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稻赤斑沫蝉Callitettix versicolor(Fabricius)(半翅目:沫蝉科)是我国南方地区水稻、玉米等作物的重要害虫,但是其消化排泄与雌性生殖系统的形态及超微结构还未有系统性研究。本论文以该物种的成虫为研究对象,运用光学、扫描、透射电子显微镜技术,对其消化排泄系统及雌性卵巢的外部形态和内部超微结构进行了研究,得到了以下研究结果: 1.消化系统:消化道由食管、滤室、具泡区和中肠组成,在雌雄成虫之间没有显著差异。食管位于消化道起始部位,上接咽喉,下连滤室,其两侧分布着一对唾液腺。每个唾液腺由腺泡状的主腺体和纤丝状的副腺体构成。腺泡的超微结构表明了其分泌、储存和运输物质的功能。透射电镜观察显示,在主腺体的腺泡内的不同区域,分泌颗粒的分布密度不同。在主腺体的物质运输通道内还发现了包含着细胞碎片(如内质网碎片)的囊泡。 滤室位于食管下方,呈圆柱形,其下部分布着中肠、后肠以及四条马氏管的开口。滤室的上皮细胞中包含初级溶酶体和次级溶酶体,细胞大分子物质在这里被降解为小分子物质或形成残体。 滤室向下连接具泡区,此区的腔壁薄而透明,呈口袋状,其名字来源于昆虫活体解剖过程中,此器官内存在的一个圆泡。具泡区的末端呈漏斗形并与中肠前端相接,而中肠末端则伸入滤室,从而构成一个封闭环路结构。 中肠分为三部分:前中肠、中中肠和后中肠。前、中、后三段长度比例为1∶2∶4。中肠前段与后段粗细相当,颜色均为半透明白色。前中肠的组织可分为两个区域,面向血腔侧的结构疏松区和肠壁侧的结构致密区。肠腔一侧包含致密排列的微绒毛,以及数量众多、形状各异的线粒体。后中肠仅有一到两层细胞,在血腔侧着生的丰富的横纹肌与基膜紧贴,透射电镜下可见横纹肌的肌核与富含细小膜泡的肌浆。同时可见基膜侧的细胞质膜发生程度不同的内折,与形成间壁连接的细胞质膜相接。内腔侧形成整齐排列的的微绒毛结构,有效地扩展了肠道面积。 中中肠较前、后两段粗,日龄较长的成虫此段的颜色会由乳白色变为黄色或黄褐色,日龄越长颜色相对越深。在中中肠的上皮细胞内分布着直径为0.5-1μm的圆泡结构,众多的电子致密颗粒对圆泡内的其他物质形成包围局面,不同圆泡包含的内容物量不同,表明圆泡内发生着逐级降解作用,但该种电子致密颗粒的成分不明。肠腔一侧的上皮组织还分布着直径0.5-2μm的圆形结构,内部包含几层环结构,呈同心圆排列,每一层富含细小颗粒,其颜色依层加深。 2.排泄系统:排泄系统由后肠和马氏管组成。后肠是纤长的管状结构,端部与滤室相接,但没有明显膨大区。后肠组织内的细胞间界限不明显,在血腔一侧的组织致密区和内膜系统构成的网状区分布着大量的线粒体、内质网、高尔基体以及大小不一的膜泡,而网状区内的线粒体形态多变且体积大。血腔侧的细胞质膜较少形成内褶,而肠腔一侧的内膜十分明显。 马氏管与后肠一道起着渗透调节和排泄的功能。四根马氏管的形态完全一致,每根马氏管分为光滑段和串珠段。马氏管的管腔侧细胞质膜形成极深的内褶,向组织内部延伸,与内膜系统联结。在质膜与管腔之间存在类似围食膜的结构。 3.雌性卵巢:雌虫的腹部两侧有一对卵巢,新羽化的雌性成虫的卵巢管的外周具有两种类型的细胞:滤泡细胞和壁细胞,这两类细胞核都较大,滤泡细胞的核更大且不规则,壁细胞的细胞核更近似于标准圆形,且易被深染,核内的异染色质和核膜很明显。雌性成虫会在羽化后5-6天性成熟,卵巢内有发育程度不同的卵,壁细胞与滤泡细胞的核变小,质膜以出芽的形式形成膜泡,向中央区的卵细胞运输营养物质以促进卵黄积累。非细胞结构的围巢膜与外周其他结缔组织一道对卵巢起固定和保护的作用。