http : ! www. insect. org. cn
doi ： 10.16380/j.kcxb.2021.02.008
2 月 Februa —
2021, 64(2) : 213 -222
昆虫学报
ACTAENTOMOLOGICASINICA
网粒体脱落有助于茶小绿叶蝉成虫逃离蜘蛛网
林美珍1!2，杨 广1!2，王珍燕打尤民生1!2!"
(1.福建农林大学应用生态研究所，福州350002；
2.福建农林大学闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室，福州350002)
摘要：【目的】茶小绿叶蝉Empoosco  oouki i 是我国茶园的重要害虫，其体表覆盖网粒体，而网粒体是
否具有防御功能则知之甚少$本研究旨在明确网粒体脱落是否对该害e 逃离茶园蜘蛛网起到关键
spider软件作用。【方法】将茶小绿叶蝉成e 置于草间小黑蛛HyOphantcs  graminOola 的不规则网内，利用高清
摄像机和Vegas 软件对茶小绿叶蝉在蜘蛛胁迫和无蜘蛛胁迫情况下脱离蛛网的行为参数及其微动 作进行解析；将茶小绿叶蝉成e 翅面触碰蛛网后，在扫描电镜下观察翅面网粒体与蛛丝接触的微观
形态，分析试e 挣扎时与蛛网粘黏部位的网粒体分布情况。【结果】当蜘蛛胁迫时，茶小绿叶蝉成
e  60 min 内脱网率为45. 0%，无蜘蛛胁迫时,60 min 内成虫脱网率可达76. 7% ；茶小绿叶蝉成虫
陷入蛛网后的逃离时长蜘蛛胁迫组显著短于无蜘蛛胁迫组。茶小绿叶蝉成e 逃网策略至少有4 种。蜘蛛胁迫和无蜘蛛胁迫两处理组的翻身率都接近80%，翻身时长约0.5 s ，提示成e 翅面与蛛
网间的黏力较小。茶小绿叶蝉挣扎逃离蛛网的时长接近翻身时长的3倍，通过对茶小绿叶蝉在蛛 网的挣
扎行为解析判定茶小绿叶蝉的前足和中足是e 体
脱离蛛丝的部位。扫描电镜结果显
示，茶小绿叶蝉翅面是e 体表面网粒体分布最均匀且密度较高的部位，网粒体分布密度为280 ± 17
粒/25 $m 2 ；翅面网粒体可脱落并包裹整根黏丝；茶小绿叶蝉前足腿节及前跚节表面网粒体覆盖数
量不均匀，稀少部位的覆盖密度仅4 ±4粒/25 $m 2，是前足难以脱离蛛丝的可能原因。【结论】茶 小绿叶蝉体表网粒体脱落可有效帮助成e 脱离蛛网，其成e 能否成功快速逃离蛛网取决于与蛛网 的接触部位是否有网粒体的分布。
关键词：茶小绿叶蝉；草间小黑蛛；网粒体；蜘蛛网；逃跑行为；微观形态
中图分类号：Q968
文献标识码：A
文章编号：0454-6296(2021 )02-0213-10
Brochosome  detachme5 facilitates  Empoasca  onukii  ( Hemiptera ：Cicadellinae ) adults  escaping 
from  spiner  web
LIN  Mei-Zhen 1,2 , YANG  Guang 1，2 , WANG  Zhen-Yan 1, YOU  Min-Sheng 1,2, *  ( 1. Instituto  of  Applied
Ecoloay , Fujian  AgBculture  and  Forest — University , Fuzhou  350002, China ； 2. Stato  Keg  Laborato — of
Ecoloaicyl  Pest  Cont —l  far  Fujian  and  Taivan  Cops , Fujian  Agriculture  and  Forest — University , Fuzhou
350002, China )
基金项目：福建省自然科学基金项目(2019J01655)；福建农林大学 业链科技创新与服务体系建设项目(K1520005A03)
作者简介：林美珍，女，1982年5月生，福建永春人，博士，讲师，研究方向为昆虫生态学，E-mail ： meRhen/*********
* 通讯作者 Corresponding  author , E-mail : msyou@f/u. edu. cn
收稿日期 Received ： 2020-07-13；接受日期 Accepted ： 2020-09-24
AbstracS : & Aim ] Thv  Wx  green  leaffoppor , Empozscz  oouW i , is  a  signifcynt  pest  in  Wx  plantations  in
China. Its  body  surface  is  covered  with  bochosomes. Howevor , littla  is  known  about  thv  defensa  function  of  b —chosomes. This  study  aims  ta  claBf  thv  ole  of  b —chosomo  detachment  in  thv  escapo  of  tea  leaffoppers  from  spifor  webs . & Methods  ] E. onuki i  adults  we — th —wn  inta  lacy  webs  of  SypphanOs grzmmOolz , and  thv  behavivr  parameters  and  escapo  details  of  E. onuW i  adults  in  thv  presence  and
