小菜蛾成虫喙管感器的超微结构及其神经元中枢投射

闫喜中,谢佼昕,邓彩萍,郝 赤,*

(1.山西农业大学植物保护学院,山西太谷 030801;2.山西农业大学林学院,山西太谷 030801)

口器是昆虫的取食器官，由于昆虫摄食习性和取食方式不同，口器在形态和结构上也有差异。虹吸口器是鳞翅目成虫特有的取食器官，其喙管由外颚叶延长并连锁形成。喙管的顶端具有可吸入液体的裂缝，占整个喙管长度的5%～20% (Paulus and Krenn,1996;Krennetal.,2001;Petr and Stewart,2004)。通过头部肌肉的节律性收缩来吸入液体食物，如花蜜、水、动物血液、汗液、眼泪和尿液等(Krenn and Penz,1998;Krenn,2010;Monaenkovaetal.,2012;Lehnertetal.,2015)。

喙管上分布有大量的感器，在昆虫觅食、识别寄主和选择产卵部位等方面起着重要的作用。对喙管上感器的研究主要集中在蝶类(Paulus and Krenn,1996;Krenn,1998;Krenn and Penz,1998;Krennetal.,2001;Krenn and Bauder,2018;Maetal.,2019)及夜蛾科(Noctuidae)(Zaspeletal.,2011;王娜等,2012;Xue and Hua,2014;Guoetal.,2018)、卷蛾科(Tortricidae)(Waltersetal.,1998)、螟蛾科(Pyralidae)(Faucheux,1991;Barcaba and Krenn,2015)等蛾类上。喙管上的味觉感器在摄食过程中发挥了重要作用(Bray and Amrein,2003)。味觉感器最多含有5个不同功能的感觉神经元，其中包括1个机械感受神经元和最多4个味觉受体神经元(Ozakietal.,2003;Masalaetal.,2009)。西方蜜蜂Apismellifera(Rehder,1989)和烟芽夜蛾Heliothisvirescens(Jørgensenetal.,2006;Kvelloetal.,2006)口器的感器神经元均投射在脑部的咽下神经节。咽下神经节被认为是味觉感器的初级处理中心(Rajashekhar and Singh,1994;Miyazaki and Ito,2010)。昆虫中枢神经系统通过对味觉信息进行编码，进而调控不同反应的摄食行为。因此，明确昆虫味觉系统的神经通路尤为重要。

小菜蛾Plutellaxylostella属鳞翅目(Lepidoptera)菜蛾科(Plutellidae)，是十字花科蔬菜的重要害虫之一，每年给世界经济造成40～50亿美元的损失(Furlongetal.,2013)。目前对小菜蛾的分布、生活史和寄主范围已有较多报道(Sarfrazetal.,2005)，但成虫的取食行为等方面的研究较少，尤其是喙管感器的种类及神经元投射还未报道。本实验利用扫描电镜和神经元示踪剂技术研究了小菜蛾成虫喙管上感器的超微结构及其神经元在脑部的投射，为将来研究喙管感器生物学功能或利用调控取食行为对小菜蛾种群进行防控奠定基础。……