昆虫身体不同部位的表皮或不同发育阶段的表皮具有不同特性,这是表皮化学成分和分子相互作用形成的差异,以及表皮内不同结构层的厚度和排列造成的。白蚁不同品级外表皮色素沉积和硬化程度不同使其具有不同的外形特征,不同的形态与明确的分工两者之间存在必然的联系。与坚硬的外表皮相比,内表皮柔软且位于外表皮之下,目前白蚁内表皮与品级分化的关系以及分化发育过程中表皮结构的变化仍然不清楚。为了探究白蚁内表皮与品级分化的关系,本研究以尖唇散白蚁Reticulitermes aculabialis为研究对象,首先通过石蜡切片（Paraffin section）和苏木精伊红染色（Hematoxylin-eosin staining,HE染色）研究在品级分化过程中的幼蚁、工蚁、若蚁、兵蚁、有翅成虫和补充生殖蚁的头、胸和腹部外表皮层和内表皮层厚度变化;利用透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy,TEM）观察工蚁头、胸和腹部内表皮超微结构;阐明品级分化过程两个发育途径中不同发育阶段个体的5个内表皮蛋白基因表达水平的动态变化;利用RNA原位杂交（RNA in situ-hybridization,RNA scope）技术研究内表皮蛋白基因SgAbd-2和SgAbd-9在工蚁头部的表达定位。这些研究揭示了内表皮在白蚁品级分化发育中的特征,为深入阐明内表皮与白蚁品级分化以及品级功能的关系提供了依据。本研究的主要结果及结论如下:1.尖唇散白蚁幼蚁、工蚁、若蚁、兵蚁、有翅成虫和补充生殖蚁头、胸和腹部的外表皮和内表皮层厚度研究。通过对HE染色的组织切片数据分析,结果显示最厚的外表皮为成虫的头部外表皮（厚度5.68±1.30μm）和胸部外表皮（厚度6.31±1.56μm）,且两者无显著性差异（P＞0.05）;成虫腹部外表皮厚度为3.01±0.89μm,头部和胸部外表皮厚度均约为腹部的2倍。工蚁头部外表皮厚度为1.96±0.34μm,兵蚁头部外表皮厚度为2.68±0.21μm,并且两者外表皮厚度有显著性差异（P＜0.05）。工蚁头部外表皮厚度大约是胸部（0.56±0.07μm）、腹部厚度（0.48±0.11μm）的4倍,兵蚁头部外表皮厚度大约为胸部（1.18±0.33μm）、腹部厚度（0.91±0.16μm）的3倍。幼蚁、若蚁、补充生殖蚁的头、胸、腹部以及工蚁胸、腹部外表皮层最薄,且它们之间无显著性差异。成虫外表皮厚度占表皮层的比例约为80%,在所有品级中为最大。最厚的内表皮为工蚁头部的内表皮,厚度为16.07±5.68μm,为胸部厚度（2.26±0.52μm）和腹部厚度（1.82±0.42μm）的约7倍。幼蚁分化为工蚁和若蚁后,工蚁头部内表皮厚度为若蚁头部内表皮（3.65±0.98μm）的约4倍,但若蚁的胸部和腹部内表皮厚度显著比工蚁胸、腹部厚。工蚁头部内表皮厚度分别为兵蚁和补充生殖蚁的约6倍和4倍,但它们的胸部和腹部内表皮厚度并没有显著差异。成虫头、胸和腹部内表皮厚度分别为0.96±0.18μm,0.62±0.22μm,0.48±0.188μm,在品级发育的个体中是最薄的,若蚁头、胸和腹部的内表皮厚度分别为成虫的约4倍、6倍和5倍。除此之外,幼蚁头、胸、腹部之间内表皮厚度无显著差异,若蚁的头部与胸部内表皮厚度无显著差异。工蚁头部内表皮厚度占表皮层的比例约为84%,在所有品级中占比最大。这些数据表明,若蚁蜕皮发育为成虫之后,内表皮变薄,而外表皮极度增厚。成虫具有最厚的外表皮与最薄的内表皮,增加了体壁的坚硬程度,保护身体不受外界侵害;有利于支持肌肉运动增强分飞能力,内表皮变薄也可以减轻体重利于长距离分飞。工蚁分化成兵蚁或者补充生殖蚁后,内表皮显著变薄,这可能是工蚁在用头部工作时（寻觅食物、建立并修复蚁巢、照顾巢群内其它个体）较厚的内表皮可以缓冲外界压力,内表皮富有的物质可能具有特殊的生理功能。