茶園天敵鞏特槳角蚜小蜂感受器的種類及分布特征

賈志飛，王楓荻，張海靜，丁仕波，仇延鑫，許永玉，陳珍珍*

（1. 山東農業大學，山東 泰安 271018； 2. 榮成市農業農村事務服務中心，山東 榮成 264300；3. 日照市農業科學研究院，山東 日照 276800； 4. 青島清原化合物有限公司，山東 青島 266000）

0 引言

【研究意義】黑刺粉虱（Aleurocanthus spiniferus）是茶葉生產中的重要害蟲，在我國四個一級茶區均有分布，且均為重點防控害蟲[1]。黑刺粉虱繁殖力強，世代重疊嚴重，寄主廣泛[2]，在茶園中暴發后較難防治。目前茶園中針對黑刺粉虱主要采取化學防治[3,4]和物理防控（黃色粘蟲板單獨[5]或與化合物結合誘殺[6,7]）方法。黑刺粉虱的生物防治主要采用天敵昆蟲和蟲生真菌。目前對黑刺粉虱天敵昆蟲的研究較少，僅趙琦[8]和唐天成等[9]測定了草間小黑蛛（Hylyphantes graminicola）以及中華通草蛉（Chrysoperla sinica）和大草蛉（Chrysopa pallens）對黑刺粉虱的捕食作用，朱長榮和陳常銘[10]測定了長角廣腹細蜂（Amitus longicornis）對黑刺粉虱的寄生作用，但能大規模釋放和應用的較少。目前亟需發現一種對茶園黑刺粉虱寄生或捕食性能良好的天敵昆蟲，明確其定位害蟲的機制，將其高效應用于茶園黑刺粉虱的田間防治中?！厩叭搜芯窟M展】寄生性天敵在粉虱科害蟲的生物防治中發揮重要的作用。槳角蚜小蜂屬寄生蜂只寄生粉虱類昆蟲[11]。我國對古橋槳角蚜小蜂和海氏槳角蚜小蜂寄生煙粉虱（Bemisia tabaci）的研究較多，且海氏槳角蚜小蜂（Eretmocerus hayati）被認為是目前最適合防治煙粉虱的天敵之一[12]。古橋槳角蚜小蜂（Eretmocerus furuhashii）是我國華南地區煙粉虱的優勢寄生蜂種類[13]。恩蚜小蜂屬（Encarsia）的麗蚜小蜂（Encarsia formosa）、雙斑恩蚜小蜂（Encarsia bimaculata）和淺黃恩蚜小蜂（Encarsia sophia）對煙粉虱同樣具有巨大的生防潛力[14-16]，其中麗蚜小蜂可大規模釋放應用。鞏特槳角蚜小蜂（Eretmocerus gunturiensis）最早被黃蓬英和黃建[17]作為槳角蚜小蜂屬（Eretmocerus Haldeman）的中國新記錄種進行了報道，在福建省被發現并寄生茶樹黑刺粉虱?！颈狙芯壳腥朦c】寄生蜂分別通過嗅覺識別寄主的化學信息物質，視覺識別寄主與周圍環境的表面色差信息，觸覺識別寄主外表形狀特征，聽覺識別寄主在運動和取食過程中產生的振動信號，從而綜合判斷寄主害蟲的準確位置，進而完成寄生行為[18-21]。寄生蜂對寄主的確定主要依靠觸角敲打和產卵器刺探共同完成。作為寄生蜂的重要感覺器官，觸角和產卵器上著生不同種類的感受器，在其寄主搜尋和產卵識別等過程中起著感受外界信息的關鍵作用[22]。目前對蚜小蜂科（Aphelinidae）寄生蜂感受器的研究較少，僅對部分蚜小蜂科寄生蜂的觸角感受器超微結構進行了研究，如槳角蚜小蜂（Eretmocerus sp.）、淺黃恩蚜小蜂、日本恩蚜小蜂（Encarsia japonica）和友恩蚜小蜂（Encarsia amicula）的觸角感受器[23,24]。鞏特槳角蚜小蜂（Eretmocerus gunturiensis）是山東茶園新發現的寄生性天敵，對茶樹重要害蟲黑刺粉虱（Aleurocanthus spiniferus）具有良好的寄生潛能[25,26]。鞏特槳角蚜小蜂自然界中偏好寄生黑刺粉虱2齡和3齡若蟲。寄生前成蟲以身體中點為軸先順時針旋轉兩圈后再逆時針旋轉，不斷用觸角碰觸身下的黑刺粉虱若蟲，直至尋找到合適的寄生位點后用產卵器刺探，將卵產于黑刺粉虱若蟲腹部體外與葉片之間，產卵結束后用前足梳理觸角[26]。然而，目前尚未有研究對鞏特槳角蚜小蜂的感受器進行系統性的觀察和描述?！緮M解決的關鍵問題】本研究運用掃描電鏡觀察鞏特槳角蚜小蜂觸角、復眼、口器、雌性外生殖器、前足脛節、后足脛節上的感受器，明確不同器官上感受器的種類，并描述其形態以及在不同器官上的分布，明確了鞏特槳角蚜小蜂不同器官感受器的種類、形態和分布，為深入研究鞏特槳角蚜小蜂的寄主搜尋與產卵機制以及挖掘其在茶園中的生防潛力提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試蟲源

