四种蝽科昆虫的精巢与雄性外生殖器的比较研究学生姓名 梁开丹 指导老师 张虎芳摘 要 蝽 科 Pentatomidae 隶 属 于 半 翅 目 Hemiptera 异 翅 亚 目 Heteroptera 蝽 总 科 Pentatomoidea ，世界性分布，是半翅目中最常见的大科之一。 昆虫分类学研究大多从形态学特 征、生化特征、染色体特征和分子生物学特征等方面进行研究，蝽科昆虫的分类学研究仍沿用 传统方法。本文对山西四种蝽科昆虫的精巢和雄性外生殖器进行了形态学上的比较研究。结果 表明，蝽科昆虫不同种的精巢在位置、大小、形状和颜色上存在差异，雄性外生殖器的大小和 形状也不同，因此，我们认为精巢和雄性外生殖器可作为蝽科昆虫的分类特征。此项研究将为 蝽科昆虫的分类提供理论依据。关键词 半翅目； 蝽科； 雄性外生殖器； 精巢半翅目是昆虫纲中一个较大的类群，全世界已知 38000 余种，其中包括了许多有害和有益 的种类。因此，众多学者投身于对半翅目昆虫的研究中， 特别是在分类方面采用了形态学特征、 生化特征、染色体特征、分子生物学特征等等。蝽 科 昆虫的 一些形态 特 征常 存在 明显的 种间差异，在种类鉴定中有重要意义。世 界蝽科形态学的研究主要包括体色、翅 脉、触角、足、口器、腹部毛点等，我国学者对蝽科昆虫的形态学研究包括 体色、 卵、雄性外生殖器等几个方面1-4 。蝽科昆虫的精巢和雄性外生殖器在不同种间 既有 复杂 的多样性 ，又有稳 定 的规律性 ，因而对 蝽 科昆虫的 种 类鉴定 有重 要的意 义。国外学者对半翅目昆虫雄性外生殖器进行了大量的研究。Pruthi ( 1925 ) 5 首先进行了系统的研究，对昆虫雄性外生殖器形态学进行了研究，Baker ( 1931) 6 对加拿大昆虫的雄性外生殖器 进行了的研究， Ashlock (1957)7对昆虫阴茎分类学进行了调查， Kumar(1962 )8对昆虫的生殖器和唾液腺进行了研究， Schaefer (1977)9对雄性外生殖器囊膜进行了研究， Agarwal (1984)10以雄性外生殖 器的形态作为昆虫鉴定亲缘关系的标准之一。 目前国外关于利用精巢形态特征进行 分类的研究未见报道。国内有关半翅目昆虫雄性外生殖器的研究报道也有。 金琴英(1974 )11 以 雄性抱握器作为区分九香虫和小皱蝽的一个特征，郑乐怡(1983 )12利用雄性外 生 殖 器 结 构来区分 蝽 科一些 种 ，赵 冬香 ，李 长安 13 对 半 翅 目 蝽 科 4 亚科 10 属 13 种昆虫的雄性外生殖器进行了研究， 探讨了其分类学意义， 凌作培(1987)14 以雄性外生殖器结构作为真蝽属分群的主要依据 ，齐宝瑛15等对澳大利亚及其斯 洛文 尼稻 绿蝽的研 究 。 而利用精巢形态特征进行分类研究也未见报道。半翅目昆虫雄性外生殖器和精巢呈现多样性， 不同种间形态上有区别， 而且差异比较明显、 稳定16-17 。此项研究通过对蝽科不同种类的精巢和雄性外生殖器的比较研究， 可为半翅目昆虫 的形态分类提供新的依据。1.材料与方法1.1 材料茶翅蝽于 2007 年 8 月采集于山西太原许西；麻皮蝽于 2007 年 8 月采集于山西太原长风街；斑须蝽于 2007 年 7 月采集于山西历山舜王坪； 赤条蝽于 2007 年 7 月采集于山西寿阳。1.2 方法1.2.1预处理：将野外采集的雄性成虫生活个体腹部一侧的侧接缘剪开，放入水中低渗处理20 30 分钟。若个体太小无法剪开侧接缘，则将活体整体放入水中并适当延长低渗处理时间，移入 固定液（甲醇：冰醋酸3：1）内浸1014小时，中间更换固定液 2次，然后移入70酒精内，4 C冰箱保存备用。