玉米螟幼虫感染玉米螟微孢子虫（Nosema furnacalis）后的组织病理变化

玉米螟幼虫感染玉米螟微孢子虫（Nosema furnacalis）后的组织病理变化 玉米螟幼虫感染玉米螟微孢子虫(Nosema furnacalis)后的组织病理变化 新疆农业大学学报2006,29(4):45,48 JournaloyXinjiangAgriculturalUniversity 文章编号:1007—8614(2006)04—0045—04 玉米螟幼虫感染玉米螟微孢子虫 (Nosemafurnacalis)后的组织病理变化 时启宏,吴斌,李健男 (1.黑龙江八一农垦大学,大庆163319I2.沈阳农业大学,沈阳110161) 摘要:利用玉米螟微孢子虫侵染亚洲玉米螟4龄幼虫,对患病幼虫的各组织器官进行解剖和显微镜观察,并对 病变组织进行石蜡切片,复染后光镜观察并拍照.结果明玉米螟幼虫的马氏管,丝腺,涎腺,神经,消化管为易感 组织,感染后期可在玉米螟气管管壁细胞,中肠外纵肌等组织中也能发现微孢子虫,同时在实验过程中发现不能被 感染的组织(细胞)有体壁的真皮细胞,体壁肌肉组织和脂肪组织,并查明了上述各组织中微孢子虫的侵染顺序和 细胞的病理学变化. 关键词:亚洲玉米螟;玉米螟微孢子虫;病理l感染 中田分类号:$435.132文献标识码:A PathologicalChangesafterInfecting (1.HeilongjiangAugust AgriculturalUniversity, triniafurnacalis(Guen6e) withNosemafurnacalis SHIQi—hong,WUBin,LIJian—nan FirstAgricuhuralReclamationUniversity,Daqing,163319;2.Shenyang Shenyang,110161) Abstract:TheexperimentwascarriedouttouSeNosemafurnacalisinfecting4thinstarofOstriniafur— nacalis(Guen6e).AlltheorgarsofdiseasedIarvaeweredistectedandobservedundermicroscope.There = suitsshowedthattheMalpighiantubes,silkglands,salivaryglands,nervetissueanddigestivetractoflar vaewereeasytObeinfected.Atlaterinfectingstage,sporeswerealsofoundmtrachealcell,testisandits ancillarytissue,ovaryanditsancillarytissue,longitudinMmuscleofthemidgutetc.However,epidermis andmuscletissueofbodywallandfatbodycouldn’tbeinfected.Theinfectionprocessandthehistopa— thologywereclear. Keywords:Ostriniafurnacalis(Guen6e);Nosemafurnacalis;pathology;infection 玉米螟微孢子虫(Nosemafurnacalis)是一种 在细胞内专性寄生的原生动物,能在玉米螟体内增 殖并垂直传染,是制约玉米螟种群密度的重要因子 之一.它具有防治农业害虫对人畜无害,不污染环 境,不杀伤天敌等优点.为明确玉米螟微孢子虫对 玉米螟的致病致死机理,干2002~2005年在沈阳农 业大学蚕学系病理教研室对被微孢子虫感染后的玉 米螟进行了组织病理观察研究. 收稿日期:2006--05—23 1材料和方法 1.1材料 1.1.1玉米螟微孢子虫繁毒 玉米螟微孢子虫系2001年冬于沈阳农业大学 玉米试验田内收集患病野生玉米螟经解剖,镜检,分 离提纯后添食人工培养的健康玉米螟繁毒. 