供試鞏特槳角蚜小蜂（Eretmocerus gunturiensis）采自山東省泰安市岱岳區下港鄉楊家莊村泰山九曲白茶有限公司的茶園中（36°35′N，117°28′E），茶園占地 20 hm2，海拔約 300 m，氣候類型為溫帶季風性氣候，主要茶樹品種為‘福鼎大白茶’和‘白葉1號’（安吉白茶）。于茶園鞏特槳角蚜小蜂活躍期（上午9點-10點左右），待試蟲停落到茶樹葉片上時，用自制人工吸蟲器捕捉并放置試管中，將試蟲活體帶回試驗室備用。

1.1.2 試驗儀器

掃描電子顯微鏡、光學顯微鏡、冰箱、超聲波清洗機、超凈工作臺、酒精燈、容量瓶、鑷子、膠頭滴管、定量濾紙。

1.1.3 試驗藥品

磷酸緩沖液（PBS）、戊二醇、乙醇溶液、乙酸異戊酯、丙酮、鋨酸等。

1.2 試驗方法

1.2.1 鞏特漿角蚜小蜂成蟲樣品制備

向裝有鞏特漿角蚜小蜂的瓶中加入適量磷酸緩沖液（PBS），放入超聲波清洗機清洗30 s以除去蟲體表面灰塵，然后將蟲體轉移到2.5%的戊二醇固定液（PBS 0.1 mol·L-1，pH 7.2）進行固定，置于4℃冰箱中放置2 d。取出固定好的鞏特漿角蚜小蜂成蟲用0.1 mol·L-1磷酸緩沖液（pH 7.2）沖洗20 min，置于鋨酸中浸泡15 h。然后，分別在45%、55%、75%、85%、95%、100%的乙醇溶液中進行梯度脫水，每梯度脫水30 min，隨后置于100%乙醇溶液中浸泡14 h，取出后更換100%乙醇溶液再次浸泡7 h，然后用乙酸異戊酯置換兩次，每次各1 h，取出后放入干燥器內干燥。

1.2.2 鞏特漿角蚜小蜂掃描電鏡觀察

用無齒鑷子取干燥后的鞏特漿角蚜小蜂成蟲，將其粘在導電膠帶上，使不同側面均向上，使用離子濺射儀對蟲體進行噴金處理，在加速電壓15 V條件下用掃描電子顯微鏡（Nova NanoSEM450，FEI公司）對各部位感器進行觀察，并拍照保存記錄。用Photoshop CC 2018軟件對電鏡掃描圖片進行處理和感器標識。

