蝗虫消化道的形态结构与进化的相关性研究

论文摘要

山西目前已知蝗总科（Acridoidea）的蝗虫为7科37属76种，其中优势种蝗虫15种。本文选择山西优势种蝗虫中的笨蝗（Haplotropis brunneriana Sauss）、短额负蝗（Atractomorpha sinensis I．Bol．）、中华稻蝗（Oxya chinensis（Thunb．））、东亚飞蝗（Locusta migratoria manilensis（Mey．））、红翅皱膝蝗（Angaracris rhodopa（F．-W））、大垫尖翅蝗（Epacromius coerulipes（Ivan．））、黄胫小车蝗（Epacromius infernalis Saussure）、蒙古束颈蝗（Sphingonotus mongolicus Saussure）、红腹牧草蝗（Omocestus haemorrhoidalis（Charp．））和中华蚱蜢（Acrida cinerea Thunb．）10种蝗虫作为研究对象，这10种蝗虫不仅是山西农业的最重害虫，同时也代表了山西蝗虫的不同分类阶元。 对蝗虫消化道的研究是昆虫学研究中最经典的工作之一，在上世纪60年代以前就已基本搞清蝗虫消化道的基本结构，以及它们的功能和起源，其主要研究仅限于组织学和细胞学水平，所使用的观察工具是光学显微镜。上世纪60年代以后许多新技术和新方法逐渐广泛应用于生命科学的研究领域，但对蝗虫消化道的研究报道较少。通过电子显微镜对蝗虫消化道的研究虽有一些报道，但这些研究都较零散，并不系统。本文首次将扫描仪（scanner）用于蝗虫消化道的研究，并将扫描仪扫描后的结果应用于扫描电子显微镜下蝗虫消化道内部超微结构的定位研究，不仅为蝗虫消化道的形态学研究提供了一个简便有效的方法，同时也为蝗虫消化道内部超微结构的定位研究提供了新的手段。 通过扫描仪对10种蝗虫消化道内壁进行观察，并在Muralirangan（1974）等的四区划分的基础上对蝗虫消化道的前肠进行了新的分区：Es代表食道（esophagus），仅指直管部分；Sb代表嗉囊（crop）前段的一个小的膨大部分（small bulge），由V形区（V-shape belt）和两侧的V形脊（V-shape ridges）组成；Bb代表嗉囊后段一个大的膨大部分（big bulge），由柳叶脊（lance ridges）、扇形脊（fan-shape ridges）和不规则脊（irregular ridges）组成：Pr代表前胃（proventriculus）指嗉囊后的杯形结构部分，由多列规则排列的纵行脊（longitudinal ridges）组成：Ca代表贲门（cardia）由多条纵行脊和6个凸出于肠壁的Y形

论文目录

• 前言
• 名词注释及缩略语
• 图版和正文中缩写字母中英文对照
• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1. 蝗虫的分类地位及基本特征
• 2. 本课题所选择的蝗虫种类
• 3. 本课题所选择的蝗虫的基本分类特征以及在山西的分布
• 3.1 本课题所选蝗虫的基本分类特征及分类地位
• 3.1.1 笨蝗
• 3.1.2 短额负蝗
• 3.1.3 中华稻蝗
• 3.1.4 东亚飞蝗
• 3.1.5 红翅皱膝蝗
• 3.1.6 大垫尖翅蝗
• 3.1.7 黄胫小车蝗
• 3.1.8 蒙古束颈蝗
• 3.1.9 红腹牧草蝗
• 3.1.10 中华蚱蜢
• 3.2 本课题所选蝗虫在山西的分布
• 3.2.1 笨蝗
• 3.2.2 短额负蝗
• 3.2.3 中华稻蝗
• 3.2.4 东亚飞蝗
• 3.2.5 红翅皱膝蝗
• 3.2.6 大垫尖翅蝗
• 3.2.7 黄胫小车蝗
• 3.2.8 蒙古束颈蝗
• 3.2.9 红腹牧草蝗
• 3.2.10 中华蚱蜢