46新疆农业大学学报2006年 1.1.2玉米螟微孢子虫液制备 将患病玉米螟研磨纱布过滤,2000r/min离心 20min粗提后,以蔗糖密度梯度溶液4000r/min 离心30rain纯化后,调制为每毫升1O个孢子的微 孢子虫液. 1.1.3供试玉米螟 沈阳农业大学蚕学系病理教研室人工饲养多代 无病玉米螟,采用周大荣新7号配方(28?1)?,每 天光照16h,一定湿度下饲养. 1.2方法’ 参照郭蓓琳等方法进行,用打孔器将叶子打成 小圆片,用注射器(4号针头)抽取浓度为每毫升1O 个孢子的孢子液滴在其上,待干时移人指形管中,接 已预先饥饿1d的4龄幼虫,管口用湿棉球塞紧. 饲养2d后开始剖查,每天1次_4]. 1.3石蜡切片制作 每天定时取接种后的幼虫在冰块上解剖,观察 马氏管,丝腺,涎腺,神经,消化管,肌肉,气管等组织 的病变情况,对感染微孢子虫的组织采用FAA液 图1马氏管出现典型症状 Fig.1Typicalsymptomsmalpighiantube 2.2丝腺 玉米螟4龄幼虫在接种微孢子虫4d后,感染 的丝腺靠近马氏管的中后部位,并在细胞内形成成 熟的微孢子虫孢子,数目一般为8或16个,此时丝 腺细胞的形态并无明显改变;玉米螟接种微孢子虫 6d后,前部丝腺细胞(近口部位)亦被感染,大量孢 子占据细胞的大部分位置,使细胞肿胀,前部丝腺呈 现出典型症状鞭节状;接种10d后,在640倍显微 镜下,可观察到整条丝腺完全不透明,在其上有乳白 色脓泡状的斑块,从丝腺的破裂处可见大量的微孢 子虫孢子流出.石蜡切片可见丝腺细胞内充满微孢 子虫,细胞核消失(图3). 2.3涎腺 玉米螟接种微孢子虫4d后,发现在被感染的 和lO9/6福尔马林溶液固定,常规石蜡切片操作后, 用OLYMPUS光学显微镜640倍下观察并拍照. 2幼虫各组织观察与结果 通过()LYMPUS实体解剖镜和光学显微镜观 察病虫各组织的病理变化,发现只有在染病严重时 染病组织才有可见症状表现出来,各染病组织均比 正常组织易破碎,组织的机械性差. 2.1马氏管 玉米螟4龄幼虫在接种微孢子虫2d后,微孢 子顺马氏管的走向排列,且孢子较大;3d后马氏管 管壁细胞内有成熟孢子出现;接种4d后,在马氏管 管壁细胞内可见较大量孢子,6条马氏管并不同时 感染微孢子,被寄生的马氏管壁细胞呈乳白色或淡 黄色,形成许多点状的小突起;接种10d后玉米螟 幼虫老熟时,解剖镜下可见马氏管呈现出典型症状, 160倍光学显微镜下可见马氏管弯曲,突起严重,呈 现葡萄串状,不透明,内部充满微孢子虫(图1,2). 图2马氏管内的微孢子虫涂片 Fig.2ThesmearofNosemafurnacalisinmalpighiantube 涎腺细胞内有微孢子虫孢子形成.通过实验发现在 靠近马氏管的后部涎腺细胞首先感染微孢子虫,然 后蔓延至整条涎腺.在160倍显微镜下观察,涎腺 逐渐开始不透明并伴随细胞的突起;接种微孢子虫 10d后涎腺各部细胞均可被寄生,涎腺肿胀,管腔 内充满微孢子虫(图4). 2.4神经 玉米螟接种微孢子虫后,发现微孢子虫首先感 染各神经节(各神经节间为同时感染),其次感染神 经索,最后感染末梢神经.玉米螟接种微孢子虫4d 后即可在神经节中见到新形成的微孢子虫孢子;随 后在靠近神经节处的神经索被感染并形成微孢子虫 孢子(若接种的微孢子虫浓度高则神经节和神经索 可同时感染);通过实验发现靠近易感染组织的神经 第4期时启宏,等:玉米螟幼虫感染玉米螟微孢子虫(.Nomnfurnacalis)后的组织病理变化47 末梢有时也可先被感染,神经节和神经末梢形成孢 子的时间差不过1,2d.玉米螟接种微孢子虫10d 后,在640倍显微镜下观察,神经末梢有的部位透 明,有的部位半透明(图5). 2.5消化管 由于消化管内有大量食物,不透明,在玉米螟接 种微孢子虫4d后仍难以镜检到是否有微孢子虫存 在.利用先添毒后饥饿的方法来镜检观察,用饥饿 4d后的玉米螟消化道制作压碎涂片,可见有微孢 子虫孢子,但微孢子虫孢子首先出现在消化管的中 图3丝腺中微孢子虫的形态 Fig.3TheshapeofNosemafurnacalisinsilkgland 图5神经节内微孢子虫的观察 Fig.5ObservationofNosemafurnacalisinganglion 2.6肌肉 直接对体壁肌肉涂片未发现有微孢子虫孢子. 但对预蛹期的消化管做石蜡切片时,发现在消化管 外横肌中有少量成熟微孢子虫孢子存在(图7). 