1.2.2 解剖及观察： 解剖昆虫腹部，分离出完整的精巢，并在昆虫的后端分离出抱握器。在体 式显微镜下对不同种昆虫的精巢和抱握器进行拍照，并分别对各种蝽科昆虫的精巢和抱握器作 详细的形态观察，最后对此进行比较研究，分析不同种间精巢和抱握器的异同。2.结果与分析2.1 蝽科昆虫不同种的精巢位置、形态与大小2.1.1 蝽科昆虫不同种的精巢位置茶翅蝽Halyomorpha picus （Fabricius）的精巢外侧端较内侧端更靠近头部，左右两精 巢形成一开口朝向头部的钝角，近乎成一平角，左右两精巢相距很近（见图 1a）。麻皮蝽 Erthesinafullo（Thunberg） 的精巢外侧端较内侧端远离头部，左右两精巢形成 一开口朝向尾部的钝角，左右两精巢相距很远（见图 1b）。斑须蝽 Dolycorisbaccarum（Linnaeus） 的精巢外侧端较内侧端靠近头部，左右两精巢形 成一开口朝向头部的钝角，左右两精巢相距较远（见图 1c）。赤条蝽Graphosomarubrolineata（Westwood）的精巢外侧端较内侧端靠近头部，左右两精 巢形成一开口朝向头部的钝角，左右两精巢相互重叠（见图 1d）。a 茶翅蝽Halyomorpha picus (Fabricius )b 麻皮蝽Erthesina fullo (Thunberg)c 斑须蝽Dolycoris baccarum (Linnaeus)d 赤条蝽Graphosoma rubrolineata (Westwood)图 1 蝽科昆虫不同种的的显微图（ 6X ）Fig.1 The microscopic map of Pentatomidae （6X）2.1.2 蝽科昆虫不同种的精巢形态茶翅蝽的精巢外侧端较尖，而内侧端钝圆，体形较大，鲜红色（见图 2a）。麻皮蝽的精巢近似 短圆柱形，较短小，鲜红色（见图2b）。斑须蝽的精巢近似锥体，两端较尖，淡红色（见图2c）。赤 条蝽的精巢外侧端较尖，而内侧端钝圆，深红色（见图 2d）。a 茶翅蝽精巢 b 麻皮蝽精巢The testes of Halyomorpha picus (Fabricius )The testes of Erthesina fullo (Thunberg)The testes of Dolycoris baccarum (Linnaeus)The testes of Graphosomarubrolineata (Westwood)图 2 蝽科昆虫不同种的精巢显微图( 20X )Fig.2 The microscopic map of testis Pentatomidae (20X )2.1.3 蝽科昆虫不同种的精巢大小表1Tab蝽科昆虫不同种的精巢大小(土s) (n=5).1 The Testis of Hemiptera pentatomidia大小微米（ 20X）面积平方微米（ 20X）茶翅蝽430 5.8( 16X ) *5100064麻皮蝽250 6.41900049斑须蝽310 5.91900057赤条蝽390 7.11800054此表表明了 四种 蝽科昆虫精 巢大小的 不同， 茶翅蝽、赤条蝽、斑须蝽、麻皮蝽依次减 小。茶翅蝽精巢面积最大，斑须蝽、麻皮蝽次之，赤条蝽最小。茶翅蝽的精巢面积约为其余 3 种的 2 .5倍 （见表1）。2.2 蝽科昆虫不同种的抱握器形态和大小2.2.1 蝽科昆虫不同种的抱握器形态不同茶翅蝽的抱握器顶端钝圆，端部较基部宽，内侧具毛（见图3a）。麻皮蝽的抱握器的端部斜向 上形成一尖状的突起，斜向下形成的突起较钝，端部内侧形成一不规则的突起（见图 3b）。斑须蝽 的抱握器端部弯曲，较宽，中间向外伸出一指状突（见图3c）。赤条蝽的抱握器端部弯曲，近乎成 一直角，在近基部端向外伸出一突起（见图 3d）。