家蚕生物学-第一章-绪论、家蚕的起源、进化和生活史课件.ppt

绪言绪言家蚕生物学研究的对象 家蚕生物学是蚕学专业的的一门专业基础必修课。是以家蚕为对象，研究其形态、构造和生命活动基本规律的科学。通过家蚕生物学的学习，使学生了解家蚕各组织器官系统的形态、位置、构造和功能；掌握家蚕的营养代谢、呼吸、循环、排泄、感觉、运动、生殖、生长发育、丝物质的形成和内分泌等的基本生理现象；了解家蚕生物学的研究进展。为什么要研究家蚕？家蚕的主要功能是吐丝结茧，因此是丝绸工业的基础家蚕室模式昆虫。个体大、生活周期短、人工饲养、常年饲养、形态变异多而明显、生理现象典型家蚕的其他用处。环境适应性、饲料适应性、生物反应器（杆状病毒表达系统、转基因等）学习参考书教材：教材：家蚕生物学 自编蚕体解剖生理学，吴载德主编，农业出版社，1989年（第二版）实验教材：蚕桑学实验指导，缪云根主编，浙江大学出版社，2001年出版主要参考书及学术刊物：主要参考书及学术刊物：中国养蚕学 中国农业科学院蚕业研究所主编，上海科学技术出版社，1991年出版昆虫生理学 科学出版社，1986年出版蚕业科学 中国农业科学院蚕业研究所主办Journal of Insect physiology,Elsevier Science Ltd.DirectInsect Biochemistry and Molecular Biology,Elsevier Science Ltd.Direct第一章家蚕的起源、进化及蚕的生活史第一章家蚕的起源、进化及蚕的生活史第一节第一节 家蚕的生活生活史及基本形态家蚕的生活生活史及基本形态二、家蚕的基本形态卵形卵形 一般椭圆形，略扁平，一端稍尖。初产的卵面表面隆起，稍后由于卵内营养物质的消耗以及水分的蒸散，容量减少，在卵的表面中央逐渐出现浅的凹陷，成卵窝。卵的大小卵的大小 因蚕品种、营养条件不同而有差异。一般1800-2100粒/克。卵色卵色 初产下的蚕卵一般呈淡黄绿色，如果是越年卵，经2-3日随着内部胚胎的发育，卵色加深，4-5日后即呈品种的固有色。卵色有紫、灰、褐、绿、红、白色等。至于不越年卵，通常是不变色的。决定卵色的主要因素决定卵色的主要因素 是存在于卵内浆膜细胞中的色素，其他如卵壳和卵黄的颜色对卵的色相也有影响。浆膜细胞中的色素是色氨酸在一系列酶的作用下转变生成的。白卵品系的蚕卵，就是由于缺乏生成色素过程中的某种酶，因而卵不着色。1、蚕卵、蚕卵图1-2 卵的构造1.卵孔 2.卵窝 3.卵壳 4.卵黄膜 5.浆膜 6.卵黄 7.羊膜 8.胚胎卵壳：卵壳：一般无色透明，但也有淡黄或淡绿色的。卵壳含有大量甘氨酸、胱氨酸等为卵壳 质的硬蛋白，由母蛾的卵巢管上皮细胞分化的卵泡细胞所分泌。卵壳表面有无数微细气孔，是蚕卵进行呼吸的通道。卵黄膜：卵黄膜：无细胞构造，厚薄均匀而透明。浆（液）膜：浆（液）膜：在卵黄膜的内侧，由一层大型而扁平的多角形细胞所组成。浆膜与卵壳和卵黄膜不同，是在产卵后由卵核和精核结合的受精核分裂而生成的。卵黄：卵黄：卵内主要内容物。无色、淡黄或浓黄色。为胚子发育的营养来源。卵黄中有脂肪性颗粒、蛋白质性颗粒等。胚胎（子）：胚胎（子）：在产卵后形成，偏在卵的一方，埋在卵黄中。卵孔：卵孔：是精子进入卵内的孔道，以漏斗状向外开口，由数条卵孔管通向卵的内部（多精子受精），卵纹：卵纹：位于卵壳表面，凹凸不平，遍布着五角形或六角形的网状花纹。其大小形状和多角形的数目因蚕品种而差异。头部及口器 图1-4 头部背面1.颅侧板 2.冠缝 3.蜕裂线臂 4.额区 5.头盖缝 6.幕骨陷 7.额 8.唇基点 9.上唇 10.上腭 11.下腭 12.单眼 13.下唇 14.触角幼虫头部外面包着一层骨质的壳片，呈暗褐色，全面密生刚毛。从头部背面看有称为头盖缝的“人”字形沟缝，把头壳划分成三块，左右两块半球状的大形壳片，称颅侧板颅侧板，两颅侧板间的三角形壳片，称额额。额的底边，狭长而表面有皱纹的部分称唇基唇基，在颅侧板的侧面下方各有六个隆起呈半球形的单眼单眼，这是蚕的感光器官。