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基于防御腺特征的中国刺甲族属级阶元系统发育分析(鞘翅目:拟步甲科)

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昆虫学报 2009年第10期52卷 1146-1155页

作者：任国栋刘春林河北大学生命科学学院河北保定071002

基于18个代表种的防御腺特征,探讨了中国刺甲族(Platyscelidini)4个属的分类地位和系统发育关系。通过对防御腺的着生位置、形状及其长度和宽度、腺体间距及其表面花纹和皱褶等重要特征的分析,归纳出属级和族级的防御腺特征。利用SPSS1... 详细信息

基于18个代表种的防御腺特征,探讨了中国刺甲族(Platyscelidini)4个属的分类地位和系统发育关系。通过对防御腺的着生位置、形状及其长度和宽度、腺体间距及其表面花纹和皱褶等重要特征的分析,归纳出属级和族级的防御腺特征。利用SPSS13.0和Hennig86(1.5)2个软件对所选定的防御腺特征分别进行聚类分析和进化分析,两者结果均支持刺甲族现有分类体系的稳定性,且后者提出刺甲族4属的系统发育关系为:(Myatis+Bioramix)+(Oodescelis+Platyscelis)。

关键词：鞘翅目拟步甲科刺甲族防御腺系统发育

基于防御腺特征的琵甲族属级阶元系统发育关系分析(鞘翅目:拟步甲科)

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昆虫学报 2012年第10期55卷 1205-1220页

作者：刘超任国栋河北大学生命科学学院河北保定071002

基于16属65种琵甲(含新记述7属)的防御腺特征,探讨了琵甲族(鞘翅目:拟步甲科)的属级系统发育关系。通过对这些种的防御腺着生位置、形状、长度、宽度、囊体间距、囊壁厚度、囊壁花纹、囊壁褶皱等特征进行解剖测量和分析,归纳出族、属级... 详细信息

基于16属65种琵甲(含新记述7属)的防御腺特征,探讨了琵甲族(鞘翅目:拟步甲科)的属级系统发育关系。通过对这些种的防御腺着生位置、形状、长度、宽度、囊体间距、囊壁厚度、囊壁花纹、囊壁褶皱等特征进行解剖测量和分析,归纳出族、属级特征。利用SPSS19.0和Hennig86(1.5版)两个软件对选定特征进行聚类分析和系统进化分析,得出琵甲族16属的进化关系为:Prosodes>Blaptogonia>Tagonoides>Thaumatoblaps>Caenoblaps>Agnaptoria>Asidoblaps>Coelocnemodes>Dila>Gnaptor>Blaps>Pseudognaptorina>Nalepa>Belousovia>Gnaptorina>Itagonia。基于防御腺形态学数据的琵甲族系统发育分析结果将琵甲族16个属清楚地分开,表明其在分类上具有重要价值。

关键词：鞘翅目拟步甲科琵甲族防御腺系统发育

广炮步甲防御腺形态结构、化学成分及防御行为

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广炮步甲防御腺形态结构、化学成分及防御行为

作者：季莉丽河北大学

学位级别：硕士

广炮步甲Pheropsophus occipitalis通过防御腺体喷射化学液体并瞬时产生高温对付猎敌,其防卫方式在昆虫纲极为特别。揭示该虫防御体系形态结构、揭秘其分泌物化学成分,以及伴随其喷射防御物质而产生的一系列行为反应,对于阐述其生命奥... 详细信息

