閆蒙云，何立志，王 晗，于 非，何 嵐，袁 亮，廖成敏,劉余平，李占武，季 榮，葉小芳

(1.中亞區(qū)域跨境有害生物聯(lián)合控制國(guó)際研究中心，新疆特殊環(huán)境物種保護(hù)與調(diào)控生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，新疆師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830054； 2.新疆維吾爾自治區(qū)哈密地區(qū)蝗蟲(chóng)鼠害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)防治站，新疆 哈密 839000)

西伯利亞蝗(Gomphocerussibiricus)屬直翅目(Orthoptera)、槌角蝗科(Gomphoceridae)，大足蝗屬，國(guó)外分布于俄羅斯西伯利亞和蒙古，國(guó)內(nèi)在新疆、內(nèi)蒙古和黑龍江等地均有分布[1]。作為新疆的優(yōu)勢(shì)種蝗蟲(chóng)，西伯利亞蝗對(duì)當(dāng)?shù)氐牟莸丶稗r(nóng)作物危害極大[2]。西伯利亞蝗一年發(fā)生一代，自蝗卵產(chǎn)下埋于土壤5 cm深處至孵化約需9個(gè)月[3]。由于新疆冬季寒冷且漫長(zhǎng)，低溫是蝗卵越冬存活的主要威脅，胚胎發(fā)育情況直接決定次年蝗卵的孵化及蝗蟲(chóng)的發(fā)生程度。

有關(guān)蝗蟲(chóng)較為系統(tǒng)的研究多見(jiàn)于沙漠蝗(Schistocercagregaria)、東亞飛蝗(Locustamigratoriamanilensis)、澳大利亞災(zāi)蝗(Chortoicetesterminifera)和異黑蝗(Melanoplusdifferentials)，除對(duì)胚胎發(fā)育進(jìn)行形態(tài)描述和階段劃分外[4-5]，在胚胎發(fā)育過(guò)程中的生理生化物質(zhì)[6-9]、神經(jīng)分化[10]、基因表達(dá)和蛋白質(zhì)合成調(diào)控[11]等方面也有研究。有關(guān)西伯利亞蝗的研究主要集中在成蟲(chóng)體內(nèi)生理生化物質(zhì)、呼吸代謝水平以及相關(guān)酶活性的研究[12-14]，對(duì)蝗卵的研究較少，且只報(bào)道了蝗卵的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫[15]，而其胚胎發(fā)育情況尚未明確。西伯利亞蝗以卵在土壤中越冬，蝗卵無(wú)法通過(guò)活動(dòng)主動(dòng)躲避惡劣環(huán)境，因此受外界環(huán)境影響更為嚴(yán)重[16]，且在長(zhǎng)時(shí)間的越冬過(guò)程中，蝗卵的形態(tài)會(huì)發(fā)生一系列變化[17]。為明確西伯利亞蝗的胚胎發(fā)育特征，比較恒溫條件下和自然條件下胚胎發(fā)育的差異，本研究采用體式顯微鏡觀察恒溫條件下蝗卵整個(gè)發(fā)育過(guò)程的胚胎形態(tài)并進(jìn)行階段劃分，跟蹤調(diào)查自然條件下的胚胎發(fā)育進(jìn)度。同時(shí)，采用掃描電鏡觀察卵殼的超微結(jié)構(gòu)，以闡明西伯利亞蝗卵的胚胎發(fā)育規(guī)律，也有助于從蝗蟲(chóng)的卵期尋找突破口，探索有效防控蝗蟲(chóng)的新途徑。

