趙琴 賀一原
摘要黃脊雷蓖蝗RammeacriskiangsuTsai在各分布區(qū)域均1年發(fā)生1代,以卵在土壤內(nèi)越冬,是我國的重要森林害蟲,給竹業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的危害.以采自湖南桃江的黃脊雷蓖蝗為材料,對其胚胎形態(tài)進行了觀察,將其胚胎發(fā)育劃分為10個階段.此外,黃脊雷蓖蝗的胚動屬于反向移動,在25℃的恒溫條件下其胚動主要發(fā)生在產(chǎn)卵后45~75d.
關(guān)鍵詞黃脊雷蓖蝗;胚胎發(fā)育;胚動
中圖分類號Q964 文獻標(biāo)識碼A 文章編號10002537(2012)05007204
黃脊雷蓖蝗RammeacriskiangsuTsai又名黃脊竹蝗,屬直翅目(Orthoptera)蝗總科(Aeridoidea)網(wǎng)翅蝗科(Arcypteridae)竹蝗亞科(Ceracrinae),是東洋區(qū)特有的昆蟲種類,主要分布于湖南、湖北、四川、重慶、廣東、廣西、江西、福建、江蘇、浙江、安徽、云南等地[1].已知其寄主植物有25種,主要危害毛竹Phyllostachyspubescens、青皮竹Bambusatextilis等,為重要的林業(yè)害蟲[25].黃脊雷蓖蝗為不完全變態(tài)昆蟲,1年發(fā)生1代,以卵在土壤內(nèi)越冬.其越冬卵于4月下旬至5月下旬孵化,5月中旬為孵化盛期,6月中旬為孵化末期[6].蝗蝻共5齡,1齡跳蝻出土后,群集在矮嫩小竹及雜草上取食,2齡開始分散并漸上大竹.3齡即全部上大竹為害.成蟲7月下旬開始羽化,并交配,8月下旬至9月下旬為成蟲產(chǎn)卵期,一些成蟲產(chǎn)卵期可延遲至10月,發(fā)育很不整齊.成蟲選擇向陽山腰、山谷間的茂密竹林附近和柴草稀少、土壤疏松、含水量20%左右的地方聚集產(chǎn)卵,每個雌蝗產(chǎn)卵可達6塊左右[7].
卵期是昆蟲胚胎發(fā)育的時期,也是個體發(fā)育的第一階段.昆蟲的卵期長短因種類、季節(jié)及環(huán)境條件的不同而異,短的只有幾小時,如家蠅Muscadomestica在35℃條件下,卵僅需6~8h就可孵化為幼蟲[8];而卵期長的可達數(shù)月或更長,如黃脊雷蓖蝗,在湖南卵期在8個月以上[9].胚胎發(fā)育(embryonicdevelopment)(又稱卵內(nèi)發(fā)育)大致可分為卵裂、胚盤形成、胚帶形成、胚膜形成、胚層形成、胚體分節(jié)、附肢形成、胚動、體壁形成及背合等若干階段.在昆蟲胚胎發(fā)育過程中,有些發(fā)育現(xiàn)象實際上是同步進行的,通常將昆蟲的胚胎發(fā)育粗分為原足期(protopodphase)、多足期(polypodphase)、寡足期(oligopodphase)和無足期(absencepodphase)等幾個階段[10].為了給黃脊雷蓖蝗的發(fā)生期預(yù)測預(yù)報提供基礎(chǔ),本文觀察了其各胚胎發(fā)育階段的形態(tài),并將其胚胎發(fā)育劃分為10個階段.
1.1供試材料
黃脊雷蓖蝗的卵塊于2005年3月采自湖南桃江(28.5°N,112.1°E),其孵化若蟲置于養(yǎng)蟲籠(長×寬×高:30cm×22cm×30cm)內(nèi)(60頭/籠),于溫度為(25±1)℃、光周期為LD12:12h的人工氣候室(寧波江南儀器廠,GXHE302300)飼養(yǎng),以栽培的扁穗雀麥BromuscatharticusVahl和毛竹的葉片飼養(yǎng).扁穗雀麥和毛竹枝條插入盛水的廣口瓶(100mL),隔日更換1次.成蟲羽化后于相同條件下集團飼養(yǎng)(20~30對/籠),并于養(yǎng)蟲籠內(nèi)放置盛有消毒后河沙的塑料盒(直徑16cm,高9cm)供成蟲產(chǎn)卵.更換飼料時收集所產(chǎn)卵塊,獲得的卵塊于產(chǎn)卵當(dāng)日轉(zhuǎn)移至墊放有脫脂棉和濾紙的培養(yǎng)皿(直徑9cm)內(nèi),定期用洗瓶加水,以使培養(yǎng)皿內(nèi)保持一定的濕度.
