雌性棉鈴蟲觸角刺形感器和喙管栓錐感器的味覺感受特性.pdf

1、鱗翅目夜蛾科昆蟲棉鈴蟲Helicoverpa armigera(Hübner)是一種廣食性昆蟲，其寄主植物多達(dá)兩百多種。在自然界中，棉鈴蟲處在充斥著植物化學(xué)信息的復(fù)雜環(huán)境中。在棉鈴蟲對(duì)寄主植物選擇的過程中，尤其是當(dāng)其降落到植物表面時(shí)，其味覺感受系統(tǒng)起十分重要的作用。早期的研究已經(jīng)證實(shí)昆蟲的味覺感器主要存在于其足部、觸角、口器以及產(chǎn)卵器等部位。棉鈴蟲在取食時(shí)，會(huì)用前足、觸角和喙上的感器接觸待取食物質(zhì)，進(jìn)行辨別、判斷，最終決定是否取食。這些

2、器官上味覺感器特性，只有前足的已有詳細(xì)報(bào)道，觸角和喙管上的尚缺乏系統(tǒng)的研究。我們采用了形態(tài)學(xué)觀測(cè)，頂端記錄技術(shù)(tip-recording technique)和行為學(xué)生物測(cè)定方法，在電生理和行為學(xué)水平上研究了棉鈴蟲觸角和喙上味覺感器對(duì)植物初級(jí)和次級(jí)代謝物質(zhì)的電生理反應(yīng)特征以及這些物質(zhì)對(duì)棉鈴蟲取食等行為的影響。
　　1、雌性棉鈴蟲觸角刺形感器味覺感受特性
　　研究結(jié)果表明，雌性棉鈴蟲成蟲觸角司味覺感受的刺形感器(sensil

3、la chaetica)在每一觸角節(jié)上均有分布，在每一觸角節(jié)的側(cè)邊緣(lateral edge)、背面(dorsalsurface)和腹面(ventral surface)分別有2、1～2、2個(gè)刺形感器。端部(distal part)的感器比基部(proximal part)的感器長。最尖端觸角節(jié)上刺形感器的數(shù)量多于其它觸角節(jié)，約7～8根，它們對(duì)糖類等物質(zhì)的敏感性顯著強(qiáng)于其它部位上的感器。
　　通過記錄觸角上味覺感器對(duì)蔗糖、果糖、

4、葡萄糖、麥芽糖、海藻糖、肌醇和9種常見氨基酸以及4種植物次生代謝物質(zhì)——水楊苷、煙堿、黑芥子苷、番木鱉堿(除煙堿和番木鱉堿為10 mmol/L，其余化合物均為100 mmol/L)的電生理反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)蔗糖、果糖和煙堿引起顯著的電生理反應(yīng)，且隨劑量的增大反應(yīng)加強(qiáng)，引起反應(yīng)的最低濃度均為1 mmol/L。其余物質(zhì)只引起微弱反應(yīng)或無反應(yīng)。通過測(cè)定觸角上刺形感器對(duì)混合物的電生理反應(yīng)和交叉適應(yīng)試驗(yàn)(cross adaptationtest)，我們發(fā)

5、現(xiàn)在觸角頂端刺形感器內(nèi)，蔗糖和果糖刺激同一味覺神經(jīng)元引起電生理反應(yīng);蔗糖和煙堿分別刺激不同的味覺神經(jīng)元引起電生理反應(yīng);同時(shí)，煙堿的存在可顯著抑制感受糖類物質(zhì)的神經(jīng)元的活性，并且隨著煙堿濃度的增加，抑制效果越明顯。
　　行為學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蔗糖和果糖刺激昆蟲觸角時(shí)均引起喙管伸長反應(yīng)(proboscis extension reflex)和吸食行為;劑量越大反應(yīng)越強(qiáng)，與感器的電生理反應(yīng)呈正相關(guān)性;蔗糖對(duì)喙管伸長反應(yīng)的刺激作用最強(qiáng)。煙堿

6、是一種重要的取食抑制素，顯著抑制棉鈴蟲的喙管伸長反應(yīng)。觸角味覺感器在感受煙堿的過程發(fā)揮了重要作用。
　　2、雌性棉鈴蟲觸喙管栓錐形感器味覺感受特性
　　棉鈴蟲的喙上大約有90個(gè)栓錐形感器(sensilla styloconica)發(fā)揮味覺感受功能。它們分布在喙管前部約1/3處;從感器分布部位的基部到端部，感器逐漸變短，不同部位的感器對(duì)糖類物質(zhì)感受的敏感性無顯著差異。
　　喙上栓錐感器的頂端記錄結(jié)果顯示，感器對(duì)蔗糖、果糖