• 4. 本课题所选蝗虫的习性和发生，以及与环境的关系
• 4.1 笨蝗
• 4.1.1 年生活史
• 4.1.2 生活习性
• 4.1.3 发生与环境的关系
• 4.2 短额负蝗
• 4.2.1 年生活史
• 4.2.2 生活习性
• 4.2.3 发生与环境的关系
• 4.3 中华稻蝗
• 4.3.1 年生活史
• 4.3.2 生活习性
• 4.3.3 发生与环境的关系
• 4.4 东亚飞蝗
• 4.4.1 年生活史
• 4.4.2 生活习性
• 4.4.3 发生与环境的关系
• 4.5 红翅皱膝蝗
• 4.5.1 年生活史
• 4.5.2 生活习性
• 4.5.3 发生与环境的关系
• 4.6 大垫尖翅蝗
• 4.6.1 年生活史
• 4.6.2 生活习性
• 4.6.3 发生与环境的关系
• 4.7 黄胫小车蝗
• 4.7.1 年生活史
• 4.7.2 生活习性
• 4.7.3 发生与环境的关系
• 4.8 蒙古束颈蝗
• 4.8.1 年生活史
• 4.8.2 生活习性
• 4.8.3 发生与环境的关系
• 4.9 红腹牧草蝗
• 4.9.1 年生活史
• 4.9.2 生活习性
• 4.9.3 发生与环境的关系
• 4.10 中华蚱蜢
• 4.10.1 年生活史
• 4.10.2 生活习性
• 5. 国内外对蝗虫消化道研究状况及分析
• 5.1 对蝗虫消化道的组织和细胞研究
• 5.2 对蝗虫消化道内部显微结构的研究
• 5.3 对蝗虫消化道结构的电子显微观察
• 6. 本文研究的目的、意义及主要内容
• 6.1 目的和意义
• 6.2 研究内容
• 6.2.1 所研究蝗虫的种类
• 6.2.2 用于扫描仪蝗虫消化道的样品制备
• 6.2.3 用于扫描电子显微镜蝗虫消化道的样品制备
• 6.2.4 蝗虫消化道的形态结构与进化的相关性
• 第二章 材料和方法
• 1. 实验材料
• 1.1 标本采集
• 1.2 实验仪器
• 1.3 实验试剂
• 2. 研究方法
• 2.1 扫描仪制样法
• 2.2 扫描电子显微镜制样法
• 第三章 实验结果
• 1. 扫描仪下蝗虫消化道的形态特征
• 1.1 笨蝗消化道的形态特征
• 1.1.1 前肠的形态特征
• 1.1.2 中肠的形态特征
• 1.1.3 后肠的形态特征
• 1.2 短额负蝗消化道的形态特征
• 1.2.1 前肠的形态特征
• 1.2.2 中肠的形态特征
• 1.2.3 后肠的形态特征
• 1.3 中华稻蝗消化道的形态特征
• 1.3.1 前肠的形态特征
• 1.3.1.1 食道
• 1.3.1.2 嗉囊
• 1.3.1.3 前胃
• 1.3.1.4 贲门瓣
• 1.3.2 中肠的形态特征
• 1.3.3 后肠的形态特征
• 1.3.3.1 幽门瓣
• 1.3.3.2 回肠
• 1.3.3.3 结肠
• 1.3.3.4 直肠
• 1.3.3.5 肛门区
• 1.4 东亚飞蝗消化道的形态特征
• 1.4.1 前肠的形态特征
• 1.4.1.1 食道
• 1.4.1.2 嗉囊
• 1.4.1.3 前胃
• 1.4.1.4 贲门瓣
• 1.4.2 中肠的形态特征
• 1.4.3 后肠的形态特征
• 1.4.3.1 幽门瓣
• 1.4.3.2 回肠
• 1.4.3.3 结肠
• 1.4.3.4 直肠
• 1.4.3.5 肛门区
• 1.5 红翅皱膝蝗消化道的形态特征
• 1.5.1 前肠的形态特征
• 1.5.1.1 食道
• 1.5.1.2 嗉囊
• 1.5.1.3 前胃
• 1.5.1.4 贲门瓣
• 1.5.2 中肠的形态特征
• 1.5.3 后肠的形态特征
• 1.5.3.1 幽门瓣
• 1.5.3.2 回肠
• 1.5.3.3 结肠
• 1.5.3.4 直肠
• 1.5.3.5 肛门区
• 1.6 大垫尖翅蝗消化道的形态特征
• 1.6.1 前肠的形态特征
• 1.6.1.1 食道