1 材料與方法

1.1 蝗蟲(chóng)飼養(yǎng)和蟲(chóng)卵收集

2015-2016年連續(xù)兩年，于西伯利亞蝗發(fā)生期間(6月15日-8月5日)，采集雌、雄成蟲(chóng)飼養(yǎng)于1 m3大小的正方體籠中。以當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)植物天山賴草(Leymustianschanicus)和針茅(Stipacapillata)等作為蝗蟲(chóng)的主要食物，間或以播種的新鮮小麥(Triticumaestivum)苗作為補(bǔ)充?；\子底部放置育苗盆，覆蓋5 cm厚的松軟土壤并噴水保持一定濕度，供雌蟲(chóng)產(chǎn)卵。每天18:00收集卵囊置于帶孔的塑料盒里，并埋于蝗卵收集處附近的野外土壤中，同時(shí)記錄卵囊數(shù)。

1.2 恒溫條件下蝗卵的胚胎發(fā)育觀察

滯育前發(fā)育：取同一天蝗蟲(chóng)新產(chǎn)卵分置于10個(gè)飼養(yǎng)盒中，每盒15個(gè)卵囊，盒內(nèi)盛滿蛭石(相對(duì)含水量為40%)，轉(zhuǎn)移至(30±1) ℃的人工氣候箱中(RTOP-403B1，浙江拓普)，每天分別于10: 00和22:00調(diào)查兩次，并通過(guò)加濕器及時(shí)補(bǔ)充喪失的水分。取樣觀察：選取10粒飽滿健康蝗卵，用Bouin′s液固定24 h后，以70%酒精溶液清洗蝗卵3次。取出蝗卵置于10%次氯酸鈉溶液中處理4 min，待卵外殼變薄且透明后，0.75%鹽水清洗3次。觀察時(shí)，將卵置于尼康實(shí)體顯微鏡(EX 20，寧波舜宇)下用解剖針解剖出胚胎，0.75%鹽水清洗殘存的胚胎卵黃，最后向胚胎表面滴加少許酒精，并對(duì)胚胎正面、側(cè)面和背面進(jìn)行拍照，觀察記錄胚胎在卵中的位置、方向和發(fā)育特征。

蝗卵滯育解除：將滯育卵置于5 ℃低溫箱中儲(chǔ)存180 d以解除滯育。翌年2月20日將低溫處理過(guò)的蝗卵重新放回(30±1) ℃人工氣候箱中，此時(shí)大部分蝗卵已經(jīng)解除滯育，解剖觀察方法同上。

根據(jù)胚胎的形態(tài)、軀干與附肢的分節(jié)、胚胎在卵中的位置等特征對(duì)西伯利亞蝗的胚胎發(fā)育進(jìn)行階段劃分[18-22]。

1.3 自然條件下越冬卵的胚胎發(fā)育觀察

為明確越冬卵在自然條件下的胚胎發(fā)育情況以及滯育后恢復(fù)發(fā)育的時(shí)間，于2015年8月-2016年4月期間每月10日和25日各取蝗卵10粒，解剖觀察其胚胎發(fā)育形態(tài)特征，以確定所處階段?；嚷呀馄史椒ㄍ?.2。同時(shí)采用電子溫度記錄器(TP-2200，北京安伏)逐日測(cè)定自然條件下蝗卵整個(gè)越冬過(guò)程(2015年8月-2016年4月)5 cm的土層地溫，掌握不同月份間的溫度變化。

1.4 自然條件下越冬卵卵殼超微結(jié)構(gòu)觀察

2015年8月-2016年3月越冬期間，每月20日取西伯利亞蝗卵10粒，采用掃描電鏡(JEOL JSM-6390LV，日本電子株式會(huì)社)觀察卵殼的超微結(jié)構(gòu)。具體方法：將取好的新鮮蝗卵用生理鹽水或磷酸緩沖液沖洗干凈后，迅速放入4%戊二醛固定液中固定1 h，用磷酸緩沖液沖洗3次，每次15 min，用液體叔丁醇50%、70%、80%、90%、100%逐級(jí)梯度脫水，每次5 min。放入冷凍干燥儀(JFD-320、寧波市雙嘉儀器有限公司)中干燥，待干燥后的樣品溫度升到室溫后取出，將樣品用導(dǎo)電膠貼在樣品托上，放離子濺射儀(JFC-160，必和國(guó)際貿(mào)易有限公司)中鍍膜，用掃描電鏡觀察并拍照。

