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探讨在实验条件下红带锥蝽的发育特征分析

2020-06-02 365 上传者：管理员

摘要：目的研究红带锥蝽的发育历程，为其调查和防制提供参考依据。方法以福建省漳州市华安县湖坪村采集的红带锥蝽为研究对象，于2018年5月-2019年9月在温度26℃、相对湿度60%的实验室环境条件下进行饲养。以ICR小鼠为唯一供血源（供血3d），观察并记录红带锥蝽各个发育阶段的孵化、吸血、蜕皮等情况。结果在设定的实验条件下，红带锥蝽可完成整个生活史，包括卵、Ⅰ～Ⅴ龄若虫和成虫等7个阶段，平均历时117.7d。卵的孵化率为92.2%（391/424）。若虫和成虫均吸血，且每一龄若虫均需饱血才能蜕皮，雌性成虫需吸血才能产卵。Ⅰ～Ⅴ龄若虫的吸血率和蜕皮率分别为86.4%（338/391）和72.4%（283/391）、76.7%（217/283）和58.3%（165/283）、71.5%（118/165）和52.1%（86/165）、91.9%（79/86）和64.0%（55/86）、96.4%（53/55）和56.4%（31/55）。若虫的吸血量随龄期增长而逐渐增大,Ⅰ～Ⅴ龄若虫的平均吸血量分别为（2.9±11.0）、（8.0±3.0）、（14.9±8.8）、（85.4±17.8）、（101.6±54.2）mg，吸血后的平均体质量增重倍数分别为5.4±1.8、3.8±1.2、2.8±1.1、5.1±1.4、2.6±1.1。Ⅴ龄若虫平均吸血量最大，Ⅰ龄若虫吸血后平均体质量增重倍数最大。结论红带锥蝽在实验条件下通过动物饲血能完成生活史，可为相关研究提供实验平台。

关键词：
发育历程
吸血量
昆虫学
生活史
红带锥蝽
蜕皮率
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美洲锥虫病，又称恰加斯病，是由克氏锥虫感染引起的一种可威胁生命的人兽共患寄生虫病，主要流行于中美洲和南美洲的18个国家，感染克氏锥虫的患者是该病的主要传染源[1,2,3,4]。美洲锥虫病的传播媒介为锥蝽，因其头部狭长似锥而得名[5,6]。锥蝽隶属于昆虫纲有翅亚纲半翅目异翅亚目猎蝽科锥猎蝽亚科，包括18属153种[7,8,9]。

我国不是美洲锥虫病的流行区，目前也无该病的输入性病例报道，但随着全球人流物流的日益频繁，感染克氏锥虫的患者及携带病原的媒介生物输入我国的风险不断增加，钱颖骏等[10]评估美洲锥虫病在我国的潜在危害性较高。我国已有锥蝽叮咬致严重过敏反应的病例报道[11]，但对国内锥蝽分布知之甚少。本课题组2016年至今在广东、海南、福建、广西和江西等省（自治区）的部分地区捕获了锥蝽，经鉴定均为红带锥蝽[12,13,14]。红带锥蝽是锥猎蝽亚科锥猎蝽属中分布最广的一个种，在全球热带及亚热带地区均有发现，已被证实能自然感染克氏锥虫，克氏锥虫可在其体内定殖[8,15,16,17,18]。

目前国内捕获的红带锥蝽尚无感染克氏锥虫的报道，但红带锥蝽有叮人吸血的习性，可形成局部创伤，导致严重的过敏反应[11]。由于美洲锥虫病患者及其媒介生物输入我国的风险不能排除，红带锥蝽能自然感染克氏锥虫，国内发现的红带锥蝽有吸食人血的习性，因此我国存在美洲锥虫病传入并造成传播流行的可能。目前国内仅少数几个省（自治区）发现红带锥蝽，且涉及生物学特性的研究甚少，仅肖丽贞等[19]、朱丹等[20]对实验室饲养的红带锥蝽各发育阶段的形态特征变化及发育时间进行了报道。自然条件下，侵扰锥蝽每年可繁殖2代，二分锥蝽、大全圆蝽等从卵发育至成虫约需1年，若没有充足的血源供应，若虫未饱血，生活史周期可迁延较长时间，需要2年甚至更长时间[21,22]。本研究在实验室设定条件下饲养红带锥蝽，就其发育历程中的孵化、吸血、蜕皮、活动特征等方面进行了详细研究，以期为后续开展孳生地调查和现场防制提供参考依据。

