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基本信息
- 項(xiàng)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(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 棉鈴蟲、煙青蟲和銀紋夜蛾是重要的農(nóng)業(yè)害蟲，對(duì)農(nóng)作物經(jīng)常造成毀滅性的危害，對(duì)于他們的研究迄今尚未見報(bào)道。 我們采用掃描電子顯微鏡技術(shù)對(duì)其口器上的感器進(jìn)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(jìn)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(xì)介紹：
- 口器是昆蟲的取食器官，進(jìn)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(diǎn)是具有高度特化的虹吸式口器，是最為進(jìn)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(dòng)植物汁液，有的也吸食成熟的果實(shí)，喙管能自由伸展、彎曲，取食時(shí)，由于血淋巴泵入喙管內(nèi)， 使喙管伸長(zhǎng)；休息不用時(shí)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(duì)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(shí)現(xiàn)的。 目前對(duì)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(duì)蜚蠊目Blattodea和鞘翅目Coleoptera的昆蟲也有涉及，而對(duì)于虹吸式口器的研究，主要集中在證明虹吸式口器是適應(yīng)環(huán)境的產(chǎn)物和對(duì)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(bào)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(xué)通信等，并為昆蟲系統(tǒng)發(fā)育、進(jìn)化研究、和種群控制提供重要依據(jù)。本文系首次對(duì)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(jìn)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(biāo)本經(jīng)過處理后，用掃描電鏡觀察，經(jīng)過對(duì)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(shí)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(jī)理對(duì)于昆蟲的防治具有重要意義，今后還有待于進(jìn)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(huì)進(jìn)一步揭示其感受刺激的機(jī)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(gè)較長(zhǎng)的喙管。夜蛾對(duì)花蜜的判別和選擇是通過喙管端部的感覺器來實(shí)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(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、以及綜合防治（尤其是誘殺法防治）提供理論基礎(chǔ)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 我們首次運(yùn)用掃描電子顯微鏡技術(shù)(SEM)對(duì)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(jìn)行觀察和比較，明確了其感器的類型和差異。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)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(duì)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(xué)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(jī)制等研究奠定基礎(chǔ)，為進(jìn)一步研究害蟲的誘殺技術(shù)提供理論依據(jù)。
學(xué)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(diǎn)是有一個(gè)可彎曲、伸長(zhǎng)的喙管，用于吸食植物的花蜜。夜蛾對(duì)食物的選擇是通過位于喙管端部的多種感器來實(shí)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(jiǎn)要討論了口器感器與食性之間的關(guān)系。
獲獎(jiǎng)情況
- 該作品于2011年4月在西北農(nóng)林科技大學(xué)第五屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽中獲特等獎(jiǎng)。
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- 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(jìn)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(xué)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(yīng)用，極大的促進(jìn)了形態(tài)學(xué)的觀察，目前國外對(duì)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(duì)蜚蠊目和鞘翅目的昆蟲也有涉及。然而國內(nèi)對(duì)于鱗翅目昆蟲口器進(jìn)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(diǎn)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(dòng)植物汁液，有的也吸食成熟的果實(shí)，從中獲取營養(yǎng)來維持自身生長(zhǎng)和促進(jìn)卵的發(fā)育；對(duì)于虹吸式口器的結(jié)構(gòu)和功能、取食機(jī)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(yīng)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(dǎo)著其覓食行為，鱗翅目昆蟲口器上感器在產(chǎn)卵地點(diǎn)的確定、寄主的識(shí)別、以及有機(jī)物的探測(cè)收集等方面上具有重要作用。對(duì)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(shí)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(rèn)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(rèn)為是化學(xué)感受器，在Faucheux研究的螟蛾科中被認(rèn)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(bào)道很少。 Krenn等雖對(duì)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(duì)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(jìn)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(xué)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(jī)制等研究奠定基礎(chǔ)，為進(jìn)一步研究害蟲的誘殺技術(shù)提供理論依據(jù)。
