全 文 ：第 35卷 第 11期 东　北　林　业　大　学　学　报 Vol.35 No.11
2007年 11月 JOURNALOFNORTHEASTFORESTRYUNIVERSITY Nov.2007
青杨脊虎天牛触角表皮孔的超微结构及其分布 1)
徐　波　张　健　程　红　严善春
(东北林业大学 ,哈尔滨 , 150040)
　　摘　要　利用扫描电镜观察了青杨脊虎天牛(Xylotrechusrusticus)触角上各类表皮孔的形态特征和分布规律 ,
并设定样方计算了取样区域内的表皮孔密度。结果表明:在青杨脊虎天牛触角上共有 3种表皮孔;除雌虫触角背
面外 , 在触角各鞭亚节中部的表皮孔数量均显著多于端部凹窝内的数量 , 但在各鞭亚节的分布无明显规律。
关键词　天牛科;青杨脊虎天牛;触角;表皮孔
分类号　S763;S476
UltrastructureandDistributionofCuticularPoresinXylotrechusrusticusAntennae/XuBo, ZhangJian, Cheng
Hong, YanShanchun(ForestryCollegeofNortheastForestryUniversity, Harbin150040, P.R.China)//JournalofNortheastForestryUniversity.-2007, 35(11).-89 ～ 91
AnexperimentwasconductedtoobservetheconformationanddistributionofcuticularporesinXylotrechusrusticusan-
tennaebymeansofscanningelectronmicroscope.Thedensityofcuticularporesinsamplingregionwascalculated.Results
showthattherearethreekindsofcuticularporesinX.rusticusantennae.Exceptthedorsumoffemaleantennae, thenum-berofthecuticularporesinthemiddleoftheantennalflagellomeresismoreremarkablethanthatintheantennalapicalde-
pression.Butthedistributionofcuticularporesoneachflagelomerehasnoapparentregularity.
Keywords　FamilyCerambycidae;Xylotrechusrusticus;Antennae;Cuticularpores
　　青杨脊虎天牛(Xylotrechusrusticus)是国家林业局 2004
年发布的林业检疫性有害生物之一 , 它主要分布于中国的东
北三省 、亚洲的伊朗 、土耳其 、俄罗斯远东地区 、蒙古 、朝鲜 、日
本和欧洲。在我国 , 青杨脊虎天牛主要危害健康杨树 , 它产卵
成堆 , 幼虫在韧皮部和木质部之间集中钻蛀危害 , 致使树木千
疮百孔 , 极易风折 、断头 , 甚至导致整株枯死 , 严重地威胁着农
林业的生态安全 [ 1-2] 。青杨脊虎天牛成虫没有取食的习性 ,
因此 , 其触角作为接收外界信息的感觉器官 , 在选择交尾 、产
卵场所中的作用尤为重要 [ 3] 。对昆虫触角表皮孔的研究始
于 20世纪 30年代 , 当时的 Mou[ 4]报道了棒角甲科(Paussi-
dae)昆虫触角的表皮孔的形态特征。而后 ,学者们陆续对其
它昆虫触角表皮孔进行了研究报道 ,并根据这些昆虫的性别 、
生活习性推测了这些表皮孔可能具有的功能 [ 5-7] 。 1999年 ,
Weis[ 8]研究了歩甲(Platynusassimilis)触角表皮孔的微观结
构 , 结果表明 , 这些小孔与触角表皮下的腺体单元(glandu-
nits)相连 , 是 Ⅲ型葡萄状腺体(typeⅢ glandacini)的开口。
2002年 , Merivee等 [ 9]描述了步甲(Bembidionproperans)触角
表皮孔的形态和分布规律。至今尚未见对天牛科昆虫触角表
皮孔研究的报道。笔者则报道青杨脊虎天牛触角上的表皮孔
的类型 、分布规律 ,为该虫嗅觉感受机理的研究提供依据。
1　材料与方法
1.1　供试虫源
在哈尔滨市呼兰区采伐带有青杨脊虎天牛幼虫和蛹的杨
树 , 将其锯成 50cm长的木段 ,两端封以石蜡 , 外部罩以 60目
纱网 , 将纱网置于自然条件下 , 待成虫羽化后采集备用。
1)黑龙江省 “十一五 ”攻关项目(GB01B203-01);国家林业局
留学人员科技活动择优资助项目。
第一作者简介:徐波 ,男 , 1984年 10月生 ,东北林业大学林学院 ,
硕士研究生。
收稿日期:2007年 3月 12日。
责任编辑:张建华。
1.2　扫描电镜观察
青杨脊虎天牛触角角质化程度高 , 故采用简化的制样方
法。用镊子将青杨脊虎天牛触角从基部取下 , 浸入体积分数
为 75%的乙醇中 ,用超声波清洗仪清洗 5min。乙醇梯度脱水
后 ,将自然干燥的触角样品用导电胶带固定在样品台上 ,离子
