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采用显微断层扫描技术透视无损检测寄生蜂生物学特性

文献类型： 中文期刊

作者： 宋子健;周淑香;张峰;史树森;张金平

作者机构：

关键词： 显微断层扫描技术;多维度内窥图像;卵寄生蜂;形态特征;生物学特性

期刊名称：昆虫学报

ISSN： 0454-6296

年卷期： 2025 年

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

摘要： 【目的】显微断层扫描技术（micro-computed tomography， Micro-CT）是一种针对小型样品的高分辨率3D成像技术，在生物学研究中展现出惊人的潜力，尤其是小型昆虫的细微结构和功能解析方面。然而，该技术在昆虫学研究中尚未被广泛应用。本研究从不同角度展现了显微断层扫描技术在寄生蜂生物学研究中的应用价值，填补该领域在国内的研究空白。【方法】采用显微断层扫描技术，针对6种不同情况下的寄生蜂样品进行扫描观察与分析。利用液氮瞬时冷冻正在寄生茶翅蝽Halyomorpha halys卵的茶翅蝽沟卵蜂Trissolcus japonicus，并对冷冻样品进行扫描，重点关注产卵器刺入卵壳的位置。将 3 日龄日本平腹小蜂Anastatus japonicus 雌成虫脱水、固定后进行扫描，解析其腹部生殖系统和消化系统的结构。将茶翅蝽卵内发育18， 37， 54， 80和168 h的黄足沟卵蜂Trissolcus cultratus置于 -80 ℃超低温冰箱中冷冻2 min 后进行扫描，监测其在寄主内的不同发育时间的形态。随机选取已被螟黄赤眼蜂Trichogramma chilonis寄生且在室温下发育 5 d的柞蚕Antherea pernyi卵，置于-20 ℃冰箱中 6 个月后进行扫描。扫描在茶翅蝽卵内发育7 d的黄足卵跳小蜂Ooencyrtus utetheisae，检测其中聚寄生蜂的数量及存活情况。随机选取8粒在茶翅蝽卵内发育至成虫的茶翅蝽沟卵蜂进行扫描鉴定性别。【结果】通过截面观察到茶翅蝽沟卵蜂穿刺茶翅蝽卵90 s时产卵器只穿过寄主卵壳最外层，尚未穿透卵壳内层。日本平腹小蜂的外生殖器位于腹部最下方，由产卵管、内瓣和外瓣构成，上瓣膜被几丁质隔膜分割。其消化系统主要包括嗉囊、前胃、中肠、马氏管、回肠、直肠、肛门，消化道呈现球状或袋状。黄足沟卵蜂在茶翅蝽卵内发育18 h后仍处于卵期，37 h后发育为幼虫持续到54 h仍为幼虫，此时寄生蜂体积占据寄主卵总体积的9.32%。在80 h时，黄足沟卵蜂发育至预蛹期，占据寄主卵总体积的73.76%。经过168 h的发育，进入蛹期，此时其总体积占寄主比例缩小至58.64%。黄足卵跳小蜂在茶翅蝽卵内发育7 d后处于预蛹阶段，单粒寄主卵含有5头蜂，处于存活状态。扫描被螟黄赤眼蜂寄生的柞蚕卵发现寄主卵中含有31 头已发育至蛹期的螟黄赤眼蜂，且均已死亡多日。通过显微断层扫描技术可清晰辨别茶翅蝽沟卵蜂触角为膝状，雌蜂触角鞭节末端五节均膨大，而雄蜂的触角鞭节无膨大特征。【结论】显微断层扫描技术具有极高的分辨率和成像对比度，本研究从多个角度证实了该技术在寄生蜂研究中的可行性和实用性，为研究昆虫形态学和生物学特性提供了新的技术支撑。

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