• 1.6.1.2 嗉囊
• 1.6.1.3 前胃
• 1.6.1.4 贲门瓣
• 1.6.2 中肠的形态特征
• 1.6.3 后肠的形态特征
• 1.6.3.1 幽门瓣
• 1.6.3.2 回肠
• 1.6.3.3 结肠
• 1.6.3.4 直肠
• 1.6.3.5 肛门区
• 1.7 黄胫小车蝗消化道的形态特征
• 1.7.1 前肠的形态特征
• 1.7.1.1 食道
• 1.7.1.2 嗉囊
• 1.7.1.3 前胃
• 1.1.1.4 贲门瓣
• 1.7.2 中肠的形态特征
• 1.7.3 后肠的形态特征
• 1.7.3.1 幽门瓣
• 1.7.3.2 回肠
• 1.7.3.3 结肠
• 1.7.3.4 直肠
• 1.7.3.5 肛门区
• 1.8 蒙古束颈蝗消化道的形态特征
• 1.8.1 前肠的形态特征
• 1.8.1.1 食道
• 1.8.1.2 嗉囊
• 1.8.1.3 前胃
• 1.8.1.4 贲门瓣
• 1.8.2 中肠的形态特征
• 1.8.3 后肠的形态特征
• 1.9 红腹牧草蝗消化道的形态特征
• 1.9.1 前肠的形态特征
• 1.9.1.1 食道
• 1.9.1.2 嗉囊
• 1.9.1.3 前胃
• 1.9.1.4 贲门瓣
• 1.9.2 中肠的形态特征
• 1.9.3 后肠的形态特征
• 1.9.3.1 幽门瓣
• 1.9.3.2 回肠
• 1.9.3.3 结肠
• 1.9.3.4 直肠
• 1.9.3.5 肛门区
• 1.10 中华蚱蜢消化道的形态特征
• 1.10.1 前肠的形态特征
• 1.10.1.1 食道
• 1.10.1.2 嗉囊
• 1.10.1.3 前胃
• 1.10.1.4 贲门瓣
• 1.10.2 中肠的形态特征
• 1.10.3 后肠的形态特征
• 1.10.3.1 幽门瓣
• 1.10.3.2 回肠
• 1.10.3.3 结肠
• 1.10.3.4 直肠
• 1.10.3.5 肛门区
• 2. 扫描电子显微镜下蝗虫消化道内部的显微结构特征
• 2.1 笨蝗消化道内部的显微结构特征
• 2.1.1 前肠内部的显微结构特征
• 2.1.1.1 食道
• 2.1.1.2 嗉囊
• 2.1.1.3 前胃
• 2.1.1.4 贲门瓣
• 2.1.2 后肠内部的显微结构特征
• 2.1.2.1 幽门瓣
• 2.1.2.2 回肠
• 2.1.2.3 结肠
• 2.1.2.4 直肠
• 2.1.2.5 肛门区
• 2.1.3 笨蝗消化道内壁齿的类型
• 2.1.3.1 前肠内壁齿的分布和大小
• 2.1.3.2 后肠内壁齿的分布和大小
• 2.2 短额负蝗消化道内部的显微结构特征
• 2.2.1 短额负蝗前肠内部显的微结构特征
• 2.2.1.1 食道
• 2.2.1.2 嗉囊
• 2.2.1.3 前胃
• 2.2.1.4 贲门瓣
• 2.2.2 短额负蝗后肠内部的显微结构特征
• 2.2.2.1 幽门瓣
• 2.2.2.2 回肠
• 2.2.2.3 结肠
• 2.2.2.4 直肠
• 2.2.2.5 肛门区
• 2.2.3 短额负蝗消化道内壁齿的类型
• 2.2.3.1 前肠内壁齿的分布和大小
• 2.2.3.2 后肠内壁齿的分布和大小
• 2.3 中华稻蝗消化道内部的显微结构特征
• 2.3.1 中华稻蝗前肠内部的显微结构特征
• 2.3.1.1 食道
• 2.3.1.2 嗉囊
• 2.3.1.3 前胃
• 2.3.1.4 贲门瓣
• 2.3.2 中华稻蝗中肠内部的显微结构特征
• 2.3.3 中华稻蝗后肠内部的显微结构特征
• 2.3.3.1 幽门瓣
• 2.3.3.2 回肠
• 2.3.3.3 结肠
• 2.3.3.4 直肠
• 2.3.3.5 肛门区
• 2.3.4 中华稻蝗消化道内壁齿的类型
• 2.3.4.1 前肠内壁齿的分布和大小
• 2.3.4.2 后肠内壁齿的分布和大小
