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1、意大利蜜蜂幼虫发育中期胸部神经节的结构和发育特点昆虫的腹神经索(ventralnervecord)位于消化道腹面,包括头部的咽下神经节(suboesophagealgangli-on,SOG)、胸部(胸神经节thoracicganglia,TG)和腹部(腹神经节abdominalganglia,AG)的一系列神经节和神经索。体神经节对应于其相应的体节,前后两端以神经索与相邻的神经节相连,有相对的独立性,成为各体节的神经中枢。胸神经节是足和翅的活动中心,并有一定程度的自主调节性。3龄幼虫是昆虫胚后发育过程中的一个
2、重要阶段,在这个时期,昆虫幼虫的各个组织器官都在快速的生长发育,细胞的有丝分裂活动旺盛,尤其是神经系统内神经细胞的快速分裂增殖,形成了昆虫幼虫的神经系统,为后续蛹以及成虫神经系统的构成打下了结构基础。关于昆虫腹神经索胚后发育的特点,国内外的学者进行过一些研究。Tyrer和Gregory对3种蝗虫Chortoicetesterminifera、Schistoceragregaria和Locus-tamigratoria咽下神经节和胸部的神经节的神经组织学结构进行了比较研究;Prokop和Technau对果蝇Dro
3、sophilamelanogaster胚后发育过程中成神经细胞的起源进行了研究;Ito等对果蝇胚胎和幼虫早期腹神经索神经胶质细胞的类型和发育进行了观察。本研究通过形态解剖、BrdU免疫组织化学(5-bromo-2-de-oxyuridineincorporation,BrdU)等技术,对意大利蜜蜂Apismelliferaligustica幼虫发育中期胸部3个神经节的结构和发育特点进行了研究,为昆虫神经系统的结构及发育特征的研究提供一定的理论证据。1、材料与方法1.1实验材料实验所用的意大利蜜蜂幼虫、蛹均购自秦
4、岭沣峪蜜蜂养殖户,所取材料均来自同一蜂群。幼虫(larva,L)共5龄(L1"L5),根据戴氏定律(Dyar'slaw),每一头幼虫的龄期通过测量头壳的宽度来决定;蛹(pupa,P)期约9d(P1"P9)。1.2研究方法1.2.1组织化学意大利蜜蜂工蜂的幼虫和蛹多聚甲醛4℃固定过夜。梯度酒精脱水,二甲苯透明。石蜡包埋,横向或纵向连续切片,切片厚度5#7μm,切片裱于涂有多聚赖氨酸的载玻片上,烘干备用。切片脱蜡后复水,HE染色,OLYMPUS(BX51)显微镜观察拍照。1.2.2BrdU掺入处理对取得的蜜蜂幼虫和
5、蛹的活体,从腹部注射约3μL浓度为25mg/mL的BrdU(B9002,Sigma)。1.2.3BrdU免疫组织化学染色将BrdU处理过的1-5龄幼虫和1"8d蛹各3#5头,4%多聚甲醛4℃固定8h。70%,80%,90%,95%和100%梯度酒精脱水,石蜡包埋,横向连续切片,厚度为7μm。切片裱于涂有多聚赖氨酸的载玻片上,烘干备用。切片用二甲苯脱蜡,入梯度酒精复水;抗原修复,PBS洗3次;3%过氧化氢封闭内源性酶10min,TBS洗3次;滴加正常山羊血清封闭液,37℃30min;滴加小鼠BrdU单克隆抗体(1
6、/200)(ab8039,ABCAM),湿盒中4℃孵育过夜,PBS洗3次。滴加生物素化山羊抗小鼠IgG,37℃120min,PBS洗3次;滴加过氧化物酶37℃孵育30min,PBS洗3次;DAB显色后镜检,中性树胶封片,Nikon数码显微成像系统(DS-5M)拍照。阴性对照以PBS代替一抗。2、结果意大利蜜蜂在3龄幼虫阶段,胸部具有3个独立的神经节(图版:A,B,C)。在每一个神经节的侧面和腹面靠近边缘的位置,能看到大的成神经细胞(neuroblast,NB),直径约1.6±0.3μm,它们通过不对称的细胞分裂
7、方式形成的神经节母细胞(ganglionmothercells,GMCs)。GMCs排列成串,朝向神经纤维网的方向(图版:D,E)。BrdU标记显示,在这个时期细胞的分裂活动并不活跃,只在神经纤维网周围以及神经节周围有少数的神经胶质细胞处于分裂阶段(图版:F,G);此外,在成神经细胞周围,能看到极少数的神经节母细胞正在分裂(图版:G)。到蛹发育的第5天(P5),胸神经节的发育基本完成,神经纤维网占据了神经节的大部分,少量的神经细胞聚集在它们的周围(图版:H)。胸部的第2个神经节(TG2)已由中胸、后胸和腹部的前
8、两个神经节合并形成,位于中胸与后胸之间(图版:I)。3、结论和讨论3.1不同昆虫种类神经节的结构和胚后发育比较在低等的昆虫种类,如缨翅目、有翅亚纲较低等类群以及很多完全变态昆虫的幼虫期,其胸腹部可见到11对神经节,即胸部3对,腹部8对。一些进化的类群和很多完全变态类昆虫的成虫,胸、腹部的神经节常有不同程度的合并现象。在意大利蜜蜂的幼虫发育阶段,胸部和腹部的神经节没有愈合,共11对,每个
