东亚飞蝗消化道形态学观察及三维重建可视化.pdf

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1、分类号S433.2学校代码10129UDC632学号08202074东亚飞蝗消化道形态学观察及三维重建可视化Locustdigestivetractmorphologyandvisualizationofthree-dimensionalreconstruction申请人：李德智学科门类：农学学科专业：农业昆虫与害虫防治研究方向：害虫生物防治指导教师：孟瑞霞教授张泽华研究员论文提交日期：二〇一一年五月摘要东亚飞蝗是我国重要的害虫之一，东亚飞蝗的消化道不仅是其消化吸收及利用营养物质的主要结构，而且

2、是农药作用的靶标结构。所以对东亚飞蝗消化道的深入研究非常重要。我们采用石蜡切片和HE染色方法对东亚飞蝗（Locustamigratoriamanilansis(Meyen)）消化道的显微结构进行了细致的观察和研究；其次，采用冰冻切片技术将冰冻包埋剂（OCT）包埋后的飞蝗成虫做连续切片，进行截面图像信息采集，建立数据集；通过Photoshop、Image-ProPlus（IPP）软件对消化道截面图像进行分割、处理、序列化和三维重建；探索了东亚飞蝗三维重建的方法。本实验取得的结果如下：1．观察了东亚

3、飞蝗消化道（包括：食道、嗉囊、前胃、中肠、回肠、结肠和直肠）的显微结构。2．组成中肠的细胞有消化细胞和再生细胞，推测：再生细胞除补充消化细胞的作用，还驱动K+与H+的交换，从而形成营养物质吸收的“液流循环”，有效分离营养物质，并防止食物快速进入后肠，以提高蝗虫中肠的消化率，同时，也有利于消化酶的重复利用和保存，避免随食物残渣排出体外。3．获得了三套东亚飞蝗的截面图像数据集；并在二维连续截面图像数据集的基础上，实现了整个消化道的三维构建，并可对该三维模型进行空间内任意旋转，从不同角度对消化道结构进

4、行观察；通过软件测量得到了消化道各段的三维形态参数。关键词：东亚飞蝗；消化道；组织结构；三维重建；图像处理；Image-ProPlus(IPP)；面绘制Locustdigestivetractmorphologyandvisualizationofthree-dimensionalreconstructionAbstractLocustamigratoriamanilansis(Meyen)isoneofimportantpestsinChina.ThedigestivetractofLocus

5、tisitsmainstructureofdigesting,absorbingandutilizingofnutrients,itisalsoatargetstructureofpesticides.Therefore,thein-depthstudyofthelocustdigestivetractisveryimportant.First,weusethewaysofparaffinsectionsandHEstainingtoobserveandstudythedigestivetrac

6、tofthemicrostructureofLocustamigratoriamanilansis(Meyen)carefully;Second,Themaleadultofthelocustwasembedinfrozenembeddingmedium(OCT)andslicedseriallywithfrozensectiontechnique.ThedigitalsectionimageinformationwasgatheredusingCCDandestablisheddataset.

7、Photoshop7.0andImage-ProPlus(IPP)softwarewereusedtosegment,processandmergeallsectionimage,andthentofinishthree-dimensionalreconstructionofdigestivetract.Theexperimentalresultsobtainedareasfollows:1.Observingthelocustdigestivetract(including:esophagus

8、,crop,proventriculus,midgut,ileum,colonandrectum.)microstructure.2.Thecellsinthemidgutincludesdigestivecellsandregenerativecells.Suggested:Regenerativecell,Inadditiontocomplementthedigestivecells,drivesK+andH+exchange.Formingthe"nutrientsabsorptionof