广炮步甲Pheropsophus occipitalis通过防御腺体喷射化学液体并瞬时产生高温对付猎敌,其防卫方式在昆虫纲极为特别。揭示该虫防御体系形态结构、揭秘其分泌物化学成分,以及伴随其喷射防御物质而产生的一系列行为反应,对于阐述其生命奥秘具有重要科学价值。本文分别从广炮步甲的形态、生活习性、喷射行为,防御腺的总体及各部分形态结构,防御反应的反应物、生成物以及催化剂、和研究展望等几个方面对广炮步甲及其防御机制进行了全面的研究分析。研究得出如下初步结论:(1)防御体系构成经三维数码显微镜(VHX-100,日本KEYENCE公司产)、扫描电镜(TM3000,日本HITACHI公司产)与显微CT(SKYSCAN 1172)拍摄得知广炮步甲的防御体系由贮液囊、分泌组织和反应室三部分组成。贮液囊是薄而透明且坚韧的囊袋,中间着生1束由12根细管组成的丛根状导管以从体内吸收或生产反应物。反应室为1对骨化的马蹄形结构,表面可见稠密、大小不一和分布不甚均匀的粗瘤;其纵截面内部为复杂的蜂窝状结构并长满形态各异的枝刺,用以加固内壁和控制和液体流向;入口处可见人字形瓣膜,是控制喷射和产生脉冲的关键部分,对于降低反应室温度和虫体控制喷射时间有重要意义。(2)腺体内存化学物质测定经GC/MS质谱仪测定,共测得炮步甲的防御腺化学物质6种,主要成分为甲基对苯二酚(Methyl on phenol)、对苯二酚(hydroquinone)、甲基对苯醌(Methyl-p-benzoquinone)与对苯醌(p-benzoquinone);腺体外化学物质测定:相对于贮液囊囊体的化学成分,喷射出的化学物质多达13种,是反应之后苯环断裂的结果,其中除对苯醌以外还有甲酸、乙酸等多数物质都具有刺激性和毒性,可进行有效的防御;将反应室的上清液于不同温度下进行酶活性测定,其颜色反应吸光度在40℃左右最高,超过40℃之后逐渐失去活性,说明于反应室中确实是过氧化物酶起的催化反应,而不是金属离子。(3)广炮步甲喷射“炮弹”的防御行为是主要研究内容,实验得知炮步甲对感到有危险的方向有独特的瞄准方式,它主要通过甲虫通摆动腹部姿势,协调足与足之间角度对喷射方向做出初步判断。此后,再由腹部末端的上唇结构进一步对方向做出调整。其喷射持续0.01～0.03s,0.002s左右即有1脉冲波,一次喷射有5～15次脉冲。

关键词：广炮步甲防御腺对苯二酚过氧化物酶反应室

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中国土栖拟步甲防御腺形态分类与进化分析

中国土栖拟步甲防御腺形态分类与进化分析

作者：刘春林河北大学

学位级别：硕士

土栖拟步甲(the soil darkling beetles)约占拟步甲科物种总数的40%,除少数种类白昼活动外,大部分晚间活动。白昼活动种类通常没有防御腺,而晚间活动种类通常有发达的防御腺,通过释放毒液实现对敌防御、保护栖息地以及引起同种群集结等... 详细信息

土栖拟步甲(the soil darkling beetles)约占拟步甲科物种总数的40%,除少数种类白昼活动外,大部分晚间活动。白昼活动种类通常没有防御腺,而晚间活动种类通常有发达的防御腺,通过释放毒液实现对敌防御、保护栖息地以及引起同种群集结等目的。防御腺的形状在不同种类间差异很大,可用于区分物种并推断高级阶元的系统发育关系,因而长期受到学术界关注。本学位论文在对中国土壤拟步甲不同类群代表性物种标本解剖和比较形态学研究基础上,探讨了部分类群的系统发育关系和进化趋势,取得以下进展:1.比较研究了16族41属98种土栖拟步甲防御腺贮液囊的形态特征,以其形状、长度、宽度、囊距、壁质、纹形、皱褶等性状为统一分类尺度,进行了规范的形态记述,编制了识别检索表,提供了各代表种的防御腺形态图。研究证实,防御腺的形态在属级以上分类阶元中变化较大,具有重要分类价值,可用于种类鉴别和分类地位确定,具有广泛的研究价值。2.防御腺的形态多样性伴随土栖拟步甲类群分化的多样性,具有高度的一致性。防御腺在进化程度较高的琵甲族Blaptini和刺甲族Platyscelidini等类群中,其属间的形态差异十分明显,界限清楚;而在较原始的土甲族Opatrini等小类群中,其表型特征差异不甚明显,属级界限不清晰。据此可将其用于推断土栖拟步甲的系统发育关系。3.基于防御腺比较形态学的数据构建的系统树显示,本文所研究的8族土栖拟步甲初步的系统发育关系表现为:拟步甲族Tenebrionini、隐甲族Crypticini>拟粉甲族Triboliini>土甲族Opatrini>扁足甲族Pedinini>垫甲族Lupropini>刺甲族Platyscelidini>琵甲族Blaptini。4.对现有数据综合分析,可推测土栖拟步甲防御腺经过了一个从无到有、从低级到高级、从简单到复杂的漫长进化过程。无论防御腺形态变化多大,都具有明显的共同起源(同源性)、分化发展(腺体多态性)和分阶段发展(不同类群有不同的防御特性和防御行为)的性质。被推测防御腺的基本进化轨迹是:无防御腺>有防御腺>单个防御腺>外翻式排液>1对防御腺>内排式排液;防御腺在其漫长的演化历程中,经历了贮液囊着生位置前移>贮液囊体积逐渐增大和储液量加大>囊壁变厚并适于喷射等变化。

