蚂蚁是陆地生态系统中高度进化的社会性昆虫,蚂蚁在生态上的成功得益于其高度发达的基于化学信息物质联系的社会组织,群体中的每个个体在其社会生活中均发挥着最佳职能。蚂蚁拥有极其发达的外分泌腺,这些腺体的功能涉及到它们社会生活的方方面面。杜氏腺和毒腺是与蚂蚁雌性生殖器官相连的两个最为发达的腺体,它们在蚂蚁的防御、觅食、信息交流及生殖等方面发挥着重要作用,并且其形态和主要化学成分在不同种类的蚂蚁之间,甚至在同种不同品级间都存在着差异。本研究采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和GC-MS技术对日本弓背蚁不同品级(小工蚁、大工蚁、带翅雌蚁和蚁后)的杜氏腺和毒腺的形态和化学组成进行了研究,并对其中的微生物组成进行了初步分析,主要研究结果如下:1.日本弓背蚁不同品级杜氏腺和毒腺的形态结构研究表明:(1)杜氏腺为两裂片状的囊状结构,不同品级的形态比较相似,但在颜色和外表面的超微结构方面存在一些差异。总体来看,大工蚁和小工蚁的杜氏腺形态较为相似,带翅雌蚁和蚁后的形态较为相似。杜氏腺的腺体细胞内含有丰富的线粒体以及片状包涵体,基底膜大约0.3-0.4μm,表现出深深的内陷。(2)毒腺由储存囊、复杂腺及其上着生的两条分泌丝构成,不同品级的形态基本一致。储存囊是一个大的囊状结构,具有由多边形细胞组成的薄壁组织,而且拥有很厚的表皮层和多态性细胞核,细胞质中包含大量的线粒体和突出的端器。毒囊的内表面为折叠状结构。2.杜氏腺和毒腺分泌物的GC-MS分析结果表明:(1)从杜氏腺的分泌物中共检测出30余种物质,主要包含烷烃、醇类和酯类,正十一烷是四个品级中含量最高的成分。(2)从毒腺的分泌物中也检测出30余种物质,主要包含烷烃、醇类、酯类和酚类物质。(3)杜氏腺和毒腺化学组成在不同品级间的规律类似,均表现为工蚁与生殖蚁(带翅雌蚁和蚁后)中的组成成分差异较大,而带翅雌蚁和蚁后之间、大小工蚁之间的化学成分比较相似。3.杜氏腺和毒腺内微生物的分析结果表明:利用传统的微生物分离培养方法从杜氏腺中分离到6属10种细菌,从毒腺分离到3属5种细菌;利用16S rRNA-RFLP的方法从杜氏腺内检测到6个属的细菌,从毒腺中检测到3个属的细菌,优势菌均为日本弓背蚁的内共生菌Candidatus Blochmannia。4.腺体分泌物的抑菌实验结果表明:杜氏腺分泌物对两种革兰氏阳性菌株(葡萄球菌、产气杆菌)以及两种革兰氏阴性菌株(普通变形杆菌、大肠杆菌)都无抑菌活性,毒腺分泌物只对其中的产气杆菌产生了抑菌活性,抑菌半径大约1.4 cm。