单眼的前方有左右成对的触角触角，触角有三个褐色骨质化的小节组成，各境界处有白色的节间膜，使触角可以伸缩转动。触角第2小节的顶端，生有两根长的刚毛，另外在第2、第3小节顶端各有几个感觉突起。触角是蚕的重要感觉器官。图1-5头部前面1.上腭 2.上唇 3.唇基 4.触角 5.单眼 6.下唇 7.下腭 8.吐丝管 9.下唇须图1-7 触角1.感觉毛2.第三小节 3.第二小节 4.第一小节 5.角基膜 6.颅侧板 7.单眼图1-9 上腭一、外面 二、内面1、上腭臼 2、上腭髁 3、上腭毛 4、收肌键 5、展肌键上腭位于上唇的下方，由厚而坚硬的骨质板片构成，左右各一个，黑褐色，表面生有两根刚毛。两个上腭相对的一端，各生有锯齿，左右两上腭的锯齿适相嵌合，便于切撕桑叶。图1-10 下唇一、背面 二、侧面1、吐丝管 2、下唇须 3、前颏 4、口腔底部下唇在左右下腭的中间，与上唇上下相对，是口器的最下部分，它的背面成为口腔的底部。下唇前端中央部突出一个白色圆锥形的吐丝管，管的末端开口，茧丝由此吐出。吐丝管的基部两侧各有一个下唇须。图1-12 胸足1、第1小节 2、第2小节 3、第3小节 4、爪胸部各环节腹面都有一对胸足,每一胸足由3节组成，胸足上面生有很多刚毛，足的末端有一个褐色的爪。胸足的主要作用在于食桑和结茧，爬行时只起辅助作用。图1-13 腹足1、钩爪 2、足垫腹部第三至第六环节腹面各有一对腹足。蚕的腹足不同于胸足，腹足是柔软而无环节构造的肉质突起，先端呈圆盘状，内缘密生大小两种钩爪，以双序排列成半环状，用以抓住物体。蚕的爬行主要靠腹足和尾足。幼虫雌雄性特征 图1-14蚕的雌雄外部特征一、雄蚕 二、雌蚕1.前生殖芽 2.后生殖芽 3.赫氏腺 4.第八腹节 5.尾足 6.肛门蚕的腹部腹面有雌雄性的生殖芽。雌蚕的第 11 和 12 环节腹面，各生有一对乳白色的点状体。前一对称前生殖芽（石渡氏前腺），后一对称后生殖芽（石渡氏后腺）。雄蚕的生殖芽在第 12 环节腹面的前缘中央，是一个附着在体壁内面的乳白色瓢形囊状体，称赫氏腺。这些生殖腺是成虫生殖附器的原基，到了大蚕期特别是第5龄期，肉眼容易认出，可用以鉴别蚕的雌雄。蚁蚕外形的特点 图1-15 蚁蚕的外形蚁蚕最显著的特征是体表面生有多数瘤状突起，在环节上有一定位置排列，其上着生3-6根刚毛。蚁蚕食桑后逐渐成长，瘤状突起随着体壁的伸展而消失，体色趋淡，此时通称“疏毛期”，并非刚毛脱落。内部器官概述图1-16 蚕体内部主要器官的配置1.脑 2.涎腺 3.背血管 4.消化管 5.丝腺 6.神经 7.生殖腺 8.马氏管 9.肛门蛹的雌雄性特征图1-18 蛹的雌雄外部特征雄蛹 二、雌蛹1.第9腹节腹面小点 2.第8腹节腹面的纵线 3.肛门雌蛹和雄蛹在腹部有较明显的差别。雌蛹腹部大而末端钝，在第8腹节腹面的正中线上有一条纵线，与该环节腹面的前后缘形成略呈“X”状的线缝。肛门在第9腹节的腹面。雄蛹腹部小而末端尖，在第9腹节腹面的中央有一个褐色小点，肛门在小点的后方。根据以上特点，可以鉴别蛹的雌雄。成虫的形态图1-19蛾的外形头部 2.复眼 3.前翅 4.胸部 5.后翅 6.腹部 7.触角蛾体也分头、胸、腹三部分（图1-19）。除节间膜外，全身被有白色鳞片。头部虽小，由于有大形的触角和复眼，容易区别。胸部有3对发达的胸足，中胸和后胸各有翅1对，腹部雌的有7个环节，雄的有8个环节，末端着生外生殖器。在前胸和第1-7腹节两侧各有1个气门，呈新月形，除第1对气门向前弯曲外，其余都向后弯曲。图1-20雄蛾外部生殖器1.菱形骨片 2.抱器 3.匙形突 4.第9腹节腹板 5.阳茎 6.第8腹节腹板 7.肛门 8.钩形突雄蛾的外部生殖器由幼虫的第9和第10腹节变成（图1-20）。其中第10腹节的背板构成钩形突，腹板形成凹形的匙形突，钩形突和匙形突之间的膜质部上有肛门。第9腹节腹板中央变成骨质环，称基腹弧，中央着生阳茎，阳茎是骨质化的坚硬管，末端呈三角形。