因此,本研究结果表明白蚁表皮层结构与白蚁品级分化的生殖途径与非生殖途径有相关性,白蚁品级分化过程中内表皮结构发生改变体现了各品级内表皮与功能的适应。2.利用透射电子显微镜观察工蚁内表皮层的超微结构。对工蚁头、胸和腹部表皮层的超微结构观察发现,工蚁头部表面有圆锥形尖刺结构,且头部内表皮由5个水平片层结构组成,每层都表现出相似程度的电子密度。而在工蚁胸部和腹部表皮表面并没有发现圆锥形尖刺结构,胸腹部内表皮也不存在多片层结构,仅为一层结构。本研究表明工蚁的头部具有与胸腹部不同的特殊表皮结构,头部圆锥形尖刺的表皮突可以使工蚁更快速有效地挖掘蚁道,有5层厚砖状水平层的内表皮可以承受外界压力并保护其头部免受伤害。这是首次发现工蚁头部内表皮的超微结构特征,对于揭示工蚁独特的行为功能具有重要意义。3.利用qRT-PCR分析比较了5个内表皮蛋白基因（3个SgAbd-2,1个SgAbd-9,1个ABD-5）在工蚁、兵蚁、若蚁、成虫和补充生殖蚁中的表达水平。结果表明5个基因在工蚁的表达水平均高于兵蚁和成虫,3个SgAbd-2基因,1个SgAbd-9基因,1个ABD-5基因在工蚁的表达量分别是兵蚁的71倍、8倍、23倍、9倍、7倍,是成虫的55倍、66倍、11倍、16倍和2倍。除了SgAbd-2（unigene0034952）工蚁表达量与补充生殖蚁无显著差异外,其余4个基因在工蚁的表达水平均显著高于补充生殖蚁,除了ABD-5（unigene0003968）补充生殖蚁与成虫表达量无显著差异外,其余4个基因在补充生殖蚁中的表达量分别约为成虫表达量的7倍、33倍、11倍和22倍。5个内表皮蛋白基因若蚁的表达量均明显高于成虫,在若蚁中的表达量分别约为成虫表达量的31倍、181倍、10倍、9倍和4倍。因此,工蚁分化为兵蚁或补充生殖蚁以后,内表皮蛋白基因表达水平显著降低;若蚁通过蜕皮发育为成虫之后,内表皮蛋白基因表达水平降低。不同品级内表皮蛋白基因表达水平差异与它们的内表皮厚度差异是一致的,内表皮蛋白基因表达差异对白蚁不同品级特异性表型的形成发挥了非常重要的作用,表明内表皮蛋白参与了白蚁品级分化与社会分工。4.利用RNA原位杂交技术研究内表皮蛋白基因SgAbd-2和SgAbd-9在工蚁头部的表达定位。在qRT-PCR研究的基础上选择了工蚁头部内表皮基因表达相对较高的两个基因SgAbd-2（unigene0001350）和SgAbd-9（unigene0016014）,通过RNA原位杂交技术首次对工蚁头部内表皮蛋白基因表达进行定位分析。结果显示SgAbd-2和SgAbd-9两个内表皮蛋白基因在工蚁头部内表皮层相邻的上皮细胞层表达,上皮细胞经RNA原位杂交后呈蓝紫色。内表皮蛋白是由上皮细胞合成分泌的,上皮细胞合成和分泌的内表皮蛋白决定了内表皮的结构。本研究明确了内表皮基因SgAbd-2（unigene0001350）和SgAbd-9（unigene0016014）在上皮细胞层的表达定位,揭示了尖唇散白蚁内表皮的形成与上皮细胞内表皮蛋白合成相关。综上所述,尖唇散白蚁品级分化的两个途径中的个体内表皮和外表皮厚度均会发生改变,内表皮在白蚁品级分化中呈现动态变化。内表皮厚度的变化是受内表皮蛋白基因调控的,依据白蚁的分工形成品级特异性的表皮。内表皮是由表皮内上皮细胞层分泌形成的,RNA原位杂交技术结果显示内表皮基因在上皮细胞层表达。本研究首次对白蚁发育的若蚁途径（生殖途径）和工蚁途径中不同发育阶段的个体的内表皮和外表皮厚度进行比较研究,展现了工蚁头部内表皮超微结构;分析比较了5个内表皮基因在工蚁、兵蚁、若蚁、成虫和补充生殖蚁中的表达水平;并且首次利用RNA原位杂交技术揭示了内表皮蛋白基因在工蚁内的表达定位。这些研究阐明了白蚁品级发育过程中的内表皮结构特征,首次揭示了内表皮与白蚁品级分化及分工有关,即工蚁分化为兵蚁和补充生殖蚁之后,内表皮变薄,这与工蚁作为巢群中的主要劳动力,并且其主要用头部工作有关;若蚁分化为成虫后,内表皮变薄,外表皮变厚,与成虫的分飞有关。本研究为更进一步研究白蚁与内表皮的关系提供了新依据。