a 茶翅蝽抱握器b 麻皮蝽抱握器Harpagones of Erthesina fullo (Thunberg)Harpagones of Halyomorpha picus (Fabricius )Harpagones of Dolycoris baccarum (Linnaeus)Harpagones of Graphosoma rubrolineata (Westwood)图 3 蝽科昆虫不同种的抱握器显微图（ 31X ）Fig.3 The microscopic map of harpagones of Pentatomidae （31X ）2.2.2 蝽科昆虫不同种的抱握器大小存在差异表2蝽科昆虫不同种的抱握器大小(_ 土S) (n=5)Tab.2 The Harpagones of Hemiptera pentatomidia茶翅蝽麻皮蝽斑须蝽赤条蝽大小 微米（20 X）100土 7.3190土 6.883土 7.5130土 8.2由此表可看出，斑须蝽抱握器最小，麻皮蝽抱握器最大，约为斑须蝽的 2.3 倍，而茶翅蝽和赤 条蝽居中（见表 2）。3.讨论3.1 不同种的精巢存在差异 不同种的精巢位置不同：四种蝽科昆虫的精巢在虫体的位置是不同的， 两精巢均成一钝角，钝角 角度茶翅蝽最大，其余次之。麻皮蝽的开口朝向尾部，而其余均朝向头部。赤条蝽两精巢间的距离 最近，相互重叠，茶翅蝽，斑须蝽次之，麻皮蝽距离最远。不同种的精巢大小不同：茶翅蝽的精巢最大，赤条蝽，斑须蝽依次次之，麻皮蝽的最小。 不同种的精巢颜色不同：茶翅蝽、麻皮蝽的精巢为鲜红色，而斑须蝽的为淡红色，赤条蝽的为深 红色。不同种的精巢形状不同：不同种蝽科昆虫的精巢呈现不同的形状。 研究结果表明：蝽科昆虫的精巢在位置、大小、形状和颜色上存在有差异，因此可作为蝽科昆 虫不同种间的鉴定标准之一。出现这些差异可能是它们在进化的过程中所生存的地理环境发生了变化所致，例如温度、湿度 的不同以及所面临的生存环境的优劣不同等。茶翅蝽的精巢最大，可能所处环境较为恶劣，精巢体 型的增大，在一定程度上使得精子的形成率提高。而精巢位置和形状的差异可能更适合各物种生成 和输送精子，从而提高了繁殖率。3.2 不同种的抱握器存在差异蝽科昆虫不同种间的抱握器形态各异，且大小也不相同，麻皮蝽最大，赤条蝽，茶翅蝽次之， 斑须蝽最小。以上结论表明：蝽科昆虫的抱握器在形状和大小上不同，因此也可作为蝽科昆虫不同种间的鉴 定标准之一。其抱握器大小和形状的不同可能是由于各物种本身的体型，以及雄性个体在挟持雌体时的位置 取向不同，抱握器形态的差异更易各种蝽科雌雄个体进行交配，在一定程度上也提高了繁殖率，有 利于昆虫的繁衍。参考文献1 凌作培等.真蝽属的分类研究(蝽科)昆虫分类学报，1987, 9 (1)： 3050.2 郑乐怡中国的菜蝽属南开大学学报(自然科学)，1983,1:125130.3 卜云，郑哲民.我国蝽科昆虫的研究进展 . 宁夏农学院学报， 2004， 25(3)： 76.4 LI Hou Hun , FAN Xi Mei. Studyonthegenus swammerdamia hbbner (leoidoptera yponomeutidae) from China , with descriptions of two new species. Acta Zootaxonomica Sinica , 2007,32 : 556 560.中文摘要 本文对中国腹巢蛾属Swammerdamia Hubner ( 1825 )进行了研究，涉及到4个种；桦腹巢蛾Swammerdamia caesiella ( 1796)(中国