基腹弧两侧各有一个大形的抱器，也是由第9腹节衍生，交配时用以钩住雌蛾。第9腹节的背板由于中央纵陷而形成两个略呈椭圆形的大形突起。图1-22 雌蛾内部侧面头部 2.胸部 3.腹部 4.神经 5.中肠 6.食道 7.嗉囊 8.后肠 9.直肠囊 10.背管 11.卵管 12.交配孔 13.交配囊 14.受精囊 15.粘腺蛾的消化管由于不再摄食，改营其他生理作用。前肠细而长，在后端向背面突出成一个大形的囊状体，称嗉囊。嗉囊薄而透明，在蛹的末期，囊内充满着碱性液体，羽化时吐出，用以松解茧层。中肠萎缩成扁平的椭圆形，上有许多横皱。后肠变成一条细长的肠管，后端也有一个囊状体，称直肠囊。马氏管分别开口于后肠前端两侧，以后各分成3条细管，游离于体腔中。蛹期的代谢终产物，由马氏管吸取并积储在直肠囊内，化蛾后排出体外，称蛾尿。蛾的背血管在胸部有两次向腹面弯曲，在第7 腹节以盲管终。蛾的胸部肌肉，由于翅和足的活动而发达，但在头部和腹部均较幼虫简单。神经系统和幼虫期相似，位于腹中线上。内部生殖器官特别发达，雌蛾卵巢发育成为左右各4条卵管，充满在体腔中。图1-23 雄蛾内部侧面头部 2.触角 3.翅 4.背管 5.食道 6.嗉囊 7.中肠 8.后肠 9.直肠囊10.马氏管 11.神经 12.附腺 13.射精囊 14.射精管 15.睾丸 16.输精管 17.雄部背面纵肌家蚕在动物分类学上的位置是：节肢动物门（Arthropoda）昆虫纲（Insecta）鳞翅目（Lepidoptera）蛾亚目（Heterocera）蚕蛾科（Bombycidae）蚕蛾属（Bombyx）家蚕种（mori）家蚕的学名是：Bombyx mori L.家蚕长期来由于人们从不同地区和不同目的的要求的培育选择，又形成了许多在化性、眠性、茧色、茧形、幼虫体态、丝量、丝质、纤度、抗逆性等经济性状方面有显著差异的家蚕品种。第三节第三节 家蚕的起源于分化家蚕的起源于分化根据比较解剖学、近代遗传学、免疫学、生态学和生物化学等研究证明，现代家蚕（Bombyx mori L.）和栖息在桑树上的野蚕（Bombyx mandarina M.）是由同一祖先分化而来的。我国远在5000多年前就已发明养蚕，在以后的漫长年代中，随着农业发展，栽桑、养蚕、制绵、缫丝和织绸技术不断进步。由于与各国文化交往的增加，我国的蚕种和养蚕技术逐渐向国外传播。中国是世界上最早开始养蚕、缫丝和织绸的国家，这点已成定论，但是，关于养蚕的起源，却存在许多一时难以解决的争论。陆上丝绸之路陆上丝绸之路公元前138年和公元前119年（汉武帝时期），张骞两次出使西域，打通了中原与西域之间的交通，标志着中原与西域间“丝绸之路”的正式开通。海上丝绸之路海上丝绸之路 海上丝绸之路是古代中国与外国交通贸易和文化交往的海上通道，它主要有东海起航线和南海起航线，形成于秦汉时期，发展于三国隋朝时期，繁荣于唐宋时期，转变于明清时期。图1-24 家蚕地理品种的分化（吉武，1967）图1-25 世界家蚕的起源和类型的传播（蒋猷龙，1979）第四节 家蚕的地理品种一、家蚕品种的分类二、地理品种中国系统种中国系统种中国系统种是在我国长江流域和黄河流域形成的地理品种。化性包括一化性、二化性以及有滞育的多化性。眠性主要是4眠，也有3眠。茧色以白色为主，也有金黄色、桃红色和绿色。茧形以椭圆为主，也有球形和锥形茧。日本系统种日本系统种日本系统种是在日本形成的地理品种。有一化性和二化性，也有较少数的四化性和多化性。4眠。茧色大多为白色，也有少数金黄色和绿色。茧形小，深束腰。欧洲系统种欧洲系统种系在西亚和欧洲地区形成的地理品种，均为一化性，4眠蚕。茧多肉色，也有黄色和白色。茧形大，多浅束腰，缩皱粗。亚热带和热带系统种亚热带和热带系统种系在我国广东、广西以及南亚、东南亚地区形成的地理品种。分有滞育期的多化性和无滞育期的多化性种。4眠。茧色白、金黄、锈或淡绿，茧形小，多纺锤形，绵茧较多。第五节 家蚕的近缘昆虫