2 結(jié)果

2.1 西伯利亞蝗的胚胎發(fā)育階段劃分

剛產(chǎn)出的蝗卵，30 ℃恒溫條件下第2天即可觀察到胚胎。西伯利亞蝗胚胎發(fā)育可劃分為12個(gè)階段(圖1)，滯育發(fā)生在Ⅷ階段，滯育時(shí)間約為193 d。各階段指標(biāo)變化如表1所列。

第Ⅰ階段：發(fā)育2 d(自放入30 ℃恒溫條件起開(kāi)始計(jì)時(shí)，下同)。胚胎緊貼在卵孔端，位于卵腹面的卵黃表面，原頭與原顎胸折疊(圖1A)。

圖1 西伯利亞蝗的胚胎發(fā)育階段Fig. 1 Developmental stages of G. sibiricus embryos

指標(biāo) Parameter 發(fā)育階段Development stageⅠⅡ Ⅲ ⅣⅤ Ⅵ Ⅶ ⅧⅨⅩⅪⅫ原頭Procephalon++ 原軀干Truncus++原顎Protomala++胸部Thorax + + 腹部Abdomen + 胸部附肢Thoracic appendages + + + + + 腹部附肢Abdominal appendages++ 后足Metathoracic leg+++復(fù)眼Ommateum+++++唇基Clypeus + + + + + + +觸角Antennae++++++++原肛Proctodeum ++尾須Cercus ++外生殖器Genitalia ++胚動(dòng)Blastokinesis +

+表示該指標(biāo)出現(xiàn)或有變化。

+ indicate that the index has appeared or changed.

第Ⅱ階段：發(fā)育3 d。原頭與原軀干略呈90°直角。軀干未出現(xiàn)分節(jié)的跡象(圖1B)。

第Ⅲ階段：發(fā)育4 d。原軀干部分開(kāi)始分化為原顎和原胸兩部分。原頭兩側(cè)開(kāi)始出現(xiàn)復(fù)眼的輪廓，原顎部分未明顯分節(jié)，原胸部分可分為3節(jié)(圖1C)。

第Ⅳ階段：發(fā)育5-6 d。胚胎原頭部可見(jiàn)分化出的觸角和上唇芽基。軀干部分進(jìn)一步分化為原顎、胸和腹部3部分。顎、胸部各分為3節(jié)，可見(jiàn)分化出的附肢。腹部細(xì)長(zhǎng)已分節(jié)，但未出現(xiàn)腹部附肢。該階段為胚胎發(fā)育的原足期(圖1D)。

第Ⅴ階段：發(fā)育7-10 d。上唇和觸角繼續(xù)生長(zhǎng)增大，胸部附肢繼續(xù)生長(zhǎng)，原顎部的第1對(duì)附肢分化為上顎；下顎芽基分為3部分，最外側(cè)為下顎須，中間為盔節(jié)，最內(nèi)側(cè)為葉節(jié)；下唇芽基分為2部分，外側(cè)為下唇須，內(nèi)側(cè)為側(cè)唇舌。胸部附肢繼續(xù)生長(zhǎng)；腹部明顯分為11節(jié)，各體節(jié)出現(xiàn)1對(duì)附肢，腹部末端第11腹節(jié)的末端中央部分出現(xiàn)原肛。該階段為胚胎發(fā)育的多足期(圖1E)。

第Ⅵ階段：發(fā)育11-14 d。原頭兩側(cè)復(fù)眼基本形成，并開(kāi)始出現(xiàn)色素。觸角伸長(zhǎng)，分節(jié)不明顯。上唇和原鄂部各芽基繼續(xù)增大。胸部附肢開(kāi)始出現(xiàn)分節(jié)，腹部附肢開(kāi)始退化(圖1F)。