觸角感覺器的命名和分類參考Keil[27]，Bleeker等[28]的方法。

2 結果與分析

2.1 鞏特槳角蚜小蜂觸角感器種類、形態和分布

鞏特槳角蚜小蜂觸角上的感器有：板形感器（sensilla placodea，SP）、毛形感器（sensilla trichodea，ST）、壇形感器（sensillum ampullaceum，SA）、刺形感器（sensilla chaeticum，SC）、錐形感器（sensilla basiconica，SB）、B?hm 氏 鬃 毛（B?hm bristles，BB）。

毛形感器（ST）：毛形感器在觸角上數量最多，分布最為廣泛。在柄節、梗節、索節和棒節上均有分布，其中在索節和棒節上數量最多。此感器從基部向端部逐漸變細，末端較尖，相比錐形感器較長，指向觸角端部（圖1 A、C、D）。

板形感器（SP）：板形感器在觸角上的數量和分布密度僅次于毛形感受器，主要分布在觸角的鞭節。呈縱長形，沿觸角縱軸方向緊貼于觸角表面著生，明顯高于觸角外表（圖1 A、D）。板形感器的長軸與觸角走向一致。

壇形感器（SA）：分布在觸角棒節上，在柄節、梗節和索節上沒有發現壇形感器?；烤呙黠@凹陷的皮下空腔，其端部拇指狀，垂直著生于凹陷的圓槽內（圖1 C）。

刺形感器（SC）：分布于觸角鞭節的各亞節端部。形狀類似于毛形感受器，但其長度較毛形感受器短，端部微鈍，基部著生于臼狀窩內，外形剛直如刺，具縱紋（圖1 A）。

錐形感器（SB）：分布在靠近觸角末端的區域。錐形感器的外形較直，端部鈍形，形狀粗大而直立，似木樁，基部有突起的臼狀窩，比刺形感覺器短（圖1 A、B）。

圖1 鞏特槳角蚜小蜂雌蟲觸角感受器Fig. 1 Ultrastructure of sensillum on female E. gunturiensis antenna

B?hm氏鬃毛（BB）：著生于觸角柄節基部，成簇狀分布，外形類似短刺，比錐形感器細（圖 2）。

圖2 鞏特槳角蚜小蜂雌蟲觸角基部感受器Fig. 2 Ultrastructure of sensillum on the base of the antenna in female E. gunturiensis

2.2 鞏特槳角蚜小蜂復眼感器種類、形態和分布

鞏特槳角蚜小蜂復眼上僅有1種錐形感器（SB），著生在復眼的小眼之間，數量多，長短不等（圖3）。

圖3 鞏特槳角蚜小蜂雌蟲復眼感受器Fig. 3 Ultrastructure of sensillum on female E. gunturiensis compound eye

2.3 鞏特槳角蚜小蜂口器感器種類、形態和分布

鞏特槳角蚜小蜂為咀嚼式口器，具有發達的上顎?？谄魃嫌袃深惛衅?，分別是毛形感器（ST）和刺形感器（SC）。

毛形感器（ST）：位于上顎，左右上顎各有3根，向內彎曲（圖4）。

刺形感器（SC）：在下顎須和下唇須末端各具1根。該感器基部膨大，末端尖細，較為直挺（圖 4）。

圖4 鞏特槳角蚜小蜂雌蟲口器感受器Fig. 4 Ultrastructure of sensillum on female E. gunturiensis mouthpart

2.4 鞏特槳角蚜小蜂雌性外生殖器感器種類、形態和分布

鞏特槳角蚜小蜂雌性外生殖器上有兩類感器，分別是鱗形感器（squamiformic sensillum, SS）和刺形感器（SC）。

鱗形感器（SS）：鱗片狀，數目多，排列整齊，主要分布于腹部末端（圖5）。

刺形感器（SC）：基部膨大，末端尖細，比較直挺，指向腹部末端（圖5）。

圖5 鞏特槳角蚜小蜂雌蟲外生殖器感受器Fig. 5 Ultrastructure of sensillum on female E. gunturiensis genitalia