1.2觀察方法
卵塊產(chǎn)下后置于25℃的人工氣候室,每隔5d從不同卵塊取出卵粒,用沸騰的Bouin液固定24h后,以質(zhì)量分數(shù)為50%的C2H5OH(下同)洗滌3次,保存于質(zhì)量分數(shù)為70%的C2H5OH中.觀察時,將固定好的卵在脫殼液(質(zhì)量分數(shù)為80%的C2H5OH10mL,KOH2g,質(zhì)量分數(shù)為30%的H2O23mL)中浸泡3~4min,取出以質(zhì)量分數(shù)為80%的C2H5OH洗滌后置于體視顯微鏡(Olympus,SZX7)下用解剖針仔細去除卵殼,獲得的胚胎的全形標(biāo)本以酒精硼砂洋紅染色后,于體視顯微鏡下觀察胚胎的形態(tài),并進行拍照.
2結(jié)果與分析
在25℃的恒溫條件下,黃脊雷蓖蝗的胚胎,即使是同一卵塊中的卵粒,發(fā)育程度也存在較大差異.根據(jù)胚胎的形態(tài)特征,參照崔雙雙等[11]對中華稻蝗、陳偉等[12]對越北腹露蝗胚胎發(fā)育階段的劃分方法,將黃脊雷蓖蝗胚胎發(fā)育劃分為10個階段(圖1).
第Ⅰ階段:卵裂及胚盤、胚帶、胚層和胚膜的形成期.能見呈不規(guī)則圓形的胚胎胚盤,但分不清原頭和原顎胸.胚盤位于卵的后端卵孔區(qū),靠近腹面的卵黃表面,緊貼卵殼周邊(圖1A).
第Ⅱ階段:可清晰看到胚盤分化出的原頭復(fù)眼葉及原顎胸.原頭向左右兩側(cè)延伸形成復(fù)眼葉,中央部分微內(nèi)凹.此時胚胎的腹部短小細長,尚未分節(jié)(圖1B).
第Ⅲ階段:可見原頭、原胸及分化出的腹部.原頭上可見分化出的上唇及觸角芽基,復(fù)眼葉近圓形.原顎胸兩側(cè)和腹部出現(xiàn)附肢,原顎胸的3對附肢明顯大于腹部附肢.腹部細長,腹部前端開始分節(jié)(圖1CD).
第Ⅳ階段:胚胎原頭的上唇、觸角及復(fù)眼葉等部分繼續(xù)生長和增大,觸角開始分節(jié),胸部的附肢指向后端,后肢較前肢和中肢略長、略大.腹節(jié)附肢較明顯(圖1E).
第Ⅴ階段:胚胎長度為卵長的1/3左右.觸角更為延長,幾乎延伸到胸部;復(fù)眼位于頭部兩側(cè),約為原頭的1/4大,復(fù)眼背面部分的色素增加;上顎成塊狀,下顎分成3部(最外側(cè)為下顎須,中間為盔節(jié),最內(nèi)側(cè)為葉節(jié)),下唇的左右芽基仍各分為2部分;胸部附肢可分為4節(jié):與身體接連的為基節(jié),其余依次為腿節(jié)、脛節(jié)、跗節(jié).腹部各節(jié)附肢開始退化(圖1FG).
第Ⅵ階段:胚胎長度約為整個卵長的1/2.原頭和原顎基本合在一起合稱為頭部,觸角繼續(xù)延長,分節(jié)明顯;上唇介于兩觸角之間,可分為唇基和上唇部分;胸部附肢繼續(xù)生長,并且分節(jié)清晰(圖1HK).
第Ⅶ階段:發(fā)生胚動.上唇在原頭上所占比例變大,復(fù)眼位于頭部的兩側(cè),紅色加深;到后期頭指向卵孔的相反方向,胚胎旋轉(zhuǎn)完成,胚胎長度約占卵長的2/3,在此期間胚胎的形態(tài)變化比較大.腹末的外生殖器及尾須隱約可見(圖1LP).
第Ⅷ階段:胚胎繼續(xù)向前端生長,占全卵長度4/5以上,卵黃大部分已被包入體內(nèi);復(fù)眼面積增大,單眼已形成;上顎內(nèi)側(cè)較厚,下唇兩芽基漸漸并合,下唇須延長,中唇舌已形成;觸角繼續(xù)延長,近末端數(shù)節(jié)較粗;胸部后肢繼續(xù)伸長,腹部各節(jié)腹板和側(cè)板已可分開.背面逐漸向前端愈合(圖1QS).
第Ⅸ階段:胚胎體形完整,復(fù)眼顏色更深;觸角分節(jié)明顯;上顎內(nèi)側(cè)的齒清晰可見,下顎須和下唇須伸長并且分節(jié),胸部附肢跗節(jié)各有1對跗墊,前跗節(jié)已形成為一爪狀,后肢的腿節(jié)頂端已到達第6腹節(jié),腿節(jié)上的花紋隱約可見,脛節(jié)邊緣的刺已形成,腹部各節(jié)腹板和側(cè)片劃分明顯.腹末的外生殖器及尾須清晰可見.背面愈合完全(圖1TU).