第Ⅶ階段：發(fā)育15-20 d。觸角繼續(xù)伸長(zhǎng)，上唇呈梨形位于觸角之間。胸部附肢分節(jié)清晰，除與身體相連的基節(jié)外，可分為腿節(jié)、脛節(jié)和跗節(jié)。腹部分節(jié)明顯，除第1腹節(jié)附肢外，其余基本退化。原肛內(nèi)陷明顯。該階段為胚胎發(fā)育的寡足期(圖1G)。

第Ⅷ階段：進(jìn)入滯育期(21-214 d)。與第Ⅶ階段相比，復(fù)眼、觸角、上唇和附肢等變化明顯，復(fù)眼出現(xiàn)紅色的色素，觸角伸長(zhǎng)，上唇分為2節(jié)，前端尚未縱裂。胸部附肢繼續(xù)生長(zhǎng)，后足跗節(jié)隱約分為3節(jié)，腹部分節(jié)清晰(圖1H，I)。此后，胚胎發(fā)育停滯，胚胎形態(tài)維持不變。將此階段的蝗卵置于5 ℃保存約6個(gè)月以解除滯育。

第Ⅸ階段：滯育解除后，發(fā)育215 d。此時(shí)為胚胎旋轉(zhuǎn)時(shí)期，胚胎在卵內(nèi)的形態(tài)變化較大。胚胎背面彎曲，原頭彎向卵中央。胚胎完成旋轉(zhuǎn)后，原頭由原來(lái)的卵孔方向轉(zhuǎn)為卵前端指向(圖1J，K)。

第Ⅹ階段：發(fā)育216～217 d。旋轉(zhuǎn)完成后，胚胎約占卵3/4大小，大部分卵黃被包裹進(jìn)胚胎，最終變?yōu)榕咛ソM織，胚胎開(kāi)始背合。復(fù)眼顏色加深，上唇和觸角幾乎遮蓋了葉節(jié)、下唇和下唇須。下顎的大部分被上顎遮蓋，頭部形成。胸部附肢繼續(xù)生長(zhǎng)，腹部末端開(kāi)始發(fā)育出尾須及外生殖器(圖1L，M，N)。

第Ⅺ階段：發(fā)育218～219 d。胚胎占據(jù)全卵，卵黃全部包裹進(jìn)胚胎，背部可見(jiàn)一縱溝，背合即將完成。觸角可清晰分為10節(jié)，上唇分為兩節(jié)，前端縱裂為兩瓣。胚胎表面出現(xiàn)色素積累(圖1O，P)。

第Ⅻ階段：發(fā)育220 d。胚胎表面色素積累進(jìn)一步加深，復(fù)眼顏色更深，觸角分節(jié)更加明顯。后足腿節(jié)上的羽毛狀花紋清晰可見(jiàn)，脛節(jié)刺出現(xiàn)，跗節(jié)分為4節(jié)，后足腿節(jié)頂端已達(dá)到第7腹節(jié)。胚胎背合完成，外生殖器和尾須明顯可見(jiàn)，亟待孵化(圖1Q，R)。

2.2 自然條件下越冬卵的胚胎發(fā)育進(jìn)程

新產(chǎn)蝗卵在適宜條件下開(kāi)始生長(zhǎng)發(fā)育，逐漸形成胚胎各外部器官的前體芽基。8月胚胎變化較大，頭、胸、腹和附肢等結(jié)構(gòu)分化完全(圖2 A,早期胚胎)。9月胚胎繼續(xù)生長(zhǎng)(圖2B)，處于胚胎發(fā)育第Ⅶ階段。9月末-10月上旬，蝗卵逐漸進(jìn)入滯育，以第Ⅷ階段越冬，直至翌年2月。在此期間，胚胎結(jié)構(gòu)變化不明顯，發(fā)育基本停滯(圖2C-G)。越冬期間，2月平均溫度最低(-8.4 ℃)(表2)；3月溫度上升，胚胎出現(xiàn)胚動(dòng)現(xiàn)象，肢體運(yùn)動(dòng)頻繁(圖2H)，此時(shí)胚胎發(fā)育處于第Ⅸ-Ⅹ階段。4月胚胎發(fā)育漸至成熟，處于第Ⅺ-Ⅻ階段，身體表面色素出現(xiàn)，附肢開(kāi)始變黑硬化，亟待孵化(圖2I)。自然條件下，2015年9月25日發(fā)育至第Ⅷ階段，進(jìn)入滯育，2016年3月10日發(fā)育至Ⅸ階段，滯育解除，滯育時(shí)間約為166 d。