absence  of  spifers  we — analyzed  by  using  high  definition  video  cyme — and  Vegas  softwaro. Touching
of
214昆虫学扌艮Acta EnOmoOgOa Sinico64卷
brchosomas on the wings uki i adults with threads of spider webs was observed by Av scanning electron microscope(SEM),and the dPtridution of brchosomas on body paOs of uki i adu
lts contacting spider web was also analyzed?&Results]The escape rates uki i adults from the webs within60min in the presence of spiders and in the absence of spiders were45?0%and76.7%, respectively?The escape time of adults from tUv webs in tUv presence of spiders was remarkably shorter tUan that in tUv absence of spiders?There were at Oxst four dkerent strategies for adults to escape from spider web?In both the grups with the presence and absence of spiders,tUe riling rate was about80% and the riling time was approximately0.5s,suggesting that the adhesion fore between the wing of E.
oouki i adults and spider web is smal l?The escape time uki i adults was approximately3times as /ng as tUe riling time?The body paOs ukii adults most unexsy to detach from spider web were forelegs and middle leys,which was infesed from tUv struggle behaviors and detaching pats uki i adults from spider web?The SEM images showed that tUe wings uki i adults were the paOs most uniformly and densely ddtributed with brchosomes,with tUe cove/ng density of280土17paOicles/25 $m2.Brchosomes can be detached from wings and enfold a whole viscous capture thread?Brchosomes distribuWd on the femur and prtarsi of foreleg were non-uniform,with the cave/ng density as Ow as4±4paOicles/25$m2on the bare paOs,which might be the rexson that the foreleg of tUe insect is unexsy to detach from viscous capture tUreads?&Conclusion]The detachment of brchoso
mes cavv/ng tUe body suOaco of    E.onukii adults can fgcilitate leafhopper adults escaping from spider web,and whetUer the RaO1opper adults can escape quickly from spider web or not depends on tUe presence of brochosomes on tUe contacting paOs?