1、材料与方法

1.1锥蝽、供血动物的来源

2018年2月，于福建省漳州市华安县湖坪村采集锥蝽。供血动物为清洁级的成年雌性ICR小鼠，体质量20～24g，购自上海斯莱克实验动物有限责任公司[动物许可证号为SCXK（沪）2017-0005]。

1.2锥蝽的饲养与观察

根据文献[8]中的检索表，经形态学鉴定，确定采集的锥蝽为红带锥蝽，于2018年5月-2019年9月在温度为26℃、相对湿度为60%的实验室环境条件下进行饲养，观察并记录红带锥蝽各个发育阶段的孵化、吸血、蜕皮等情况。饲养盆内（35cm×35cm×20cm）放置粗面硬纸板（15cm×10cm，折成均匀的波浪状），盆口覆纱布防止锥蝽逃逸。

每日收集虫卵，观察并记录卵的形态变化、孵化时间、孵化数量，称重后移至饲养盆（10cm×10cm×5cm）。若虫孵出及每次蜕皮后立即称重，并移至新饲养盆（15cm×15cm×10cm）。以ICR小鼠为惟一供血源（供血3d），称量供血前后若虫的体质量。每日观察并记录若虫的发育变化、蜕皮时间、虫体活动特征等。若虫蜕皮后为成虫（即饲养形成第二代成虫），立即称重并记录每只成虫的性别。

将蜕皮后为成虫的第二代红带锥蝽分为3组：第1组为雌雄红带锥蝽成虫配对饲养，放置ICR小鼠供血3d（雌雄各7只）；第2组为雌雄红带锥蝽成虫配对饲养，不供血（雌雄各6只）；第3组为雌性红带锥蝽成虫单独饲养，放置ICR小鼠供血3d（雌性5只）。称量第1组与第3组成虫供血前后的体质量变化，每日观察每组成虫的活动与产卵情况，分别收集每只雌虫产下的卵并观察卵的发育变化。

1.3统计学分析

采用SPSS16.0软件对初产卵体质量、若虫和成虫吸血量、各发育阶段经历的时间等进行统计学描述。吸血率=吸血只数/观察只数×100%。

1.4伦理批准和患者知情同意

本研究不涉及伦理批准和患者知情同意。

2、结果

2.1红带锥蝽生活史和各期活动特征

红带锥蝽完成整个生活史需经过卵、Ⅰ～Ⅴ龄若虫和成虫等7个阶段。红带锥蝽平均卵期为（18.06±1.23)d，Ⅰ～Ⅴ龄若虫发育历经时间分别为（12.93±0.89）、（15.39±1.32）、（16.64±1.44）、（19.33±2.14）、（35.32±4.55)d。若虫经5次蜕皮发育为成虫，成虫的雌雄比例为18∶13。实验条件下红带锥蝽从虫卵发育为成虫平均历经时间为117.7d。

红带锥蝽卵单个存在，无活动能力。各龄期若虫和成虫均喜倒悬附着于粗面硬纸板背面折皱形成的折沟内，3对足的附着力强。低龄若虫比高龄若虫和成虫活跃，稍受惊扰即迅速爬动躲避，若无干扰，各龄期若虫和成虫长时间保持静止状态。若虫和成虫均可垂直爬登粗面硬纸板，亦可在饲养盆上绑缚的纱布上倒悬爬行，也可倒爬。Ⅰ～Ⅴ龄若虫不能飞行，成虫有一定的飞行能力，实验室观察到的最远飞行距离为3m，最高为2m。若虫与成虫在吸血过程或吸血后排便，粪便呈淡黄色，含水分较多。

2.2红带锥蝽卵的发育与孵化

红带锥蝽卵呈长椭圆形，一端有盖。初产卵呈淡黄色，体质量为（1.0±0.2)mg。卵颜色逐渐转变为暗红色，卵期约10d时，近卵盖的一端胚胎上可见两个红色眼点。临近孵化时，卵中若虫发育完全，若虫的复眼和喙透过卵壳清晰可见（图1）。先后共观察424粒卵，孵化率为92.2%(391/424)。