圖2 2015年8月-2016年4月西伯利亞蝗越冬卵的胚胎發(fā)育Fig. 2 Embryonic development of Gomphocerus sibiricus eggs from August 2015 to April 2016

觀察日期Date of observation/(MM-DD)發(fā)育階段Developmental stage總數(shù)Total樣本數(shù)Number of samples月均溫 Monthly temperature/℃08-25Ⅵ101024.709-10Ⅵ303Ⅶ70714.609-25Ⅶ202Ⅷ80810-10Ⅷ1001010.810-25Ⅷ1001011-10Ⅷ100123.611-25Ⅷ1001012-10Ⅷ10010-3.312-25Ⅷ1001001-10Ⅷ10012-4.801-25Ⅷ1001002-10Ⅷ10010-8.402-25Ⅷ1001003-10Ⅷ606Ⅸ40415.203-25Ⅹ1001004-05Ⅺ 1001004-10Ⅻ1001017.104-25Ⅻ100 10

2.3 自然條件下越冬卵的卵殼超微結(jié)構(gòu)變化

蝗卵一端鈍圓，一端呈狹圓狀。采用掃描電鏡對(duì)蝗卵氣孔進(jìn)行超微結(jié)構(gòu)觀察發(fā)現(xiàn)，蝗卵的氣孔位于狹圓狀后端。8月處于胚胎發(fā)育的第Ⅵ階段，此時(shí)為胚胎發(fā)育的活躍時(shí)期，孔洞狀開(kāi)口較為明顯，開(kāi)度較小(圖3A)；9月的圍壁較8月低，開(kāi)度較8月大(圖3B)，此時(shí)處于胚胎發(fā)育的第Ⅶ或第Ⅷ階段。此后直至翌年3月，胚胎以第Ⅷ階段越冬；10月圍壁逐漸降低，氣孔開(kāi)度有所減小(圖3C)；11月圍壁變化與10月類似(圖3D)；12月氣孔開(kāi)度減小，圍壁降低(圖3E)；次年1月圍壁持續(xù)降低，氣孔開(kāi)度較12月大(圖3F)；2月圍壁幾乎消失，氣孔開(kāi)度最大(圖3G)；3月又恢復(fù)為近似原有的圍壁結(jié)構(gòu)，孔洞狀開(kāi)口明顯，氣孔開(kāi)度減小(圖3H)，此時(shí)已有部分胚胎發(fā)育至第Ⅸ階段。與氣孔相對(duì)的另一端(前端)具有清楚的由六邊形相連構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并逐漸向卵孔端延伸，且逐漸模糊(圖3I)。

圖3 2015年8月-2016年3月西伯利亞蝗越冬卵的卵殼超微結(jié)構(gòu)Fig. 3 Eggshell ultrastructure of overwintering eggs in Gomphocerus sibiricus for August 2015 to March 2016

