柑橘木虱趋光行为及复眼结构分析

亚洲柑橘木虱Diaphorina citri Kuwayama(简称柑橘木虱，Asian citrus psyllid)属于半翅目Hemiptera木虱科Psyllidae，是柑橘产业重要病害柑橘黄龙病病菌CandidatusLiberibacter asiaticus的主要媒介昆虫[1]。目前，鉴于柑橘黄龙病的防治尚未发现有效化学药剂，因此防控柑橘木虱是控制柑橘黄龙病传播的重要措施[1-2]。21世纪以来利用昆虫行为对害虫进行防治越来越得到人们的关注[3]。视觉信息中颜色是植食性昆虫寄主选择行为的重要因素，由此发展起来的黄板、诱虫灯等方法干扰害虫的寄主选择行为在害虫综合防治中得到广泛应用[4]。昆虫趋光行为是复眼对特定光源产生的趋向行为[5]。昆虫因进化过程不同在趋光行为方面具有差异，棉铃虫Heliothis armigera在紫外340~360 nm处具有较强的趋光性，在蓝光483 nm处也有趋性峰值[6]；蓟马Caliothrips phaseoli趋性峰值在紫外315 nm处[7]；锈赤扁谷盗Cryptolestes ferrugineus的趋光敏感光波是351 nm[8]。利用害虫敏感光谱特异性选择特定波长光源减少对天敌昆虫的伤害，因此，利用趋光性对害虫行为进行干扰达到保护农作物的效果具有很好的发展空间。昆虫趋光性与其特殊的视觉系统有关，复眼是昆虫视觉系统中感受外界信号的重要器官[9]。昆虫的复眼是进化保守且结构复杂的器官，其结构影响着视觉方面的相关功能[10]。地球的自转产生白天和黑夜2种不同的光环境，昆虫复眼为适应此变化产生了相应的反应机制[11]。目前国内外对一些重要的农林业害虫以及天敌昆虫的复眼结构进行了大量的研究，包括棉铃虫 [12]、橘小实蝇Bactrocera dorsalis[13]、螺旋粉虱Aleurodicus dispersus[14]等。在趋光性和复眼结构方面研究较多的是鳞翅目[6, 15]。半翅目特别是柑橘木虱成虫趋光性[16]和复眼结构方面研究鲜见报道。本文以柑橘木虱成虫为研究对象测定了成虫对不同光源的趋光性，利用扫描电镜和组织切片对成虫复眼的形态和显微结构进行了观察，探索柑橘木虱的复眼结构及其在光适应和暗适应下的结构变化，为阐明其趋光机制和发展柑橘木虱非化学防控技术奠定基础。

柑橘木虱成虫采自广州市华南农业大学校园(23°15’N，113°38’E)九里香植株上。捕获的成虫释放至人工气候箱内，用健康九里香植株饲养。人工气候箱条件：光周期16 h光∶8 h暗，温度(26±1) ℃，相对湿度60 %~70 %。

光照度为1 000 lx的LED灯(深圳春达鑫光电有限公司)，包括紫外(365~370 nm)、蓝光(470~475 nm)、绿光(520~525 nm)、红光(620~630 nm)、黄光(590~592 nm)和白光。凤凰BMC500显微镜，场发射扫描电镜(JSM-7001F)，Motic®K-7001L体式解剖显微镜。

趋光行为反应装置使用自行设计的装置(图1)，该装置主要由昆虫行为选择管和光陷阱组成。

选取健康成虫30头进行试验，为使柑橘木虱复眼处于相同状态，趋光试验前将柑橘木虱进行暗处理2 h。暗处理后将柑橘木虱放入趋光装置的栖息室，5 min后打开对照光源(白光)和试验光源(不同光波)进行选择性试验，测定时间为15 min，反应结束后记录进入光陷阱的虫数，计算趋光率，每组重复3次。

复眼外部和内部形态观察参考Chen等[17]的方法，将雌雄成虫各40头用CO2麻醉后在生理盐水中用体式镜进行解剖，然后在φ为2%多聚甲醛−2.5%戊二醛固定过夜，0.1 mol/L磷酸缓冲液漂洗6次后，梯度乙醇溶液(φ分别为30%、50%、70%、90%、100%)脱水，然后依次在体积比为1∶3、1∶1、3∶1、1∶0的叔丁醇–乙醇梯度溶液中进行脱乙醇；将样品放至–50 ℃真空冷冻干燥机中冷冻干燥12 h。干燥后样品根据观察目的摆放至样本台，将摆放好的样品进行喷金，最后在扫描电镜(JSM-7001F)下观察。

成虫分成2组，将雌雄成虫各30头置于光照条件和黑暗条件下(即光适应和暗适应)4 h。将处理后的柑橘木虱用CO2麻醉后快速用手术刀切除头部放入波恩固定液(1 g苦味酸溶入75 mL的蒸馏水中后加入5 mL冰乙酸和25 mLφ为40%甲醛)，然后梯度乙醇溶液(φ分别为30%、50%、70%、90%、100%)脱水，脱水完成后用二甲苯透明，随后石蜡包埋，然后用莱卡石蜡切片机制成4 µm的石蜡切片并进行H-E染色中性树胶封片。在凤凰BMC500光学显微镜下观察和拍照。

应用SPSS23.0对试验数据进行统计，选用独立样本t检验分析不同光波与白光之间的显著性；小眼个数用软件Image J进行计数。

通过对柑橘木虱的趋光行为研究发现，成虫对不同波长的LED灯光源的趋光率具有差异(图2)：柑橘木虱对于紫外光(365~370 nm)的趋光率为66.62%~71.38%，蓝光(470~475 nm)的趋光率为47.17%~50.88%，绿光(520~525 nm)的趋光率为39.37%~44.26%，黄光(590~592 nm)的趋光率为28.18%~31.32%，红光(620~630 nm)的趋光率为14.68%~18.33%。t检验结果表明，柑橘木虱对紫外光、蓝光和绿光的趋光率均显著高于白光(P