图1不同发育时期红带锥蝽卵的形态（×32)

2.3红带锥蝽若虫的吸血与蜕皮

红带锥蝽Ⅰ～Ⅴ龄若虫均吸血，Ⅰ龄若虫经5次蜕皮发育为成虫。Ⅰ龄若虫顶开卵盖孵出，虫体柔软，呈桃红色，经1～2d体壁硬化、体色加深（图2A）。若虫爬行靠近供血小鼠并选择合适的位置，将喙向头前方伸出刺穿小鼠的皮肤吸食血液。吸血过程中受到惊扰或供血小鼠挣扎过于激烈，若虫会将喙拔出甚至会退开一段距离，待小鼠安静后再继续吸食，吸血结束后将喙向腹面折叠藏于头与前足基节之间，并爬行至硬纸板背光面休息。若虫蜕皮时，旧表皮沿着蜕裂线（起自胸部背中央，直达头部复眼间分叉形成“Y”形）破裂，新一龄若虫自蜕裂线处破皮而出（图2B），图2C为Ⅴ龄若虫的蜕皮。

Ⅰ～Ⅴ龄若虫的吸血率分别为86.4%(338391）、76.7%(217/283）、71.5%(118/165）、91.9%(79/86）和96.4%(53/55）；蜕皮率分别为72.4%(283/391）、58.3%(165/283）、52.1%(86165）、64.0%(55/86）和56.4%(31/55）。未吸血和未饱血的若虫无法蜕皮发育。

Ⅰ龄若虫发育至Ⅴ龄若虫，虫体体质量不断增加。Ⅰ～Ⅴ龄若虫吸血前平均体质量分别为（0.7±0.0）、（2.9±0.6）、（8.1±2.0）、（22.1±5.9）、（65.1±13.3)mg，吸血后平均体质量分别为（3.6±1.1）、（10.9±3.1）、（23.2±9.8）、（107.6±17.8）、（167.4±54.0)mg。同一龄期个体可因吸血与否或吸血量的不同而大小悬殊，随龄期增长，若虫的吸血量明显增加。Ⅰ～Ⅴ龄若虫平均吸血量分别为（2.9±11.0）、（8.0±3.0）、（14.9±8.8）、（85.4±17.8）、（101.6±54.2)mg。若虫吸血后体质量增长迅速，Ⅰ～Ⅴ龄若虫吸血后平均体质量增重倍数分别为5.4±1.8、3.8±1.2、2.8±1.1、5.1±1.4、2.6±1.1。若虫个体间吸血前体质量差异较小，吸血后体质量差异变大。因个体吸血量的差异，随着龄期的增长，同一龄期若虫个体间体质量差异逐渐增大，部分低龄期若虫个头大于高龄期若虫。

2.4红带锥蝽成虫的吸血、交配与产卵

第1组雌雄红带锥蝽成虫配对饲养供血3d后，14只成虫均吸血，且均在吸血后交配，供血后6～9d开始产卵，卵的形态变化如图1所示。第2组雌雄红带锥蝽成虫配对饲养不供血，至实验结束未观察到6对雌雄成虫有交配行为，雌虫未产卵。第3组红带锥蝽雌性成虫单独饲养供血3d,5只雌性成虫均吸血且在吸血后6～9d开始产卵，但产下的卵不孵化，卵期约10d时出现干瘪皱缩。雌雄成虫交尾时腹部相对，雄虫外生殖器自第9节背板腹面伸出将雌虫外生殖器扣抱，雄虫左侧前、中、后足分别抓覆于雌虫的头部、胸部和腹部，右侧前足支撑于饲养盆上，右侧中足和后足抓覆于雌虫的胸部和腹部保持交尾姿势固定。雌虫左侧3对足和右侧前足、后足抓覆于饲养盆，右侧中足反折抓覆于雄虫胸部（图3），交尾结束后雄虫外生殖器收回。