• 2.4 东亚飞蝗消化道内部的显微结构特征
• 2.4.1 东亚飞蝗前肠内部显微结构特征
• 2.4.1.1 食道
• 2.4.1.2 嗉囊
• 2.4.1.3 前胃
• 2.4.1.4 贲门瓣
• 2.4.2 东亚飞蝗中肠内部显微结构特征
• 2.4.3 东亚飞蝗后肠内部显微结构特征
• 2.4.3.1 幽门瓣
• 2.4.3.2 回肠
• 2.4.3.3 结肠
• 2.4.3.4 直肠
• 2.4.3.5 肛门区
• 2.4.4 东亚飞蝗消化道内壁齿的类型
• 2.4.4.1 前肠内壁齿的分布和大小
• 2.4.4.2 后肠内壁齿的分布和大小
• 2.5 红翅皱膝蝗消化道内部的显微结构特征
• 2.5.1 红翅皱膝蝗前肠内部显微结构特征
• 2.5.1.1 食道
• 2.5.1.2 嗉囊
• 2.5.1.3 前胃
• 2.5.1.4 贲门瓣
• 2.5.2 红翅皱膝蝗后肠内部显微结构特征
• 2.5.2.1 幽门瓣
• 2.5.2.2 回肠
• 2.5.2.3 结肠
• 2.5.2.4 直肠
• 2.5.2.5 肛门区
• 2.5.3 红翅皱膝蝗消化道内壁齿的类型
• 2.5.3.1 前肠内壁齿的分布和大小
• 2.5.3.2 后肠内壁齿的分布和大小
• 2.6 大垫尖翅蝗消化道内部的显微结构特征
• 2.6.1 大垫尖翅蝗前肠内部显微结构特征
• 2.6.1.1 食道
• 2.6.1.2 嗉囊
• 2.6.1.3 前胃
• 2.6.1.4 贲门瓣
• 2.6.2 大垫尖翅蝗后肠内部显微结构特征
• 2.6.2.1 幽门瓣
• 2.6.2.2 回肠
• 2.6.2.3 结肠
• 2.6.2.4 直肠
• 2.6.2.5 肛门区
• 2.6.3 大垫尖翅蝗消化道内壁齿的类型
• 2.6.3.1 前肠内壁齿的分布和大小
• 2.6.3.2 后肠内壁齿的分布和大小
• 2.7 黄胫小车蝗消化道内部的显微结构特征
• 2.7.1 黄胫小车蝗前肠内部显微结构特征
• 2.7.1.1 食道
• 2.7.1.2 嗉囊
• 2.7.1.3 前胃
• 2.7.1.4 贲门瓣
• 2.7.2 黄胫小车蝗后肠内部显微结构特征
• 2.7.2.1 幽门瓣
• 2.7.2.2 回肠
• 2.7.2.3 结肠
• 2.7.2.4 直肠
• 2.7.2.5 肛门区
• 2.7.3 黄胫小车蝗消化道内壁齿的类型
• 2.7.3.1 前肠内壁齿的分布和大小
• 2.7.3.2 后肠内壁齿的分布和大小
• 2.8 蒙古束颈蝗消化道内部的显微结构特征
• 2.8.1 蒙古束颈蝗前肠内部显微结构特征
• 2.8.1.1 食道
• 2.8.1.2 嗉囊
• 2.8.1.3 前胃
• 2.8.1.4 贲门瓣
• 2.8.2 蒙古束颈蝗中肠内部显微结构特征
• 2.8.3 蒙古束颈蝗后肠内部显微结构特征
• 2.8.3.1 幽门瓣
• 2.8.3.2 回肠
• 2.8.3.3 结肠
• 2.8.3.4 直肠
• 2.8.3.5 肛门区
• 2.8.4 蒙古束颈蝗消化道内壁齿的类型
• 2.8.4.1 前肠内壁齿的分布和大小
• 2.8.4.2 后肠内壁齿的分布和大小
• 2.9 红腹牧草蝗消化道内部的显微结构特征
• 2.9.1 红腹牧草蝗前肠内部显微结构特征
• 2.9.1.1 食道
• 2.9.1.2 嗉囊
• 2.9.1.3 前胃
• 2.9.1.4 贲门瓣
• 2.9.2 红腹牧草蝗中肠内部显微结构特征
• 2.9.3 红腹牧草蝗后肠内部显微结构特征
• 2.9.3.1 幽门瓣
• 2.9.3.2 回肠
• 2.9.3.3 结肠
• 2.9.3.4 直肠
• 2.9.3.5 肛门区
• 2.9.4 红腹牧草蝗消化道内壁齿的类型
• 2.9.4.1 前肠内壁齿的分布和大小
• 2.9.4.2 后肠内壁齿的分布和大小
• 2.9.4.3 消化道内壁齿的类型
