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小蜂总科是寄生性膜翅目中一个很大的总科,种类繁多,分布广泛,寄生习性复杂多样。研究小蜂总科寄生蜂雌性生殖系统的基本构造和超微结构,一方面可以了解其各个器官的生理功能,进而更好地理解寄生蜂的生殖过程以及与寄主的适应关系;另一方面也可以明确小蜂总科雌性生殖系统中是否存在类病毒颗粒或其他寄生因子,对于开展寄生蜂对寄主分子调控机制的研究,深入了解寄生因子的作用机制有重要意义。 本文选取了隶属于小蜂总科8个科的13种寄生蜂,这13种寄生蜂有植食性的,也有营寄生生活的,它们的寄生习性包括卵寄生、幼虫寄生、蛹寄生,包括外寄生和内寄生,也包括单寄生和多寄生等。本文以这13种寄生蜂为研究对象,利用光学显微镜和透射电子显微镜对其雌性生殖系统的外部形态和内部超微结构进行了观察,取得以下结果: 1.雌性生殖系统的外部形态 在所研究的13种寄生蜂中,大部分种类的生殖系统都由一对卵巢、侧输卵管、中输卵管、一对或多对卵圆形或肾形的附腺、管状不分支的毒腺、椭圆形的毒囊及管状的杜氏腺组成,也有一些种类在上述器官的种类和数量上存在差异。各个器官的大小与寄生蜂的体型大小相一致。雌性生殖系统的多样性与其分类地位有关,在我们的观察中,姬小蜂科三种寄生蜂的雌性生殖系统形态非常相似,毒腺都呈麦穗状,这与其他9种寄生蜂的毒腺有较大差别,这和它们分类地位相近的情况相符合。同时,雌性生殖系统的形态特征与寄生蜂的寄生习性也有关系,例如植食性的刚竹泰广肩小蜂Tetramesa phyllostachitis中没有毒腺和毒囊,很可能是在进化过程中,其重新获得了植食性,由于食性的改变,其毒液器官随之退化消失。 2.卵巢的超徼结构 卵巢有原卵区和生长区,原卵区有许多未分化的卵原细胞,细胞核较大;生长区有一系列处于不同发育时期的卵粒和滤泡细胞。在选取的13种寄生蜂中,卵子的发育过程和细胞的超微形态基本相同,也和膜翅目其他类群相似。通过观察小蜂总科不同类群寄生蜂卵巢各个发育时期的滤泡细胞,我们并没有在卵巢中发现多分DNA病毒、类病毒颗粒或其他寄生因子。 成熟卵粒的卵壳分为内外两层,分别为内卵壳和外卵壳。卵粒裸露在外的种类,卵壳较厚,厚度在2.0-4.8μm之间;内寄生的种类卵壳较薄,厚度在1.2-1.6μm之间。 3.附腺的超徼结构 附腺是由肌肉层,分泌细胞层和中央腔体组成的,具有旺盛的分泌功能。分泌细胞通常有大量的线粒体和泡状内质网,分泌颗粒的多少与附腺分泌细胞所处的分泌阶段有关。当分泌细胞处于分泌旺盛期,分泌颗粒较多;而当分泌细胞处于分泌的前期或后期,分泌颗粒较少。这些分泌颗粒大多是蛋白质颗粒。 4.毒液器官的超微结构 除了刚竹泰广肩小蜂T.phyllostachitis没有毒液器官外,其余12种寄生蜂毒腺的超微结构十分相似。毒腺由外向内依次为分泌细胞层、导管细胞层和腔体。分泌细胞中有大量内质网、囊状细胞器、导管和线粒体等细胞器,可能由于选取的寄生蜂毒腺处于不同的分泌时期,分泌细胞中分泌颗粒的多少存在差异。 毒囊是由肌肉鞘层、上皮细胞层和内膜组成的,但是肌肉鞘的厚度在不同类群中差别较大。体型较大的寄生蜂毒囊的肌肉鞘较厚,在5.1-14μm之间,体型较小的寄生蜂的肌肉鞘较薄,在1.0-1.3μm之间。在毒囊的上皮细胞中,只有少量的细胞器,缺乏内质网和分泌颗粒,所以本研究中所涉及寄生蜂的毒囊都不具备分泌毒液的功能,只起到贮存毒液的作用。 本研究中13种寄生蜂杜氏腺的超微结构差别不大,都由一层分泌细胞围绕着较大的中央腔体。分泌细胞中含有大量的线粒体和内质网,围绕在腔体周围的微绒毛的长度以及分泌细胞中分泌颗粒的数量在不同类群中存在差异,可能是因为处于不同的分泌阶段。分泌细胞中的分泌颗粒大部分是脂滴,可能在寄生蜂产卵过程中起到润滑作用。 5.发现的寄生因子类似物 毒液是小蜂总科寄生蜂中普遍存在的一种寄生因子(刚竹泰广肩小蜂T.phyllostachitis例外)。除了毒液,我们还在一些小蜂总科的寄生蜂中发现了类病毒颗粒和卵壳表面的纤维层。 通过透射电镜观察,我们发现在负泥虫金小蜂Trichomalopsis shirakii和广大腿小蜂Brachymeria lasus的卵壳表面有一层纤维层,这层纤维包裹在蜂卵表面,可能起着使蜂卵逃避寄主免疫识别的作用。 在负泥虫金小蜂T.shirakii附腺的分泌细胞中发现了类病毒颗粒,这些颗粒呈卵圆形或长杆状,直径在50-80nm之间。此外,广大腿小蜂B.lasus的毒囊上皮细胞中也存在卵圆形、直径为50nm左右的类病毒颗粒。它们可能参与了寄主的免疫抑制作用,但其功能仍需要进一步验证。