第Ⅹ階段:胚胎發(fā)育成熟,身體表面色素出現(xiàn),復(fù)眼變?yōu)楹谏?;觸角基節(jié)之間3個單眼明顯;上顎齒顏色變深,孵化時變成黑色;胸部附肢脛節(jié)邊緣的刺顏色變深,可見后足腿節(jié)上羽狀紋,后肢的腿節(jié)頂端已到達第8腹節(jié),外生殖器明顯可見,近似于1齡蝗蝻(圖1VX).
昆蟲的胚胎發(fā)育自卵裂、胚盤、胚帶、胚層及胚膜的形成,至胚胎的分節(jié)、附肢的形成、體壁形成及背合等是一復(fù)雜的過程,可劃分為若干階段.即使僅從昆蟲胚胎附肢的形成來劃分就可粗分為原足期、多足期、寡足期等幾個階段.Dingle和Mousseau將一種蝗蟲Melaoplussanguinipes的胚胎發(fā)育劃分為27個階段[13],崔雙雙等(2011)將中華稻蝗的胚胎發(fā)育劃分為11個階段,陳偉等(2005)將越北腹露蝗FruhstorferiolatonkinensisWill的胚胎發(fā)育分為10個階段.本文對黃脊雷蓖蝗胚胎發(fā)育進行了觀察,在25℃的溫度條件下,各觀察時點的胚胎發(fā)育均不整齊.黃脊雷蓖蝗在其分布區(qū)域均1年發(fā)生1代,以卵在土表下越冬,其越冬卵存在滯育現(xiàn)象[14].胚胎發(fā)育的不整齊很顯然與卵滯育有關(guān).依據(jù)胚胎形態(tài),自原頭與原顎胸折疊的胚胎發(fā)育階段開始,作者將黃脊雷蓖蝗的胚胎發(fā)育過程初步劃分為10個階段.
在胚胎發(fā)育過程中,胚胎在卵內(nèi)發(fā)生不同程度位置移動的現(xiàn)象叫胚動.一般認為,胚動主要與胚胎充分利用卵內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)有關(guān),同時可使胚胎在有限的卵內(nèi)空間得以充分地發(fā)育[15].胚動包括從卵的腹面向背面進行的反向移動(anatrepsis)和從卵的背面向腹面進行的順向移動(katatrepsis)2種[16].一般來說,蜚蠊目、革翅目和等翅目等長胚帶昆蟲的胚動幅度小,而蜻蜒目、直翅目和半翅目等短胚帶昆蟲的胚動幅度較大[15].從黃脊雷蓖蝗的胚胎發(fā)育過程來看,其胚動屬于反向移動,在25℃的恒溫條件下,其胚動主要發(fā)生在產(chǎn)卵后45~75d.
參考文獻:
[1]鄭哲民.蝗蟲分類學(xué)[M].西安:陜西師范大學(xué)出版社,1993:252254.
[2]高文利,劉軍劍.黃脊竹蝗的綜合防治技術(shù)[J].湖南林業(yè)科技,2010,37(3):5758.
[3]沈英杰,錢大益.贛北黃脊竹蝗發(fā)育歷期及生物學(xué)特性觀察[J].昆蟲知識,1999,36(3):144146.
[4]梁鉻球,周漢輝,陳振耀,等.廣東省的黃脊竹蝗及其防治研究[J].廣東林業(yè)科技,1995,11(1):69.
[5]黃煥華,鄭蓮生,黃賢光,等.黃脊竹蝗孵化期預(yù)測研究[J].廣東林業(yè)科技,1998,14(2):2326.
[6]余美杰.黃脊竹蝗的初步研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報,2006,12(3):100101.
[7]孫祥木.黃脊竹蝗生物學(xué)特性、預(yù)測預(yù)報及防治[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2007(13):99100.
[8]武秀蘭,霍新北,景曉.實用醫(yī)學(xué)昆蟲學(xué)實驗技術(shù)[M].濟南:山東科學(xué)技術(shù)出版社,1999:3334.
[9]練佑明,鐘武洪,劉湘斌,等.湖南桃江黃脊竹蝗產(chǎn)卵量觀察與研究[J].湖南林業(yè)科技,2009,36(4):3739.
[10]雷朝亮,榮秀蘭.普通昆蟲學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2003:3940.
[11]崔雙雙,朱道弘.中華稻蝗的胚胎發(fā)育及卵滯育發(fā)生的胚胎發(fā)育階段[J].應(yīng)用昆蟲學(xué)報,2011,48(4):845853.
[12]陳偉,陳偉洲,吳偉堅,等.越北腹露蝗胚胎發(fā)育的研究[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2005,26(4):3033.
[13]DINGLEH,MOUSSEATTA.Geographicvariationinembryonicdevelopmenttimeandstageofdiapauseinagrasshopper[J].Oecologia,1994,97(2):179185.
[14]許曉平,金小錢,梅萬彬,等.黃脊竹蝗生物學(xué)特性與藥劑防治試驗[J].江蘇林業(yè)科技,2011,38(1):4043.
[15]彩萬志,龐雄飛,花保禎,等.普通昆蟲學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2001:227228.
[16]陳合明.昆蟲學(xué)通論實驗指導(dǎo)[M].北京:北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,1991:3536.