2.7气管 玉米螟接种微孢子虫10d后,对消化管进行扫 描电镜观察时发现在气管管壁上皮细胞中有大量微 孢子虫孢子形成,气管螺旋丝中没有微孢子虫孢子. 但由于气管结构的不透明性,在640倍显微镜下未 见到气管管壁细胞中有微孢子虫存在(图8). 2.8真皮细胞 玉米螟接种微孢子虫10d后,可见染病玉米螟 后部中肠肠壁细胞内,其孢子量远远小于马氏管,丝 腺,涎腺,神经内的微孢子虫的量.石蜡切片可见在 圆筒形和杯形细胞内有成熟的微孢子虫形成,且被 感染的细胞有肿胀现象,主要是向管腔内膨大,但细 胞核尚在.未饥饿饲养的玉米螟在添毒10d后进 入预蛹期,其消化管内食物排净,在160倍显微镜下 可见消化管不透明,压碎涂片(640倍显微镜下)可 以观察到细胞内已充满微孢子虫.石蜡切片观察到 绝大部分消化管细胞尚未破碎,但被感染细胞肿胀 较为明显,中肠细胞比正常细胞大(图6). 图4感染微孢子虫后涎腺肿胀 Fig.4Swollensalivaryglandafterbeinginfectedwith Nosemafurnacalis 图6感染微孢子虫后消化管细胞肿胀 Fig.6Swollendigestivetractafterbeinginfectedwith Nosemafurnacalis 的表皮颜色较正常玉米螟表皮颜色暗,采用直接涂 片和石蜡切片法,在玉米螟表皮的真皮细胞内未发 现有新形成的微孢子虫. 2.9脂肪体 采用直接取脂肪组织压碎涂片和石蜡切片两种 方法均未发现过微孢子虫(图9). 2.10睾丸,卵巢 玉米螟在添食微孢子虫10d后老熟进入5龄 末期,其睾丸,卵巢发育完全,此时玉米螟全身感染 微孢子虫,在320倍显微镜下观察,少量玉米螟的睾 丸外膜细胞和输精管管壁细胞内(卵巢外膜及附属 组织细胞中)有微孢子虫感染,采用压碎涂片法,能 48新疆农业大学学报2006拄 见到少量微孢子虫(图10). 图7感染微孢子虫后蛹期体壁肌肉的形态 Fig.7Theshapeofmuscleofbodywallinpupaestage afterbeihginfectedwithNosemafurnacalis 图9未被感染的脂肪体形态 Fig.9TheshapeoffatbodyuninfectedwithNosema furnacalis 3 玉米螟微孢子虫在玉米螟体内的寄生增殖情况 受接种浓度,接种时期及玉米螟所处环境的影响. 本试验观察了玉米螟的马氏管,丝腺,涎腺,神经,消 图8气管中微孢子虫的形态 Fig.8TheshapeofNosemafurnacalisinthetrachea undermicroscope 图1O输精管中的微孢子虫 Fig.10Nosemafurnacalisinspermaduct 化管,肌肉,脂肪体,气管,体壁真皮细胞,睾丸及附 属结构,卵巢及附属结构内微孢子虫的增殖情况和 细胞本身的病理变化,对其他组织(血细胞等)未作 观察,有待今后进一步研究. 参考文献i [1]问锦曾.寄生于玉米螟的微孢子虫_J].动物学报,1965,17(1):64—68. [2]问锦曾.微孢子虫对玉米螟生存率及繁殖力的影响[J].昆虫学报,1975,18(1):42—46. [3]问锦曾,孙传信.微孢子虫属二新种(微孢子虫门:微孢子虫科)[J].动物分类学报,1988,13(2):105—111. [4]郭蓓琳,李秉钧,问锦曾.玉米螟微孢子虫增殖的研究[J].生物防治通报,1989,5(1):30—33. [5]胡明峻,黎新莹,范秀华.等,微孢子虫防治玉米螟的研究[J].河北农学报,1980,7(2):55—60. E63张志芳,沈中元,何家禄.微孢子虫研究进展[J].蚕业科学,2000,26(1):3844. [7]汪方炜,鲁兴萌.昆虫的微孢子虫病[J].昆虫知识,2003,4O(1):5-8. [8]何康来,王振营,文丽萍,等.我国玉米主产区亚洲亚洲螟越冬幼虫天敌调查[J].中国生物防治,2002,18(2):49—53. [9]李健男,吴玉林,王式嫒.柞蚕微孢子虫在柞蚕体内增殖的组织病理学研究LJ].沈阳农业大学学报,1995,26(2):188— 192. [1o]冉红凡,冯书亮,潘文亮,等.棉铃虫幼虫感染棉铃虫微孢子虫后的组织病理变化EJ3.昆虫 学报,2003,46(1):l18121.