黄粉虫Tenebrio molitor Linnaeus俗称面包虫,是鞘翅目中一种重要的模式生物,富含蛋白质等多种营养物质,可作为畜禽动物的养殖饲料,具有较高的经济价值。在变态发育的过程中,其幼虫与成虫的食性存在差异,而食性与消化道结构密切相关。因此,研究黄粉虫不同发育历期的消化道,以期为鞘翅目昆虫有关消化道的形态发育研究提供借鉴,并为鞘翅目昆虫不同虫态期消化道发育提供新的理论基础和参考依据。本研究结合扫描电子显微镜(SEM)技术与透射电子显微镜(TEM)等技术,对黄粉虫的老熟幼虫、蛹、成虫这3个虫态期的消化系统进行了形态结构与超微结构两方面的显微观察,研究了三者消化道各组分的特征以及各组分之间的关系,总结了黄粉虫从幼虫期至蛹期最后到成虫期这3个阶段消化道的显著变化,并探讨了黄粉虫消化道结构与功能的相适应性。主要研究结论归纳如下:1.利用SEM技术对黄粉虫不同发育历期消化道的形态变化进行了比较与观察。黄粉虫的消化道是一根自口到肛门贯穿于昆虫体腔的管道,主要由前肠、中肠、后肠三部分构成。2.黄粉虫前肠主要分为咽喉、食管、嗉囊以及前胃。其中前胃处于前肠的最后端,是昆虫消化道最特化的部位。(1)老熟幼虫前胃肌肉层发达,外侧分布有大量的气管,内壁具有8个突向中轴的瓣片。(2)发育至蛹期,前胃8个瓣片显著加厚并凸起,瓣片相接环绕形成近球状的前胃瓣结构,前胃瓣具稀疏排列的黄色胃刺,前胃近口端具有紧密排列的毛状结构。(3)发育至成虫期,前胃瓣内壁更增厚,胃刺与毛形结构更多更密集,结构更清晰。前胃结构的显著变化使得黄粉虫在搅拌和分解食物时更有效,也便于控制食物进入中肠。3.黄粉虫中肠比前肠与后肠更粗长且膨大化,中肠肌肉层由内层的环肌和外层的纵肌组成,肌肉层不发达,厚度薄于前肠和后肠。(1)老熟幼虫中肠肠壁肌肉层上附着有少量气管,无隐窝。(2)蛹期中肠肠壁上着生有少量较小的隐窝。(3)成虫期中肠肠壁上布满了大量的手指状隐窝,隐窝之间的排列更密集有序,隐窝的主要作用是增加中肠的分泌和吸收面积。黄粉虫中肠与后肠的交界处,着生有6条细长的棕黄色马氏管。4.黄粉虫后肠肠壁肌肉层发达,肌肉层分布与前肠相同,环肌在外,纵肌在内。后肠又分为回肠、结肠、直肠。后肠肠壁由上皮层与肌肉层组成,其中,黄粉虫回肠与结肠内壁均简单,而直肠内壁上皮层特化为内凸起结构。(1)老熟幼虫直肠内壁具有形状规则、排列整齐的囊状内凸起结构。直肠末端为收缩的直肠管,直肠管内壁向肠腔内形成三角锥状突起的收缩结构,突起之间存在细而深的内陷。(2)蛹期,直肠内壁的内凸起比幼虫期更致密。(3)成虫期,直肠上皮层内壁比前两个阶段更特化,囊状内凸起发育为凸凹有致的鱼鳞状内凸起,各鳞片之间紧密排列,共同镶嵌为成虫的直肠内壁,黄粉虫直肠管末端终止于肛门。5.借助TEM技术对黄粉虫不同发育历期消化道的超微结构进行了观察与比较。(1)黄粉虫前肠肌肉层发达,肠壁上皮细胞扁平,多数相间排列的细胞核呈规则的卵形,核中央具1个核仁。细胞游离面向肠腔突起形成微绒毛,成虫期前肠微绒毛多于幼虫期和蛹期。(2)黄粉虫中肠肠壁结构单一,肌肉层不发达,缺乏角质层。中肠上皮细胞基部质膜内折,上皮细胞端部具有丰富的微绒毛,这可能说明此处细胞比消化道其它部位吸收能力更强。中肠可分为中肠前段与中肠后段,中肠前段上皮细胞具有大量的线粒体、粗面内质网与核糖体;中肠后段微绒毛密度大于前段。中肠上皮细胞中还分布有少量溶酶体以及大小不同的空泡或低电子云密度囊泡颗粒。(3)黄粉虫后肠肌肉层发达,具有明显的角质层,缺乏微绒毛。后肠上皮细胞膜内褶,内褶处附近分布有粗面内质网,这可能与脂质、蛋白质、多糖等的合成有关。后肠上皮细胞存在大量的低电子云密度囊泡或空泡以及少量的细胞器。结合黄粉虫后肠的上述特征,进一步说明后肠是水和无机盐等物质重吸收的主要场所。