溅射仪喷金 , 镀金后的样品在美国 FEI-QUANTA-200型扫
描电子显微镜(SEM)下观察并拍照。电镜工作电压 10 ～ 20
kV, 样品放大 40 ～ 40 000倍。每组 4根触角 , 2雌 、2雄各按
背 、腹面贴于样品台上 , 共观察 3组 12根触角。触角感觉器
的类型主要采用 Schneider[ 10] 、Zacharuk[ 11]对触角感觉器的命
名系统进行命名。
1.3　感受器的密度统计
由于青杨脊虎天牛触角长 , 表皮孔数量多 , 无法一一统
计 ,故本试验以单位面积内孔的数量的变化来反映总体的变
化 ,具体做法如下:在 1 ～ 8鞭亚节中部和端部的凹窝内各取
图 1张(图 1a)、第 9鞭亚节的凹窝在中下部 ,在该位置取图 1
张 ,而后在凹窝至本鞭亚节基部的中间部位再取图 1张(图
1b), 每张图放大 1 000倍 ,面积为 16 807.5 μm2 ,记录该面积
内表皮孔的总数 , 重复 3根触角 , 取其均值 ,然后将该面积内
的表皮孔数量换算成 1mm2的单位密度数 , 再将所得数据进
行数学分析。
2　表皮孔的分布和形态特征
青杨脊虎天牛触角上具多种孔 , 在雌雄成虫触角的柄节 、
梗节及各鞭节不着生感受器的空白区域内的孔小而稀疏 , 直
径小于 1μm, 与表皮刻纹相连 , 形似逗号 , 在电镜下 , 该处明
显发白(图 2a、b);梗节基部的孔深不规则 , 单生或并生于芽
形感受器或短刺形感受器的附近 , 直径 1 ～ 2μm(图 2c～ e);
3 ～ 9鞭亚节上的孔四周光滑 , 且多分布在毛形感受器附近
(图 2f),孔径为 0.7 ～ 2.7μm, 随鞭亚节节数的增加 , 孔径增
大 ,孔数量增多 ,表皮孔多单生 , 极少数为 2个或 3个靠近(图
2g～i)。
DOI :10.13759/j.cnki.dlxb.2007.11.017
a.雌虫第 5鞭亚节背面(200×);b.雌虫第 9鞭亚节背面(200×)。
图 1　表皮孔数量的统计部位
a.雌虫梗节背面(5000 ×);b.雌虫第 1鞭节背面(10000 ×);c.雄虫梗节腹面(10 000 ×);d～ e.雌虫梗节侧面(2 500 ×, 20 000 ×);f.雄虫
第 6鞭节腹面(圈示孔和刺形感受器的位置)(1 000 ×);g.雌虫第 5鞭节腹面(10000 ×);h.雌虫第 5鞭节背面(5 000 ×);i.雌虫第 7鞭节背
面(10 000 ×)。
图 2　表皮孔
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　　雌 、雄成虫触角鞭节中部的表皮孔数量多于凹窝内 , 方差
分析表明 , 雌虫触角鞭节腹面 、雄虫触角鞭节腹面中部分布的
表皮孔的数量较端部凹窝内多(P<0.05), 表皮孔在雄虫触
角鞭节背面中部和端部凹窝内的分布差异极显著(P<0.01),雄
虫触角鞭节腹面中部和凹窝内分布的数量差异不显著(P>
0.05)(表 1)。表皮孔在雌 、雄成虫触角各鞭节上的分布没有
明显规律(图 3)。
表 1　表皮孔的数量 个 /mm2　
表皮孔的位置 ♀触角背面 ♀触角腹面 ♂触角背面 ♂触角腹面
触角中部 3 800 3 100 4 400 5200
触角端部凹窝内 1 700 1 200 1 100 3000
　　注:横坐标代表触角鞭亚节位置 ,数字代表第几鞭亚节 , b代表鞭
亚节 ,汉字 “中 、凹 ”分别代表取样位置在鞭亚节的中部 、端部的凹窝。
如 “ 5b中 ”代表在触角第五鞭亚节的中部取样。
图 3　表皮孔的分布模式
3　讨论
青杨脊虎天牛触角 3 ～ 9鞭亚节上的表皮孔直接开于触
角表面 , 与步甲科(Bembidionproperans)触角上的中度尺寸的
表皮孔尤为相像 , 二者均分布在刺形感受器基部附近 [ 9] 。类
似的表皮孔也在鞘翅目蚁甲科(Pselaphidae)[ 12] 、隐翅虫科
(Staphylinid)[ 6] 、葬甲科 (Silphidae)[ 13] 以及叶甲科 (Chry-
somelidae)[ 14]和芫菁科(Meloidae)[ 15]中的某些种类中被描
述。已有的研究表明 , 这些表皮孔可能是安抚腺(appease-
mentgland)、信息素腺体 、利他信息素腺体 , 或者能够分泌触
角和感受器的滑润剂 [ 5-7] 。在另外的一些昆虫中 , 触角腺体
被认为可能具有酶活性 ,能够钝化性信息素分子 [ 12-14]或植物
挥发物 [ 15] ,以免这些物质在触角感受器上过载。而七星瓢虫
(Coccinelaseptempunctata)触角上的表皮孔被 Srivastava[ 16]描
述为瓶形感受器(SensilaAmpucelaceous), 并认为这种感受
器有可能是化学感受器和温度感受器 ,它们能够感知水蒸气 、
二氧化碳和热的变化。在青杨脊虎天牛触角上的表皮孔的具
体作用 , 还需进一步进行微观结构和电生理的研究。
参　考　文　献
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91第 11期　　　　　　　　　　　徐　波等:青杨脊虎天牛触角表皮孔的超微结构及其分布