• 2.10 中华蚱蜢消化道内部显微结构特征
• 2.10.1 中华蚱蜢前肠内部显微结构特征
• 2.10.1.1 食道
• 2.10.1.2 嗉囊
• 2.10.1.3 前胃
• 2.10.1.4 贲门瓣
• 2.10.2 中华蚱蜢后肠内部显微结构特征
• 2.10.2.1 幽门瓣
• 2.10.2.2 回肠
• 2.10.2.3 结肠
• 2.10.2.4 直肠
• 2.10.2.5 肛门区
• 2.10.3 中华剑角蝗消化道内壁齿的类型
• 2.10.3.1 前肠内壁齿的分布和大小
• 2.10.3.2 后肠内壁齿的分布和大小
• 第四章 分析与讨论
• 1. 研究方法
• 2. 蝗虫消化道的形态特征和分区
• 3. 蝗虫消化道的内部结构与功能
• 3.1 前肠的内部结构与功能
• 3.1.1 食道
• 3.1.2 嗉囊
• 3.1.3 前胃
• 3.1.4 贲门瓣
• 3.2 后肠的内部结构与功能
• 3.2.1 幽门瓣
• 3.2.2 回肠
• 3.2.3 结肠
• 3.2.4 直肠
• 3.2.5 肛门区
• 3.3 蝗虫消化道内壁齿的结构特征与功能
• 3.3.1 蝗虫消化道前肠齿的分布与功能
• 3.3.2 蝗虫消化道后肠齿的分布与功能
• 4. 蝗虫消化道的形态结构与进化的相关性研究
• 4.1 蝗虫消化道各部位的长度变化与进化的相关性
• 4.1.1 中肠的变化
• 4.1.2 胃盲囊的变化
• 4.1.3 后肠的变化
• 5. 蝗虫消化道的内部显微结构与进化的相关性
• 5.1 蝗虫嗉囊内壁脊的形态特征与进化的相关性
• 5.2 贲门瓣的形态结构与进化的相关性
• 第五章 结论
• 1. 研究方法
• 1.1 扫描仪制样方法
• 1.2 扫描电子显微镜超微结构的定位研究方法
• 2. 蝗虫消化道前肠的分区
• 3. 蝗虫消化道内壁齿的分布、形态与功能
• 4. 蝗虫消化道内壁新结构的发现
• 5. 蝗虫消化道中肠的长度变化与进化的相关性
• 6. 蝗虫消化道胃盲囊的长度变化与进化的相关性
• 7. 蝗虫消化道后肠的长度变化与进化的相关性
• 参考文献
• 图版说明
• 图版1 蝗虫的形态
• 图版2 蝗虫的形态
• 图版3 笨蝗消化道内壁扫描仪图像
• 图版4 短额负蝗消化道内壁扫描仪图像
• 图版5 中华稻蝗消化道内壁扫描仪图像
• 图版6 东亚飞蝗消化道内壁扫描仪图像
• 图版7 红翅皱膝蝗消化道内壁扫描仪图像
• 图版8 大垫尖翅蝗消化道内壁扫描仪图像
• 图版9 黄胫小车蝗消化道内壁扫描仪图像
• 图版10 蒙古束颈蝗消化道内壁扫描仪图像
• 图版11 红腹牧草蝗消化道内壁扫描仪图像
• 图版12 中华蚱蜢消化道内壁扫描仪图像
• 图版13 笨蝗前肠内壁扫描电子显微镜图像
• 图版14 笨蝗后肠内壁扫描电子显微镜图像
• 图版15 短额负蝗消化道内壁扫描电子显微镜图像
• 图版16 中华稻蝗前肠内壁扫描电子显微镜图像
• 图版17 中华稻蝗后肠内壁扫描电子显微镜图像
• 图版18 东亚飞蝗前肠内壁扫描电子显微镜图像
• 图版19 东亚飞蝗中肠内壁扫描电子显微镜图像
• 图版20 东亚飞蝗后肠内壁扫描电子显微镜图像
• 图版21 红翅皱膝蝗前肠内壁扫描电子显微镜图像
• 图版22 红翅皱膝蝗后肠内壁扫描电子显微镜图像
• 图版23 大垫尖翅蝗前肠内壁扫描电子显微镜图像
• 图版24 大垫尖翅蝗后肠内壁扫描电子显微镜图像
• 图版25 黄胫小车蝗前肠内壁扫描电子显微镜图像
• 图版26 黄胫小车蝗后肠内壁扫描电子显微镜图像
• 图版27 蒙古束颈蝗消化道内壁扫描电子显微镜图像
• 图版28 红腹牧草蝗前肠内壁扫描电子显微镜图像
• 图版29 红腹牧草蝗后肠内壁扫描电子显微镜图像
• 图版30 中华蚱蜢前肠内壁扫描电子显微镜图像
• 图版31 中华蚱蜢后肠内壁扫描电子显微镜图像
• 博士期间发表的学术论文
• 致谢