关键词：鞘翅目拟步甲科土栖拟步甲防御腺系统发育

拟步甲亚科防御腺形态分类与属级阶元系统进化分析（鞘翅目：拟步甲科）

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拟步甲亚科防御腺形态分类与属级阶元系统进化分析（鞘翅目：拟步...

作者：刘超河北大学

学位级别：硕士

拟步甲亚科Tenebrioninae广泛分布于温带热带森林以及较干燥的荒漠半荒漠地区，该类群在长期的自然选择进化中发育了发达的防御腺，并通过释放化学物质来实现御敌、护窝和引起种间集结等生物学使命。防御腺在拟步甲不同属间的防御腺特... 详细信息

拟步甲亚科Tenebrioninae广泛分布于温带热带森林以及较干燥的荒漠半荒漠地区，该类群在长期的自然选择进化中发育了发达的防御腺，并通过释放化学物质来实现御敌、护窝和引起种间集结等生物学使命。防御腺在拟步甲不同属间的防御腺特征（如囊袋长度、宽度、囊袋间距及囊袋表面花纹等）差异性显著，可作为类群鉴别和推断其系统发育关系的依据。本文通过对代表性类群的防御腺解剖和比较形态学研究，旨在揭示其在拟步甲亚科中的分类价值。研究取得的进展如下：1.比较研究了拟步甲亚科9族46属82种昆虫的防御腺形态特征，按照统一标准对其形状、着生位置、长度、宽度、间距、厚度、花纹以及褶皱等特征进行描述，绘制各代表种的形态图82个，经比较形态学研究，发现防御腺形态特征在拟步甲亚科的属级阶元之间有明显差异，可用于甄别属级阶元，推断其起源、分化和高级阶元系统发育亲缘关系。2.基于代表性类群的防御腺形态特征比较的数据分析结果显示，拟步甲亚科9个族级阶元的系统发育关系表现为(Tenebrionini+(Toxicini+(Triboliini+(((Amarygmini+Opatrini)+(Blaptini+Platyscelidini))+(Ulomini+Pedinini)))))。3.将研究数据与文献资料相关讯息综合分析，拟步甲亚科防御腺的起源、多样性分化和阶段发展经历了发育，得出其进化的总体趋势是：腺体从无到有﹥腺体从单个到成对﹥腺体从小变大﹥腺体从简单变复杂;与其相对应的化学分泌物的喷射方式经历了由外翻式向内嵌式的发展。4.拟步甲防御腺的总体发展趋势是由原始到进化的过程，但就具体类群而言，其防御腺的进化程度都是相对的，几乎在每个类群中均存在原始特征和衍征并存现象，即在较原始的类群中存在少量进化特征，在较进化类群中也存在较原始特征。

关键词：鞘翅目拟步甲亚科防御腺系统发育

中国琵甲属Blaps Fabricius防御腺研究(鞘翅目:拟步甲科)

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河北大学学报（自然科学版） 2000年第S1期20卷 37-45页