2.5 鞏特槳角蚜小蜂足感器種類、形態和分布

由圖6可知，鞏特槳角蚜小蜂前足感器主要為刺形感器（SC），脛節末端有兩排距（CAL）。

刺形感器（SC）：廣泛分布于前足，基部膨大，末端尖細，比較直挺，指向足末端（圖6）。

圖6 鞏特槳角蚜小蜂雌蟲前足脛節感受器Fig. 6 Ultrastructure of sensillum on female E. gunturiensis forefoot tibia

圖7中，鞏特槳角蚜小蜂后足感器主要為指形感器（Sdi）、毛形感器（ST），脛節末端有一刺行大距（calcar，CAL）。

指形感器（seiisma digit-like, Sdi）：分布在后足脛節末端，端部鈍圓有孔，表皮具縱脊或光滑，上下粗細均勻（圖7）。

毛形感器（ST）：廣泛分布于后足，從基部向端部逐漸變細，末端較尖，相比錐形感器較長，指向足末端（圖7）。

圖7 鞏特槳角蚜小蜂雌蟲后足脛節感受器Fig. 7 Ultrastructure of sensillum on female E. gunturiensis hind leg tibia

3 討論與結論

在長期的進化過程中，寄生蜂逐步形成了一種特殊的寄主搜索、識別和產卵、產卵后處理等寄生行為，而這些行為的產生都需依靠各類感受器[22]。作為昆蟲最為重要的感覺附肢，觸角是各種感受器最為豐富的器官之一，觸角上的感受器在漿角蚜小蜂尋找配偶、定位寄主、感受溫濕度變化、機械振動和化學信號等信息交互的過程中起重要作用。鞏特槳角蚜小蜂觸角感器包括板形感器（SP）、毛形感器（ST）、壇形感器（SA）、刺形感器（SC）、錐形感器（SB）、B?hm 氏鬃毛（BB）（圖1和2），與同為蚜小蜂科的淺黃恩蚜小蜂的觸角感器類型一致[23]。毛形感器（ST）在寄生蜂觸角上數量最多、分布最廣，具有化學感受功能。毛形感受器中存在氣味受體蛋白（Odorant binding protein）[29]，可以促使昆蟲嗅覺反應的產生，從而感受外界的化學信息[30]。板形感器（SP）是寄生蜂類昆蟲觸角上最明顯且常見的一種感受器，同樣具有化學感受的功能[31]。此外，有研究發現板形感器（SP）還具有感受紅外輻射的功能等[32,33]。壇形感器（SA）目前研究較少，潛水蝽科（Naucoridae）觸角上也發現了這類感器[34]，其基部下陷，且數量較少，推測具有化學感受功能。刺形感器（SC）一般被當作一種機械感受器，具有感受外界物理沖撞的機械功能[35,36]，但也有報道稱，該感受器可能與味覺和嗅覺有關，參與到寄生蜂的寄主識別過程[37]。錐形感器（SB）具有多種功能，無孔的錐形感器主要用來感受機械刺激[38]，有孔的錐形感器能夠感受化學信息，如植物氣味、性信息素、溫濕度、水蒸氣、二氧化碳變化等[39,40]。鞏特槳角蚜小蜂觸角上為具有感受機械刺激功能的無孔錐形感受器（圖1 A、B）。B?hm氏鬃毛（BB）屬于機械感受器，當觸角遇到外界機械刺激時能緩沖重力，控制觸角位置下降的速度[41]。綜上，鞏特槳角蚜小蜂觸角毛形感器（ST）、板形感器（SP）、刺形感器（SC）和壇形感器（SA）可能在其宿主定位和識別過程中發揮重要作用，而刺形感器（SC）、錐形感器（SB）和B?hm氏鬃毛（BB）可能與鞏特槳角蚜小蜂感受機械刺激有關。