Key WO i S s:Empoasca onuki i%Hylyppantes graminicola %brchosome%spider web%escape behavior% micromomhoOgy
几十年来我国茶园防治茶小绿叶蝉Empoasca oouki i主要依赖化学防治，导致该叶蝉已对多种杀虫剂产生抗药性(陈宗懋，2009)o在有机生态茶园，我们经常在茶树冠层发现许多微型蜘蛛网，这种蜘蛛网被称为不规则网，其优势种主要是草间小黑蛛(曾明森等，2008%毕守东等，2019)o草间小黑蛛Hytyphaotes graminicola，又称为草间钻头蛛，属皿蛛科(Linyphii d ae)钻头蛛属Hylyppantes，广泛分布于我国南北各省，食性广，是我国茶园、菜地、水稻田等农田作物的重要捕食性天敌(赵敬钊和刘凤7,1982))草间小黑蛛体小，所结不规则网既可以结网捕食，也可以游猎性捕食。王沅江等(2008)通过时空二维生态位的调查，认为茶小绿叶蝉若虫与草间小黑蛛的生态位重叠值较大，而成虫的天敌则主要以游猎型蜘蛛为主。谢振伦(1996)报道草间小黑蛛对茶小绿叶蝉成虫和若虫都有很高的日捕食量。目前多数学者都是通过室内试验测定草间小黑蛛在封闭容器内对多种害虫的捕食能力，未见到其结网捕食行为的相关报道(谢振伦，1995%刘凤想等，2007)，在野外草间小黑蛛能否通过不规则网对茶小绿叶蝉成虫具有较强的捕食功能尚未明确。另一方面，在前期研究中，我们观察到茶小绿叶蝉与叶蝉科其他昆虫一
样，体表覆盖着一层被称为网粒体的特殊分泌物(Rakova,2000,2009)。网粒体为微纳米级蜂窝状中空球体颗粒，依靠肉眼无法观察) Rakitov和Gorb(2013a,2013b)报道网粒体具有超强疏水性，可以保护叶蝉排放的蜜露不会粘黏到翅面上。
Wittwaack(2005)报道叶蝉网粒体可被风吹散到空气中，成为气溶胶的一种微粒，对大气中的气溶胶微粒进行分析，发现网粒体占有很大比例，且一般成簇存在。但目前关于网粒体从叶蝉体表的脱落尚未见有直接证据。因此，本试验提出假设，茶小绿叶蝉是否可以通过体表网粒体脱落而快速逃离蜘蛛网。在前期研究中我们观察到茶小绿叶蝉成虫腹部腹面分布大量的网粒体，网粒体的超疏水特性有助于成虫逃离叶片表面残留的水滴"Lin ei ale2016)。本试验分析茶小绿叶蝉成虫陷入蛛网后，在蜘蛛胁迫条件下以及无蜘蛛胁迫时的脱网策略，通过视频逐帧分析其翻身行为、挣扎行为和脱网行为，在这几个关键行为动作中判定叶蝉虫体各部位与蛛丝的粘黏情况，进一步明确茶小绿叶蝉体表网粒体是否具
2期林美珍等：网粒体脱落有助于茶小绿叶蝉成虫逃离蜘蛛网215
有脱落避险的生物学功能，同时也为保护和利用有机生态茶园草间小黑蛛防治茶小绿叶蝉的意义增加更多了解。
1材料与方法
1.1供试虫源
茶小绿叶蝉成虫采自福建农林大学南山茶园，试验所用叶蝉均为当天采集，保证试虫具有较强活力。试虫采用拍网法采集，带着手套拍打茶蓬表面，将试虫赶入捕虫网（100目纱网）内，用自制人工吸虫器将试虫收集到透明试管内。选择雄健、体较深的试虫开展本试验。为明确试虫翅面网粒体覆盖的完好情况，利用相同采虫方式从相同采集地点采集100头茶小绿叶蝉成虫，用CO2麻醉后再随机抽选10头，在体式显微镜下使用显微剪将其前翅和后翅剪下，用显微银夹住前翅或后翅的基部或端部，小心粘贴到铜台上，利用扫描电镜（SEM）观察试虫翅面网粒体的分布完整性。经验证，抽取的样本中叶蝉翅面网粒体均匀分布，完好性佳，表明拍网采集法不会导致试虫翅面网粒体脱落，样本中也未发现触碰过蛛网导致网粒体脱落的痕迹。
1.2蛛网的收集
试验采自福建农林大学南
园。该茶园为有机生态茶园，蜘蛛种类较多。本试验选择草间小黑蛛的不规则网作为研究对象。每天上午9：00时之前到茶园采集，采集时选择单枝茶梢上有完整的蛛网，如上下叶片间连接的不规则网或茶梢茎杆与叶片间连接的不规则网，将剪下的带蛛网茶梢插到泡沫板上，放入加有少许清水的亚克力箱内带回实验室。试验所用蛛网均为当天采集，选择干净、完整的新鲜蛛网，避免选择有较多尘土、虫体残留物或残缺破旧的老旧蛛网。
