农业害虫Entomoscelis suturalis消化与排泄系统的功能形态学研究及其防控潜力分析

《The Journal of Basic and Applied Zoology》：Functional morphology of the digestive and excretory systems in the agricultural pest Entomoscelis suturalis Weise, 1882 (Coleoptera: Chrysomelidae)

本研究针对农业害虫Entomoscelis suturalis的生理防控需求，通过光镜与扫描电镜技术系统解析其消化与排泄系统的形态结构。研究发现，该虫消化道分为前肠、中肠和后肠三部分，中肠褶皱发达且具微绒毛结构，马氏管呈念珠状分布并参与排泄调控。该成果首次揭示了E. suturalis的内脏解剖特征，为开发靶向性害虫管理策略提供了关键结构基础。

　　

在油菜、芥菜、卷心菜等作物田中，一种名为Entomoscelis suturalis的叶甲虫正悄然成为农民们的噩梦。这种属于鞘翅目（Coleoptera）叶甲科（Chrysomelidae）的昆虫，其成虫和幼虫均以植物叶片为食，通过大量啃食造成作物严重减产。尤其令人担忧的是，该虫近年来分布范围不断向西扩张，已从中亚蔓延至中欧地区，对农业生产构成持续威胁。然而，长期以来，人们对这种害虫的生物学特性尤其是内部生理结构知之甚少，这严重制约了针对性防控策略的开发。

为破解这一难题，研究人员将目光投向了昆虫的消化系统和排泄系统——这两个系统直接关系到害虫的营养吸收和代谢废物排出，是潜在的新型杀虫剂作用靶点。通过精细解析其形态结构，或许能找到干扰害虫生理过程的突破口。于是，一项聚焦于E. suturalis内脏解剖的深入研究就此展开，成果最终发表在《The Journal of Basic and Applied Zoology》上。

研究团队采用立体显微镜解剖、光学显微镜（LM）组织切片和扫描电子显微镜（SEM）观察相结合的技术手段，系统分析了成虫消化道的形态特征。样本采集自土耳其安卡拉地区的农田，确保了研究对象的生态相关性。

研究结果

1. 消化道整体结构与分区

消化道分为前肠、中肠和后肠三部分。前肠包括咽、食道、嗉囊和前胃，管壁由肌肉层、薄上皮和内膜（Intima）构成；中肠体积最大且表面褶皱明显；后肠由回肠、结肠和直肠组成。

2. 前胃的机械消化功能

前胃内膜具短而尖锐的棘刺结构，可机械破碎食物。SEM图像显示其管腔内存在正在消化的食物颗粒，表明此处参与初步消化。

3. 中肠的吸收与分泌特性

中肠上皮为单层柱状细胞，核呈球形，顶端具密集微绒毛（Microvilli），深褶皱增大了吸收面积。胃盲囊（Gastric caeca）散布于中肠壁，SEM显示其表面亦有微绒毛，推测参与酶分泌和营养吸收。

4. 后肠的微生物群落与水分重吸收

回肠与结肠管腔中发现大量球状微生物菌落，直肠内还有杆菌存在，表明后肠为微生物提供了栖息环境。结肠与直肠上皮分别为扁平与立方上皮，肌肉层发达，可能与水分重吸收和粪便成形有关。

5. 马氏管的排泄调节机制

两对马氏管起源于中后肠交界处，远端呈念珠状，表面有气管网络分布。管壁为单层立方上皮，细胞含分泌颗粒，微绒毛结构暗示其参与离子交换和代谢废物排出。

结论与意义

本研究首次完整揭示了E. suturalis消化与排泄系统的精细结构，明确了中肠微绒毛、前胃棘刺、马氏管分泌颗粒等关键靶点特征。这些结构与其取食习性、营养吸收和排泄功能紧密相关，例如中肠褶皱和胃盲囊适应了植食性昆虫的高效消化需求，而马氏管的念珠状结构可能增强排泄效率。相较于其他鞘翅目昆虫（如Chrysomela populi），E. suturalis后肠微生物群落的发现为研究昆虫-微生物互作提供了新视角。

该成果不仅丰富了叶甲科昆虫的解剖学数据库，更为开发针对消化道特定结构的害虫控制剂（如破坏中肠吸收功能或堵塞马氏管排泄通道）奠定了理论基础。未来可基于此研究开展毒理学实验，探索如何利用这些形态特征设计更精准、环境友好的害虫管理策略。