復眼的功能歸因于復眼中的光感受器，它可以接收光信號[42]。果蠅的復眼表面分布有大量的毛形感器（ST），其次為刺形感器（SC）和錐形感器（SB）[43]，西花薊馬復眼表面的刺形感器（SC）極為豐富，它們可能在感受機械刺激中起關鍵作用[44]。鞏特槳角蚜小蜂復眼上僅有1種錐形感器（SB），著生在復眼的小眼之間，數量多，長短不等（圖3）。與淺黃恩蚜小蜂復眼感器類型一致，但淺黃恩蚜小蜂復眼的錐形感器在靠近頭正面臉頰的部位較短，數量較少，離臉頰越遠的部位，數量較多[23]。推測該感器與感受外界機械刺激有關，利于保護復眼免受外界傷害。

鞏特槳角蚜小蜂為咀嚼式口器，具有發達的上顎，有助于成蟲羽化時咬破黑刺粉虱偽蛹殼[26]?？谄魃嫌袃深惛衅?，分別是毛形感器（ST）和刺形感器（SC），與淺黃恩蚜小蜂和沙棘木蠹蛾一致[23,45]。毛形感器（ST）生于上顎，左右上顎各3根，向內彎曲，這可能有助于檢測氣味或確定接觸。刺形感器（SC）基部膨大，末端尖細，比較直挺，在下顎須和下唇須末端各具1根（圖4）?？谄鞲衅骺赡芫哂袡C械敏感性[46]。如煙草天蛾受到機械刺激時，感受器可為口器提供正確靜止位置的觸覺信息[47]。鱗翅目昆蟲的口器感器可檢測二氧化碳濃度的微小變化，在其的采蜜行為中發揮重要作用[48]。綜上，推測鞏特槳角蚜小蜂口器上的感器與寄主識別過程和感受外界機械刺激有關。

產卵器在膜翅目昆蟲寄生成功中起著至關重要的作用。產卵器具有機械感受器的寄生蜂更容易接近宿主，寄生能力更強[49]。鞏特漿角蚜小蜂產卵器透明外露[26]。產卵器感器包括鱗形感器（SS）和刺形感器（SC）（圖5）。鱗形感器在鱗翅目昆蟲中分布較為普遍[50,51]，Hallberg 等[52]觀察到地中海粉螟（Ephestia kuehniella）鱗形感器底部具有管狀體，表明其功能為機械感受。寄生蜂產卵器上的刺形感受器（SC）一般僅分布于產卵鞘上，多單生，其功能可能為機械感受[49]。

鞏特漿角蚜小蜂前足脛節末端具有觸角清潔器，后足脛節末端具有翅膀清潔器[26]。鞏特槳角蚜小蜂前足感器主要為刺形感器（SC），脛節末端有兩排距（CAL）（圖6），組成觸角刷，用于產卵后清潔觸角。觸角刷具有十分重要的功能，能及時清除蚜小蜂產卵活動中觸角沾上的塵土等雜質，使觸角各感受器正常工作[23]。昆蟲足部的刺形感器（SC）可能具有化學感受功能[53]。后足脛節感器主要為指形感器（Sdi）、毛形感器（ST）（圖7），組成翅膀清潔器，用于羽化、交配、產卵完畢后的翅膀清掃和梳理[23]。

寄生蜂能夠成功定位并識別寄主，完成最終的產卵行為，通常是多種感受器共同作用的結果。這些感受器行使著不同的功能[22]。本研究明確了鞏特漿角蚜小蜂觸角、復眼、口器、產卵器、前足脛節和后足脛節上感受器的種類、形態和分布，并根據已有報道推測了其功能，但鞏特漿角蚜小蜂與寄生行為密切相關的感器，如觸角上可能在宿主定位和識別過程中發揮作用的毛形感器（ST）、板形感器（SP）、刺形感器（SC）和壇形感器（SA）的功能仍需深入探索，鞏特漿角蚜小蜂感受外界信息的生理生化機制仍有待今后進一步研究。