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方法文章

野生型雌性昆虫卵巢发育的解剖与分级

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DOI:

10.3791/65644

2023年7月14日

本文内容

摘要

该方案展示了一种简单易行的解剖方法,适用于利用探照灯诱捕器捕获的野生型迁徙雌性昆虫。通过比较野生型雌性昆虫的交配囊和卵巢发育情况,该技术可显著提高对同种昆虫的鉴别准确性。

摘要

迁徙性昆虫害虫对全球粮食生产和安全构成严重挑战。可使用探照灯诱捕器对迁徙性害虫进行监测和捕获。迁徙性害虫预测最重要的技术之一是鉴定迁徙物种。然而,在大多数情况下,仅凭外观难以获取准确信息。因此,通过系统分析雌性生殖系统所获得的知识,有助于了解利用探照灯诱捕器捕获的野生型迁徙昆虫的卵巢交配囊解剖形态及其卵巢发育分级情况。为验证该方法的适用性,本研究直接评估了 Helicoverpa armigera, 斜纹夜蛾,草地贪夜蛾 Spodoptera exigua 卵巢解剖结构,以及卵巢交配囊进行了研究 斜纹夜蛾,白背飞虱,棉铃虫,黄翅夜蛾,粘虫,烟青虫,甘蓝夜蛾, 斜纹夜蛾,以探究它们之间的关系。本研究展示了用于预测野生型迁徙性昆虫的特定解剖方法,通过比较不同迁徙性昆虫独特的生殖系统来进行分析。随后,进一步研究了两种组织,即卵巢和交配囊。该方法有助于预测野生型雌性迁徙性昆虫生殖系统的动态变化及其结构发育。

引言

昆虫迁徙在全球昆虫种群动态分布中起着至关重要的作用,例如棉铃虫(Helicoverpa armigera)、东方黏虫(Mythimna separate)、芋双线枯叶蛾(Spodoptera litura)和甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)等害虫已被报道在中国造成严重危害1,2,3,4。迁徙性害虫的长距离飞行、季节性移动、高繁殖力以及生态因素给这些害虫的预测、预报和防控带来了巨大困难5。为了揭示迁徙性害虫如何根据气候变化或周期调整其适应能力与行为变化,必须开展害虫迁徙监测6。为了维持其生长、繁殖和生存,昆虫在进化过程中获得了连续的适应能力;这一系列适应性生命特征导致生殖系统发生诸多变化,例如迁徙策略可调控长距离迁徙过程中的卵巢发育。

卵巢发育在迁徙性害虫中较为常见,这会影响其种群的增长7因此,卵巢发育长期以来一直是迁徙性害虫研究的热点话题。一系列研究已提出了多种卵巢发育指标和分类策略。迄今为止,已....

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方案

注意:在捕获野生迁徙昆虫之前,请注意安全措施,建议佩戴安全装备(手套、长袖衬衫和护目镜)。不使用时应关闭诱捕器,以避免其他安全隐患以及灯光过热。解剖前遵循安全操作规程非常重要,例如佩戴手套、护目镜和实验服,以防止接触体液和化学物质。

1. 迁飞昆虫的捕获

  1. 使用探照灯开始本实验方案以捕捉昆虫。本方案中,测试昆虫来源为中国山东省济南市济阳区(36.977088° N, 116.982747° E)。
  2. 使用由不锈钢制成的探照灯主体,其外壳为矩形结构,并配备 GT75 型卤素灯头,功率为 1000 W。将灯头置于中央作为光源。
  3. 在灯体内部下方放置一个漏斗状昆虫收集通道,在底部放置一个直径为 5 cm 的昆虫收集盒,随后连接一个 60 目的昆虫收集网袋(0.5 m × 0.5 m),用于收集被灯光诱捕的昆虫。已知灯光的投影高度距地面约 500 m。
  4. 本方案重点研究野生型雌虫的迁飞动态及其卵巢发育情况;因此需采集不同种类的昆虫(本研究采集时间为 2021 年至 2022 年的 4 月至 8 月)。避免采集体型较小或受伤的昆虫,应选择体型相近的大型害虫用于本实验。

2. 昆虫的制备

  1. 将从网袋(0.5 m)中采集的所有昆虫转移至网笼(30 cm × ....

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结果

卵的发育
采用上述方案分析卵巢中卵的发育过程。为此,首先将卵总体分为四个阶段,以区分不同物种(如棉铃虫、黏虫、芋头斜纹夜蛾和甜菜夜蛾)中卵发育的早期与成熟阶段。此处观察到的是羽化早期(乳白色透明阶段)。图2A显示卵巢尚未开始发育,卵巢管呈丝状,具有良好的弹性。由于卵体细小,在日光下无法观察到已形成的卵粒,但通过拉伸卵巢管并透光观察,可见乳白色斑点。

卵巢发育(卵黄沉积阶段)包含大量略显未成熟、呈乳白色的卵粒,卵粒之间紧密接触图2B图2C展示了待产成熟阶段(成熟期),可见卵粒呈珠状,完全成熟且色泽鲜黄。图2D展示了卵黄消退期(产卵末期),此时卵巢管脆弱,大部分活跃的卵粒已排出,仅残留少量或无卵粒,可能尚存不活跃的卵粒。

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讨论

在植物保护中,卵巢分析方法被常规用于阐明昆虫飞行和种群动态,以进行预测19,20,21,并深入研究昆虫的生理变化。人们注意到,一些常见农业害虫(如棉铃虫、黏虫、芋双线天蛾幼虫 和甜菜夜蛾)具有独特的迁徙能力和快速扩散特性,使得来自其他地区的预测变得困难。一些研究将 Athetis lepigone 视为迁徙性害虫22,23,但该害虫的迁徙动态及其预测仍不明确。最近引入了一种新的灯光诱捕方法,使用1000 W探照灯监测迁徙性害虫18,24,该方法在迁徙性害虫监测中表现出良好的应用效果。但也有人推测,灯光诱捕方法尚不足以区分迁徙性昆虫。本研究发现,在迁徙高峰期,探照灯诱捕器捕获的成虫主要为迁徙性个.......

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披露

作者声明无利益冲突。

致谢

本研究由重大科技创新项目(2020CXGC010802)资助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
数码相机Canon ( China ) co., LTDEOS 800D
滴管青岛金典生化仪器设备有限公司
无水乙醇(99.7%)上海沪试实验室设备有限公司
镊子 Vetus Tools co., LTDST-14
GT75型卤素头灯(1000 W)上海亚登实业有限公司
棉铃虫、黏虫、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾中国山东省济南市济阳区
量筒、烧杯、锥形瓶青岛金典生化仪器设备有限公司
网袋 青岛金典生化仪器设备有限公司0.5 m 
网笼 青岛金典生化仪器设备有限公司30 cm x 30 cm
培养皿青岛金典生化仪器设备有限公司 60 mm 直径

参考文献

  1. Wu, K. Monitoring and management strategy for Helicoverpa armigera resistance to Bt cotton in China. Journal of Invertebrate Pathology. 95 (3), 220-223 (2007).
  2. Jiang, X., Luo, L., Zhang, L., Sappington, T. W., Hu, Y.

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重印与许可

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