图2不同时期红带锥蝽若虫的形态

A：Ⅰ龄若虫，从左至右依次为刚孵出、孵出2d、吸血后的Ⅰ龄若虫（×20);B：Ⅴ龄若虫正在蜕皮发育为成虫（×7.8);C：Ⅴ龄若虫蜕的皮（×12.5)

图3雌雄红带锥蝽成虫交配状态（×7.8)

3、讨论

本研究表明，在温度26℃、相对湿度60%、以ICR小鼠作为惟一供血源供血3d的实验条件下，红带锥蝽可完成整个生活史，从虫卵发育为成虫平均经历时间为117.7d,1年可完成2～3个世代。红带锥蝽Ⅰ～Ⅴ龄若虫和雌雄成虫均吸血，且每一龄若虫均须饱血才能蜕皮，若未吸血或吸血量不足，若虫长期不蜕皮直至死亡，雌性成虫需吸血后才能产卵。红带锥蝽的卵无活动能力，若虫和成虫均有爬行能力。若虫无飞行能力，而成虫有翅，可短距离飞行。与卵和若虫相比，成虫的飞行能力扩大了红带锥蝽的活动和分布范围，也加快了其活动速度，便于栖居、寻找血源、求偶、避敌、寻找产卵和越冬场所等活动，有利于物种的繁衍。若虫与成虫不活跃，吸血前后喜倒垂附着于粗面硬纸板背面折皱形成的折沟内，若无干扰，可长时间保持静止状态。

本研究对红带锥蝽的吸血、蜕皮等发育过程的观察结果与朱丹等[20]报道的基本一致，补充了红带锥蝽各发育阶段初始体质量、供血后体质量、吸血量和体质量增重倍数等资料，且对红带锥蝽的吸血、交配等活动特征进行了观察与描述，补充了这一方面研究的空缺。随龄期增长，若虫的吸血量明显增加，以Ⅴ龄若虫的平均吸血量最大。同一龄期个体可因吸血与否或吸血量的不同而大小悬殊；因个体吸血量的差异，随着龄期的增长，若虫个头间体质量差异逐渐增大，部分低龄期若虫个头大于高龄期若虫，故仅凭个头大小不足以区分各个龄期的若虫，应结合翅芽、腹部色斑、是否有单眼痕迹等形态特征的变化区分Ⅰ～Ⅴ龄若虫[19]。

在自然界，无充足血源供应的锥蝽种群，其生活史周期可迁延较长时间。实验条件下，饱血的红带锥蝽若虫发育快而整齐，未吸血或吸食的血液量较少的若虫长时间不蜕皮，直至死亡。本研究中，每只若虫仅供血1次（放置ICR小鼠供血3d）即移至新饲养盆中，部分若虫未吸血或吸血过程受干扰以致吸血量不足无法蜕皮发育，后续实验中将深入研究供血时间、供血次数、供血动物、不同温度、湿度等因素对红带锥蝽发育过程的影响，制定快速获取红带锥蝽的饲养方法。

我国的红带锥蝽能否感染克氏锥虫，引起继发传播和暴发疫情，目前尚无相关研究基础和防治经验。今后应对红带锥蝽的生物学特性、种群空间动态格局、易感性和传播能量等方面开展更深入的研究，为科学防控提供依据，进一步提升我国入侵媒介生物及其传播疾病的防控能力。

参考文献：

[8]萧采瑜,任树芝,郑乐怡,等.中国蝽类昆虫鉴定手册(半翅目异翅亚目)(第二

[19](肖丽贞,陈朱云,欧阳榕,等.红带锥蝽各发育阶段形态特征观察[J].中国寄生虫学与寄生虫病杂志,2018,36(6):605-610.)

[20]朱丹,刘琴,张仪,等.红带锥蝽的实验室人工饲养和部分生物学特性观察[J].中国媒介生物学及控制杂志,2019,30(3):281-285.

肖丽贞,谢汉国,陈朱云,欧阳榕,江典伟.红带锥蝽实验条件下发育特征研究[J].中国寄生虫学与寄生虫病杂志,2020,38(02):219-223.

基金:国家重点研发计划项目(No.2016YFC1202000,No.2016YFC1202003);国家寄生虫种质资源共享服务平台(平台-TDRC-22).