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。在棉鈴蟲對寄主植物選擇的過程中，尤其是當(dāng)其降落到植物表面時，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，會用前足、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，頂端記錄技術(shù)(tip-recording technique)和行為學(xué)生物測定方法，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植物初級和次級代謝物質(zhì)的電生理反應(yīng)特征以及這些物質(zhì)對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，它們對糖類等物質(zhì)的敏感性顯著強于其它部位上的感器。
　　通過記錄觸角上味覺感器對蔗糖、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，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)。通過測定觸角上刺形感器對混合物的電生理反應(yīng)和交叉適應(yīng)試驗(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，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)實驗結(jié)果表明，蔗糖和果糖刺激昆蟲觸角時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，與感器的電生理反應(yīng)呈正相關(guān)性;蔗糖對喙管伸長反應(yīng)的刺激作用最強。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，感器對蔗糖、果糖