基于FIB-SEM三维重构揭示褐飞虱卵巢管营养传递机制与卵母细胞能量储存新结构

《Cell and Tissue Research》：3D reconstruction of the ovariole in Nilaparvata lugens (Hemiptera: Delphacidae) by FIB-SEM

本研究针对褐飞虱高繁殖力背后的卵子发生机制难题，通过聚焦离子束-扫描电镜(FIB-SEM)技术首次实现卵巢管纳米级三维重构。研究人员发现营养索并非持续连接而是阶段性接触卵母细胞，并鉴定出蛋糕状磷脂糖蛋白的能量储存新结构，为害虫生殖调控策略提供了关键理论基础。

　　

褐飞虱(Nilaparvata lugens)凭借其端滋型卵巢管(teleotrophic ovariole)的中央化营养供给系统，保障了每个卵母细胞(oocyte)获得必需营养，从而形成高繁殖特性。现有研究多聚焦激素调控与基因表达层面，而对卵巢管组织内部的细胞组成与三维空间关系认知有限。本研究采用聚焦离子束-扫描电子显微镜(FIB-SEM)进行三维体积重建，突破了传统二维电镜的局限，在纳米尺度揭示了卵巢管内部精细结构与卵子发生(oogenesis)过程。通过系统解析终端丝(terminal filament)、滋养细胞(trophocyte)、生殖细胞簇(germ cell cluster)、三类滤泡细胞(follicular cell)、营养索(nutritive cord)等关键组分，发现营养索仅在特定发育阶段短暂连接卵母细胞以完成营养传递。在卵母细胞内发现的独特蛋糕状磷脂糖蛋白(phospholipoglycoprotein)组装体，暗示了特化的能量储存机制。该三维模型清晰阐释了卵巢管各组分间的空间关系，为理解卵母细胞生长与营养获取机制提供了新视角，对昆虫生殖生物学基础研究及害虫防控策略开发具有重要意义。