1.3不同处理条件下茶小绿叶蝉逃离蛛网的主要行为参数统计及行为解析
草间小黑蛛一般躲在茶梢蛛网旁边的叶背等隐蔽处，将采集回来带有蛛网的茶梢先进行认真检查，确认茶梢上是否带有草间小黑蛛。试验将蛛网分为带蜘蛛处理组（S组）和不带蜘蛛处理组（NS组）o 将带蛛网的茶梢通过泡沫板固定在加清水的烧杯上，试验利用4K高清摄像机（索尼FDR-AX100E）对茶小绿叶蝉成虫逃离蜘蛛网的行为进行拍摄记录，运用Vegas Pre15.0软件对记录的行为片段进行逐帧分析，计算各种行为的时长。带蜘蛛处理组（S组），先将蜘蛛转移到指形管内进行饥饿处理2 h，将投网试虫经CO2麻醉后用毛笔轻轻转移到蜘蛛网上，约3mR茶小绿叶蝉苏醒后，将蜘蛛用毛笔转移到蛛网旁5cm处的茶梢上，并开始拍摄记录捕食及逃逸行为，观察60min内试虫的逃脱情况，统计脱网率（O）和逃离时长"Te），逃离时长为从在蛛网挣扎开始计时至离开蛛网的时间；不带蜘蛛处理（NS），小绿叶虫基行
态下触碰草间小黑蛛的不规则蛛网，其背面碰网概率比正面高，故试虫麻醉后转移到蜘蛛网时统一背面，试虫3min苏，开60min试虫的脱网率（O）和挣扎逃离蛛网时长（Tet）此外，为明确小绿叶虫翅面盖粒是否
其逃离蛛网起到关键作用，通过Vegas Pre15.0软件逐帧分析试虫的翻身率（-）和翻身时长（E））每个蛛网仅用于单次试验，S组的试验虫数为20头,NS组试验虫数为30头）
除了统计行为参数外，试验利用Vegas Po15.0软件分别对茶小绿叶蝉成虫触碰蜘蛛网后的挣扎及逃离的行为片段进行放大并逐帧观察分析，判定茶小绿叶蝉逃离蛛网的行为策略；重点分析成虫脱离蛛网的主要策略与哪些虫体部位有关，以便对这些部位进行显微观察，分析是否与其表面网粒体的分布有关。
1.4茶小绿叶蝉体表网粒体分布特征的SEM 观察
从野外采集的试虫中选择100头体较深、虫小绿叶虫，CO2随机选10头，剪下双翅进行步骤1.1节中翅面网粒体分布完整性的检验。将剪除双翅后的成虫用CO2再次麻醉，然后放入自制纱布小滤袋中，用针线绑紧滤袋口，放入2.5%戊二醛溶液中,4C下固定12h，取出后用PBS缓冲液反复漂洗3次，每次10mR，接着依次用30%,50%,70%,80%,90%和100%叔丁醇进行逐级脱水（郭素枝和季清娥，2001），每次5 min，结束后用100%叔丁醇再次浸没5min后取出，放入玻璃干燥器内自然干燥）将获得的样品在显微镜下用导电胶固定于样品台上，镀金（KEOLLV 1680, EIKO，离子溅射仪），扫描电镜（JSM-6380LV，日本电子株式会社JEOL）观察，分析试虫头部、胸部、腹部、翅面和3对足的网粒体分布密度）采用虫体每个部位扫描电镜图放大5000倍进行分析，固定刻度尺为5m，随机统计5个正方形方框（5$m X 5$m）内的网粒体分布数量后取平均值。比较分析
216昆虫学扌艮 Acte  EntomoOgOo  SinOo 64卷
试虫与蛛网粘黏时容易脱离和难以脱离蛛网的虫体 部位覆盖的网粒体分布情况）1.5茶小绿叶蝉网粒体
触网后的脱落性显微观察
茶小绿叶蝉成虫双翅的面积较大且平整，能均
匀覆盖网粒体，因此选择翅面对网粒体脱落性进行 分析。使用0#毛笔将叶蝉成虫翅面触碰草间小黑
蛛的不规则蛛网，随后将试虫与所粘连的蛛丝一起
移到体式显微镜下，用显微剪将叶蝉翅面剪下，粘到 贴有导电胶的铜台上，直接进行喷金及扫描电镜观
察，查看翅面网粒体覆盖层的脱落情况以及蛛丝上 是否有残留的网粒体颗粒。
1.6数据分析
观测数据用SPSS21.0软件进行分析，不同处理
组行为参数差异显著性分析采用独立样本t 检验,
脱网率和翻身率的组间差异分析采用卡方检验。
2结果
2.1茶小绿叶蝉逃离蛛网的主要行为参数