作者：任国栋董赛红彭东颜河北大学生命科学学院河北保定071002

将琵甲属BlapsFabricius 34个虫种的腹部防御腺用 5%氢氧化钠溶液处理后 ,解剖出来供研究。根据各个种贮液囊形状、长度、宽度、囊袋间距、表面花纹等特征归纳出琵甲属各亚属和属级的防御腺特征 ,分析了种间、亚属间防御腺特征的区别 ,... 详细信息

将琵甲属BlapsFabricius 34个虫种的腹部防御腺用 5%氢氧化钠溶液处理后 ,解剖出来供研究。根据各个种贮液囊形状、长度、宽度、囊袋间距、表面花纹等特征归纳出琵甲属各亚属和属级的防御腺特征 ,分析了种间、亚属间防御腺特征的区别 ,并初步探讨了它们的系统演化关系 ,验证了已有系统。结果表明 ,新设想的分亚属系统 (另文发表 )可以成立。亚属的防御腺从原始到进化依次为 :琵甲亚属→扁尾琵甲亚属→扁琵甲亚属→宽翅琵甲亚属→无刷琵甲亚属→脊琵甲亚属→窄琵甲亚属→隆琵甲亚属。

关键词：鞘翅目拟步甲科琵甲属防御腺形态学

31属拟步甲的防御腺特征与系统发育关系初析

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河北大学学报（自然科学版） 2003年第3期23卷 279-292页

作者：叶晔蒋鹏任国栋河北大学生命科学学院河北保定071002

报道了 14族 31属 5 0种拟步甲科昆虫的腹部防御腺体 ,其中 13族 2 0属 32种是世界首次报道 .根据每种贮液囊着生位置、形状、长度、宽度、囊袋间距和腺体的表面花纹等特征 ,逐级归纳出属级、族级和科级阶元特征 ,据此编制出较为系统的... 详细信息

报道了 14族 31属 5 0种拟步甲科昆虫的腹部防御腺体 ,其中 13族 2 0属 32种是世界首次报道 .根据每种贮液囊着生位置、形状、长度、宽度、囊袋间距和腺体的表面花纹等特征 ,逐级归纳出属级、族级和科级阶元特征 ,据此编制出较为系统的中国拟步甲科防御腺分属检索表 ;使用系统学分类研究软件初步确定了拟步甲科 14族的系统发育关系 ,得出其族级进化趋势为栉甲族Omophlini >伪叶甲族Lagriini >隐甲族Crypticini>扁足甲族Pedinini>刺甲族Platyscilidini>拟粉甲族Triboliini >树甲族Strongyliini >轴甲族Cnodalonini>垫甲族Heterotarsini>烁甲族Amerygmiini>粉菌甲族Alphitophagini>谷甲族Ulomini >土甲族Opatrini>琵甲族Blaptini.附图

关键词：鞘翅目拟步甲科防御腺系统发育中国

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弯齿琵甲防御分泌物成分及甲壳素制备

弯齿琵甲防御分泌物成分及甲壳素制备

作者：李伟河北大学

学位级别：硕士

弯齿琵甲Blaps femoralis (Fischer von Waldheim,1844)是中国北方的优势土壤昆虫,半社会群集性较强,虫体富含营养物质和药用物质,开发利用价值较大,特别是它的防御腺分泌物有较强的化学毒性,具有重要医学价值。本学位论文共计3万字,在... 详细信息

弯齿琵甲Blaps femoralis (Fischer von Waldheim,1844)是中国北方的优势土壤昆虫,半社会群集性较强,虫体富含营养物质和药用物质,开发利用价值较大,特别是它的防御腺分泌物有较强的化学毒性,具有重要医学价值。本学位论文共计3万字,在全面总结弯齿琵甲营养学等研究背景基础上,重点对该虫的防御腺分泌物化学成分、防御腺分泌物原液的抑菌效果和虫体甲壳素制备等进行了分析研究,取得如下主要成果：1.测定了弯齿琵甲防御腺分泌物的化学成分。共计获得14种小分子化合物,其中以2-甲基苯醌、1-十三碳烯和2,4-二甲基-3-呋喃乙酮含量较高,苯醌、苯二酚、3,5-二羟基甲苯和十二烷醛等次之;分泌物中未检测到蛋白质,对分泌物成分的研究为揭示弯齿琵甲抑菌作用机理奠定了基础,同时为证实其药用价值提供了依据。2.对弯齿琵甲防御腺分泌物原液的抑菌效果进行了研究。以5种细菌和4种真菌为研究对象,测得分泌物原液抑革兰氏阳性细菌的效果明显的强于革兰氏阴性细菌,并测得分泌物原液对金黄色葡萄球菌最低抑菌浓度为4μL/mL。3.用酸碱法由弯齿琵甲虫体获得甲壳素单位平均产率为29.6%,以此制得的壳聚糖分子量3.32×105、脱乙酰度80.5%的壳聚糖,乳白色片状结晶;弯齿琵甲的甲壳素与虾蟹壳的相比,具有单位平均产率较高特点,这为今后综合利用这一资源提供了依据。