3 討論

3.1 西伯利亞蝗的胚胎發(fā)育階段劃分

蝗蟲(chóng)種類不同，其胚胎發(fā)育過(guò)程的階段劃分也不一致。根據(jù)形態(tài)特征，Salzen[23]將東亞飛蝗的胚胎發(fā)育劃分為13個(gè)階段，Tyrer[24]將沙漠蝗的胚胎發(fā)育劃分為16個(gè)階段，欽俊德等[16]將亞洲飛蝗(Locustamigratoria)的胚胎發(fā)育劃分為10階段，陳偉等[19]將越北腹露蝗(Fruhstorferiolatonkinensis)的胚胎發(fā)育分為10個(gè)階段，崔雙雙和朱道弘[20]將中華稻蝗(Oxyachinensi)的胚胎發(fā)育劃分為11個(gè)階段，趙琴和賀一原[21]將黃脊竹蝗(Rammeacriskiangsu)的胚胎發(fā)育劃分為11個(gè)階段，任金龍等[22]將意大利蝗(Calliptamusitalicus)胚胎發(fā)育劃分為18個(gè)階段。本研究中，30 ℃恒溫條件下，將西伯利亞蝗的胚胎發(fā)育劃分為12個(gè)階段。其中，第Ⅰ-Ⅷ階段，主要以胚胎分節(jié)和附肢特化來(lái)區(qū)分；第Ⅸ階段以胚動(dòng)來(lái)區(qū)分；第Ⅹ-Ⅻ階段以胚胎位置和胚胎大小來(lái)區(qū)分。與其他蝗蟲(chóng)相似，西伯利亞蝗也是以胸部為中心進(jìn)行體節(jié)建成，屬短胚帶昆蟲(chóng)[5,22]。

昆蟲(chóng)種類和生活環(huán)境不同，其胚胎發(fā)育過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)短也有差異。越北腹露蝗卵由于受到生理滯育的影響，越冬期間的滯育期長(zhǎng)達(dá)180 d，孵化約需206 d[19]。亞洲飛蝗胚胎發(fā)育無(wú)滯育現(xiàn)象，30 ℃條件下，經(jīng)13 d就能孵化[16]。本研究中，30 ℃恒溫條件下西伯利亞蝗卵孵化需220 d，其中滯育期長(zhǎng)達(dá)193 d，第Ⅸ階段胚胎出現(xiàn)胚動(dòng)現(xiàn)象，滯育解除。通常認(rèn)為，胚動(dòng)主要與胚胎卵內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的充分利用有關(guān)，可使胚胎在卵內(nèi)得以充分發(fā)育[25-26]。西伯利亞蝗的胚轉(zhuǎn)完成后，卵黃大部分被包裹進(jìn)胚胎內(nèi)，這表明胚動(dòng)有助于胚胎吸收卵內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，確保胚胎正常發(fā)育。

3.2 自然條件下越冬卵與室內(nèi)恒溫培養(yǎng)蝗卵的胚胎發(fā)育比較

在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中，不同種類昆蟲(chóng)逐漸形成了獨(dú)特的越冬機(jī)制。昆蟲(chóng)是變溫動(dòng)物，其發(fā)育和存活受溫度影響和控制[27-28]。為適應(yīng)環(huán)境變化，昆蟲(chóng)出現(xiàn)了獨(dú)特、持續(xù)的滯育現(xiàn)象。滯育不僅是昆蟲(chóng)度過(guò)不利環(huán)境的重要生存策略之一，而且對(duì)種群存活、生長(zhǎng)和繁殖意義重大[29-32]。昆蟲(chóng)進(jìn)入滯育到滯育解除的過(guò)程稱為滯育發(fā)育(diapause development)，一般可分為誘導(dǎo)、維持和解除3個(gè)階段[33]。本研究發(fā)現(xiàn)，西伯利亞蝗以卵越冬，存在滯育現(xiàn)象，且蝗卵不是完全同步發(fā)育，進(jìn)入滯育的時(shí)間也不完全一致。西伯利亞蝗卵在9月末(越冬前)開(kāi)始進(jìn)入滯育，平均溫度為14.6 ℃，越冬期間胚胎發(fā)育停滯在第Ⅷ階段。來(lái)年3月滯育解除，平均溫度為15.2 ℃，胚胎發(fā)育逐漸恢復(fù)。滯育期間(9月末-次年3月)的月平均溫度均低于滯育前和滯育后，由此推測(cè)，蝗卵胚胎發(fā)育與其周?chē)h(huán)境溫度有關(guān)，具體機(jī)制還有待進(jìn)一步深入研究。

