昆虫是动物界中种类最多、数量最大的类群,尽管其它的生理系统为昆虫的繁盛提供了可能,但归根到底是昆虫的生殖系统将这种可能变为现实。开展昆虫生殖系统的形态和超微结构研究,有利于了解昆虫的产卵方式和生殖潜力,而对生殖系统构造变化的研究则有利于明确昆虫的演化和系统发育及近缘类群的鉴定。沫蝉是植食性昆虫,有着既存和潜在的威胁。但对沫蝉生殖系统的形态和超微结构缺乏研究。本实验借助光学显微镜和透射电子显微镜对尖胸沫蝉科的牧草长沫蝉、鞘圆沫蝉、小白带尖胸沫蝉、柳尖胸沫蝉、陕西尖胸沫蝉和四斑象沫蝉雌、雄性生殖系统进行了形态和超微结构的比较观察,为明确尖胸沫蝉科昆虫的生殖生物学和系统学提供信息。研究结果表明:尖胸沫蝉科昆虫生殖系统的形态与头喙亚目其它昆虫非常相似。雄性生殖系统由一对精巢、一对输精管、一对贮精囊、一对附腺和一个射精管组成。两个精巢左右对称,不具被膜,精巢由多个精巢小管组成,精巢小管后部形成短而狭窄的输精小管,汇聚后与输精管相连。输精管部分膨大形成一对相互分离的贮精囊。输精管下方与射精管和附腺汇合。附腺发达,形态上明显分为两部分。射精管通常为梨形,向后逐渐变窄并与阳茎相连。雌性生殖系统包括一对卵巢、一对侧输卵管、一个中输卵管、一个交尾囊和一根附腺。卵巢左右对称,由多个卵巢管组成。卵巢管自上而下分为悬带、原卵区、卵黄区和卵巢管柄。卵巢管柄聚合,经侧输卵管和中输卵管,连接到阴道和产卵瓣。中输卵管下端为一膨大的交尾囊,交尾囊下方为一细长管状的附腺。六种尖胸沫蝉科昆虫雌雄性生殖系统超微结构非常相似。在雄性生殖系统中,精巢小管由精管膜、肌肉鞘、上皮细胞和精细胞组成。上皮细胞内含有大量的线粒体、内质网和囊泡结构。精巢内充满大量的精囊,不同精囊内包含处于不同发育阶段的精细胞,发育到一定阶段的精细胞在精核附近出现副核。精子发生以精囊为单位进行,精子形成过程中精细胞发生各种结构变化,如顶体形成、细胞核延伸、染色质凝集等。贮精囊由外向内依次为:外膜、肌肉鞘、上皮细胞层和囊腔。外膜中有微气管和许多圆形颗粒状物质,外膜与肌肉鞘之间有些部位存在细胞间隙。上皮细胞与肌肉鞘连接处有基膜内折,上皮细胞层中存在大量内质网、线粒体和囊泡结构,有些部位偶见多层体。贮精囊囊腔中充满成熟的精子。雄性附腺主要由外膜、肌肉鞘、基膜和上皮细胞层组成,基膜内侧有大量发达的基膜内折,上皮细胞排列紧密,上皮细胞层中有大量内质网、线粒体和分泌物质。在雌性生殖系统中,卵巢管原卵区内存在大量的滋养细胞,卵黄区内的卵室主要由固有膜、卵泡上皮细胞和卵细胞组成,卵泡上皮细胞规则排列、围绕卵室一周。在卵细胞逐渐成熟的过程中,卵泡细胞间逐渐出现细胞间隙,细胞质内出现脂质颗粒、蛋白质颗粒、多层体、卵黄、微绒毛等,细胞核也随之发生变化,核外出现大量的等电子颗粒、线粒体和内质网。交尾囊由肌肉层、上皮细胞层和囊腔组成,基膜内侧有大量的基膜内折,上皮细胞层中可见大量内质网和线粒体,间或有高尔基体。囊腔边缘有角质层,腔内是精子。尖胸沫蝉科昆虫不同种间生殖系统的组成结构存在一定差异。不同种昆虫精巢小管的数目不同。鞘圆沫蝉的每个精巢有21个精巢小管,但小白带尖胸沫蝉的有25个,柳尖胸沫蝉有23个,陕西尖胸沫蝉有30个。柳尖胸沫蝉、小白带尖胸沫蝉和陕西尖胸沫蝉的输精管极度细长,附腺基部不透明部位极粗,端部透明部位极细,且高度卷曲;而鞘圆沫蝉的输精管细且短,附腺基部不透明部位极粗,端部透明部位略细,仅略微有些卷曲。雌虫卵巢的卵巢管数目在不同种间也存在一定差异,其中鞘圆沫蝉每个卵巢有14个卵巢管,小白带尖胸沫蝉有12个,陕西尖胸沫蝉有16个,柳尖胸沫蝉有18个。尖胸沫蝉科昆虫不同种间生殖系统的超微结构存在一定变化。雄性生殖系统中,精细胞的副核在小白带尖胸沫蝉和四斑象沫蝉中为许多线粒体融合、呈不规则迷宫状;鞘圆沫蝉的副核由大小不一的线粒体聚集而成,但不融合。牧草长沫蝉和四斑象沫蝉贮精囊上皮细胞层中囊泡结构多靠近肌肉层,囊腔中的精子比较集中,多插入基质中,且基质较丰富;而陕西尖胸沫蝉上皮细胞层中的囊泡结构多靠近囊腔,囊腔中的精子相对较分散,基质很少。牧草长沫蝉、小白带尖胸沫蝉、陕西尖胸沫蝉和鞘圆沫蝉的雄性附腺由肌肉鞘和分泌型上皮细胞组成,上皮细胞层中的分泌细胞排列规则,为顶端分泌,但柳尖胸沫蝉的雄性附腺由上皮细胞组成,细胞内有胞内小管存在,胞内小管的腔内和周围充满线粒体,外围被许多分泌物质包围,属于导管分泌方式。雌性生殖系统中,牧草长沫蝉、陕西尖胸沫蝉和四斑象沫蝉交尾囊的上皮细胞层中均有黑色颗粒物质,基膜内折发达;而小白带尖胸沫蝉和鞘圆沫蝉上皮细胞层中没有发现黑色颗粒物质,基膜内折不发达。并且鞘圆沫蝉和四斑象沫蝉上皮细胞层中角质层发达,而牧草长沫蝉和小白带尖胸沫蝉上皮细胞层中角质层不发达,陕西尖胸沫蝉上皮细胞层中则没有观察到角质层。文中提供了六种尖胸沫蝉昆虫生殖系统的形态和超微结构特征图,并对雌雄性生殖系统在该科的分类和系统发育分析中的作用进行了讨论,研究结果为近缘种和高级类群的比较形态学研究提供理论基础。