目昆虫卵巢结构相似。

图2 不同日龄牧草盲蝽卵巢内总的卵子数目

图3 不同日龄牧草盲蝽卵巢内成熟卵数目

观察卵巢发育进度是害虫预测预报的常用方法之一[13-14]。 2011 年芦芳等[9]依据卵巢发育形态特征的变化将褐飞虱卵巢划分为Ⅰ级（乳白透明期）、Ⅱ级（卵黄沉积期）、Ⅲ级（成熟待产期）、Ⅳ级（产卵盛期）、Ⅴ级（产卵末期）。 2013 年苑伟依据卵巢管长度、卵母细胞发育和卵黄蛋白沉积情况将绿盲蝽卵巢划分为5 个级别[10]。 本研究以牧草盲蝽卵巢发育中卵巢管内卵母细胞体积变化、成熟卵数目作为判断依据， 将牧草盲蝽卵巢发育划分为5 个级别，包括Ⅰ级（未发育期）、Ⅱ级（卵黄沉积期）、Ⅲ级（成熟待产期）、Ⅳ级（产卵盛期）和Ⅴ级（产卵末期）。这与稻飞虱[9]、绿盲蝽[10]等卵巢发育程度的分级标准基本一致。 据本研究观察结果，Ⅰ级时的牧草盲蝽卵巢为无色透明状，无卵黄蛋白沉积，还处于未发育时期；随着日龄的增加，卵巢逐渐发育，当卵巢发育到Ⅱ级时，卵巢管内卵母细胞体积增大，卵巢较透明，淡乳白色，有少量卵黄沉积，无成熟的卵，处于发育初期；发育到Ⅲ级时，卵巢内已经形成少量成熟卵，但还没有产卵，处于产卵前期；Ⅳ级卵巢发育时间已较长，此时卵巢管内卵母细胞体积达到最大时期，卵巢管内可见大量成熟卵，处于成虫产卵期；Ⅴ级卵巢管内卵母细胞体积开始逐渐变小，卵巢内仅有少量成熟卵； 在雌成虫羽化后第4 天可观测到成熟的卵，而在羽化后第15 天卵子数目达到最高值。而苑伟[10]研究发现，绿盲蝽成虫羽化后第3 天可观测到处于卵黄发生期的卵，羽化后第15 天达到最高。综上所述，牧草盲蝽的卵巢结构及发育动态与绿盲蝽基本一致。 笔者认为两者都属于半翅目盲蝽科，其雌成虫在卵巢结构上有一定的相似之处。

对于牧草盲蝽雌成虫的内生殖系统结构及卵巢发育动态研究，为深化对牧草盲蝽生殖生理学的认识提供了基础， 助于揭示其生理适应性的机制，为其科学防治提供理论基础。而昆虫种群的数量也常常与亲代卵巢发育情况具有一定相关性[10]，对牧草盲蝽卵巢进行分级，有助于监测其种群动态。