当利用草间小黑蛛进行胁迫时，茶小绿叶蝉成
虫具有45. 0%的脱网率（表1），被捕率为55. 0% ,
说明茶小绿叶蝉成虫具有较强的脱网能力避开结网
性蜘蛛的捕食；当无蜘蛛胁迫时，茶小绿叶蝉成虫的
脱网率达到76. 7%，表明大部分的茶小绿叶蝉成虫
都可以脱离蛛网的困扰，两个不同处理组间脱网率
存在显著差异（必=1, P  =0.047））
表1茶小绿叶蝉成虫不同处理下逃脱蛛网的主要行为参数
Tabie  1
Escape  behavior  parameters  of  Empoasca  onnUii  adulSs  from  spiner  web
处理组
Teeatmentgeoups
试虫数(N )
Number  of  test
insects 脱网率(%)
EBcapeeate  1
( 95% 95% FL )逃离时长(s )
EBcapetime
Te
翻身率(%)
Rolling  rate
o
2翻身
( s )
Rolling  Imc
Tt
蜘蛛胁迫组
45.0 b
1.47 +0.31 b
77.8 a
20
(0.24 -0.68)
(0.40 -0.96)
0.49 ±0.71 a
Geoup  with  thepeesenceoispidees
无蜘蛛胁迫组
76.7 a
82.6 a
30
(0.57 -0.89)
2. 14 + 1.59 a
(0.60 -0.94)
0.55 ±0.26 a
Geoup  with  theabsenceoispidees
同列数据(平均值士标准误)后不同字母代表两种处理间存在显著差异(P<0.05，脱网率和翻身率采用卡方检验，逃离时长和翻身时长分析
采用独立样本 t  检验)O  DiVerent  small  letters  following  the  data  (mean  土 SE) in  a  column  indicate  sivnifcont  dRferences  between  the  two  treatments
(P  <0. 05 , ChOsquarc  test  for  escape  rate  and  rolling  rate  and  independent  samples  test  for  escape  imc  and  oiling  imc ).
从蜘蛛捕食视频可以看出，茶小绿叶蝉成虫挣 扎后立即引起蜘蛛的猛扑行为。两个不同处理组 中，存在差异显著的是逃离时长，蜘蛛胁迫组的逃离
时长仅1.47 ±0.31 s ，显著短于无蜘蛛胁迫组（t  = -1.249, dO  = 28, P  =0.003），说明蜘蛛胁迫有助于
叶蝉试虫快速脱离蛛网。对成功逃离蛛网的试虫脱 网行为进行分析，我们发现茶小绿叶蝉成虫有一定 比例可以不翻身情况下直接逃离蛛网，约80%左右
的试虫都偏向于翻身后逃离，翻身率在两个不同处
理组中不存在显著差异（de= 1, P  = 1.000），翻身时
长在两个不同处理组都很短，仅仅约0.5 s ，不同处 理组的翻身时长差异不显著（i  = -1.01, 6O  = 28,
P= 0.315）。从翻身时长很短可以看出，成虫背面对
蛛网似乎不存在黏力现象。两个处理组的逃离时长
接近翻身时长的3倍，表明叶蝉成虫翻身后虫体仍
有某些部位与蛛网的黏力较强，需经过一定时间的
挣扎才能摆脱蛛网。
2.2茶小绿叶蝉成虫陷入蛛网的行为解析
观
, 小绿叶
虫 现出 2脱网策略：一种是翻身时触碰蛛网，引发蜘蛛过来捕食，但在捕食行为中叶蝉可快速跳跃逃脱，与蛛网的
最后脱离部位为足的前：节（图1: A ），该种情况一 出现在
下方
, 在草 小黑
蛛的捕食行为中很常见；另一种情况是蜘蛛还在旁
边守候时，茶小绿叶蝉无翻身直接飞行逃离（图1: B ）。无蜘蛛胁迫组，茶小绿叶蝉逃离蛛网的行为策