任金龍等[22]研究發(fā)現(xiàn)，意大利蝗在恒溫32 ℃條件下，蝗卵的滯育時(shí)間為270 d，自然條件下蝗卵滯育時(shí)間最長(zhǎng)約為202 d，恒溫條件下蝗卵的滯育時(shí)間大于自然條件蝗卵的滯育時(shí)間。本研究中，恒溫30 ℃條件下蝗卵滯育時(shí)間約為193 d，大于自然條件下蝗卵滯育時(shí)間(約166 d)這與意大利蝗的滯育特性一致。意大利蝗在兩種環(huán)境下的滯育時(shí)間均大于西伯利亞蝗的滯育時(shí)間，其可能原因是意大利蝗和西伯利亞蝗的生境不同，尤其是溫度的差異可使蝗卵所受熱量不同，從而導(dǎo)致滯育的維持時(shí)間及所處階段亦不同。西伯利亞蝗的滯育特性，可抑制蝗卵在秋末的發(fā)育，利于蝗卵抵御低溫環(huán)境，保證其安全越冬和來(lái)年的種群數(shù)量[34]。因此，利用西伯利亞蝗卵的滯育特性，尋求解除或打破蝗卵滯育的途徑，可以降低其越冬存活率及孵化率，從而在卵期對(duì)其進(jìn)行有效防控。

3.3 自然條件下越冬卵卵殼超微結(jié)構(gòu)變化

卵殼是昆蟲(chóng)卵防御外界不良環(huán)境的重要屏障，與胚胎發(fā)育直接相關(guān)[35]。卵殼上的氣孔是其重要的呼吸機(jī)構(gòu)[36]，既可為蝗卵發(fā)育提供充足的氧氣，又可防止水分蒸發(fā)散失，保證蝗卵正常的水分需求。不同種類昆蟲(chóng)的氣孔直徑不同，通過(guò)氣孔的氣體體積也有差異，但可滿足胚胎正常發(fā)育的需要。本研究發(fā)現(xiàn)，8-10月，西伯利亞蝗處于早期胚胎發(fā)育時(shí)期，蝗卵氣孔孔洞狀開(kāi)口較為明顯，開(kāi)度較小。11月-翌年2月，蝗卵進(jìn)入滯育，胚胎發(fā)育無(wú)明顯變化，氣孔圍壁降低，開(kāi)度增大。翌年3月，胚胎滯育解除，孔洞狀開(kāi)口恢復(fù)為原有狀態(tài)。在氣孔的結(jié)構(gòu)變化中可看出氣孔圍壁大小隨著越冬時(shí)間的推進(jìn)呈逐漸降低的趨勢(shì)，氣孔開(kāi)度逐漸增大，但在次年滯育解除后又逐漸恢復(fù)原狀態(tài)。此外，隨著時(shí)間推進(jìn)，卵殼的韌性逐漸降低，越接近蝗卵孵化期，其韌性越差，甚至自動(dòng)脫落。因此推測(cè)，氣孔圍壁的變化與胚胎發(fā)育之間有一定關(guān)系。明確西伯利亞蝗的胚胎發(fā)育規(guī)律及卵殼的結(jié)構(gòu)變化，有利于增加對(duì)蝗卵滯育特性的理解，這不僅為闡明蝗卵的抗寒及滯育機(jī)制提供了科學(xué)依據(jù)，而且對(duì)提高西伯利亞蝗的防治效率也具有重要意義，但關(guān)于胚胎發(fā)育過(guò)程的基因調(diào)控和蛋白表達(dá)等分子機(jī)制還需進(jìn)一步研究。