关键词：弯齿琵甲防御腺防御分泌物抑菌甲壳素

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黄粉虫防御器官、防御物质及其功能的研究

黄粉虫防御器官、防御物质及其功能的研究

作者：强承魁福建师范大学

学位级别：硕士

黄粉虫(Tenebrio molitor L.)是一种集高营养价值和多种保健功能于一身的资源昆虫,素有“蛋白质饲料宝库”之美誉。成虫在长期的生存竞争过程中形成了特有的化学防御机制,即通过腹部末端防御腺部分外翻来释放有特殊刺激气味的有毒分泌物... 详细信息

黄粉虫(Tenebrio molitor L.)是一种集高营养价值和多种保健功能于一身的资源昆虫,素有“蛋白质饲料宝库”之美誉。成虫在长期的生存竞争过程中形成了特有的化学防御机制,即通过腹部末端防御腺部分外翻来释放有特殊刺激气味的有毒分泌物。本研究主要包括对成虫腹部末端防御腺的着生部位和形态的研究;借助GC/MS法对不同性别和日龄成虫的腹部末端防御性分泌物以及幼虫和蛹腹部末端体液的化学组分进行定性和定量分析并加以比较;进而对成虫分泌物和在分泌物中起主要防御作用的2-甲基对苯醌和对甲酚标准品进行抑菌试验。研究结果显示: 1.成虫的防御器官是第7和8腹节间的节间膜内陷形成的囊状结构,左右两囊在体腔内向盲端方向渐细,两囊在基部共腔,防御腺分别位于两囊的基部背面。防御腺上每一分泌单元的导管均延伸至贮液囊处,由30～40个细胞的导管聚集成导管束,导管束和囊壁的愈合处伸出许多中空的短锥。 2.从3种溶剂中筛选出二氯甲烷作为最佳提取溶剂,以此对15、30和60日龄雌雄成虫防御性分泌物进行萃取并经GC/MS分析,均出现20多个峰,均确定出7种成分,即2-甲基对苯醌、对甲酚、正二十三烷、正二十四烷、12-二十五烯、正二十五烷和正二十六烷。对不同日龄的雌雄成虫中前两种物质的含量作以下比较:雌性成虫每克防御性分泌物和每只该虫防御性分泌物中2-甲基对苯醌的含量在15日龄时均低于雄性成虫,15～30日龄和30～60日龄时均持续增加;雄性成虫在这两个时间段内均呈先减后增的变化规律,但含量均远低于雌性成虫。60日龄时分泌物中该物质的含量均达最高,前者分别为155.12μg/g和23.39μg/g,后者为0.90μg/只和0.27μg/只。雌性成虫每克分泌物中对甲酚的含量在15日龄时低于雄性成虫,在这两个时间段内持续增加,雄性成虫则持续降低,含量逐渐较雌性成虫低。而每只雌性成虫分泌物中对甲酚的含量在15日龄时低于雄性成虫,在这两个时间段内呈先增后减的变化规律,雄性成虫则持续降低,含量逐渐低于雌性成虫。雌雄成虫每克分泌物和每只该虫分泌物中这两种物质总含量的变化规律均与2-甲基对苯醌的变化规律一致,总含量在60日龄时均达最高,前者

关键词：黄粉虫防御腺气相色谱/质谱联用 2-甲基对苯醌对甲酚抑菌作用