略可分为4种：最常见的是快速翻身后向下跳跃逃 离（图1： C ）；其次是成虫不翻身情况下通过调节腿
部姿势直接飞行逃离（图1： D ）；第3种是翻身后在 蛛网中挣扎，调节3对足与蛛丝的结合后腾空跳跃
逃离蛛网（图1: E ）；第4种是叶蝉成虫翻身后移动 到蛛网边缘，采用悬挂法挣扎后利用重力跳跃逃离
蛛网（图1: F ）。从以上行为分析可以看出，叶蝉背
面尤其是翅面与蛛网的黏力较小，翻身时长很短，翻
身十分容易，而足与蛛丝的黏力在不同部位存在差
异，如果仅足的前：节触网，叶蝉成虫仍可在蛛网上 进行移动（图1: C ）。
小绿叶 , 最
部位是前 ,
如利 悬挂法
小绿叶
的部位是前足和中足（图1: F ）。分析蛛网上逃脱
2期林美珍等：网粒体脱落有助于茶小绿叶蝉成虫逃离蜘蛛网217
失败小绿叶，发现小绿叶前足被蛛丝粘黏无法及被（图2:A），无有的叶前足及中足拉扯蛛丝仍难以挣脱蛛网，超过60min保持不动，在试验中被记为失败（图2:B）o
图1茶小绿叶蝉成虫陷入蛛网后的逃离行为
Fig.1Escaping beheviors of Empocscc ooukii adults from spider web
A：蜘蛛胁迫下茶小绿叶蝉成虫站立姿势跳跃逃离蛛网E.ooukii adult stood on the web and jumped away in the presence of spiders%B：蜘蛛胁迫下茶小绿叶蝉成虫不翻身直接跳跃逃离蛛网E.ooukii adult jumped away directly without oiling on the web in the presence of spiders；C：茶小绿叶蝉成虫快速翻身后跳跃法逃离蛛网E.ooukii adult oiled over quickly on the web and jumped away；D：茶小绿叶蝉成虫不翻身直接跳跃法逃离E.ooukii adult jumped away the web directly without oiling；E：茶小绿叶蝉成虫调整腿部姿势后腾空跳跃法逃离E.ooukii adult adjusted the postuo of its legs and jumped away；F：茶小绿叶蝉成虫悬挂法依靠重力逃离E.ooukii adult hanged on the web and jumped away relying on its weight.
图2茶小绿叶蝉成虫陷入蛛网后逃脱失败的行为动作
Fig.2Escaping failure beheviors of Empocscc ooukii adults on spider web
A：茶小绿叶蝉成虫前足和中足拉扯蛛丝困于蛛网，被蜘蛛捕食E.ooukii adult trapped in the web with the foreleg and middle leg stuck by the capture threads and preyed by spider；B：茶小绿叶蝉成虫背部触碰蛛网，翻身时前足和中足与蛛丝粘黏无法挣脱而保持不动E.ooukii aduW touched the spider web with bs back side and failed to oi l over as the foreleg and middW Wg stuck by the viscous captum thoad and held still.
2.3茶小绿叶蝉成虫体表体的分布特征
小绿叶蝉头、胸腹3个虫部位中，都出现虫体背面网粒分布数量明显腹面。
小绿叶蝉头部并滑，而是有微小凸起，但头部粒体分布数量较为稀疏（图3:A,B），分布密度仅为18±10粒/25$m2，
而头部腹面喙管和触角

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