劉彬斌， 張智勇， 向文麗， 粟思源， 吳建梅， 劉俊鳳*

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蠶業(yè)研究所， 四川 南充 637000； 2.四川省寧南縣南絲路集團(tuán)公司， 四川 寧南 615400)

0 引言

【研究意義】桑蠶又稱家蠶，系鱗翅目蠶蛾科的經(jīng)濟(jì)昆蟲，其以桑葉為食料，一般經(jīng)4次眠和蛻皮，之后結(jié)繭化蛹。蠶繭繅絲用于紡織，是綢緞的原料。脫皮是節(jié)肢動(dòng)物等特有的生命現(xiàn)象，是昆蟲生長發(fā)育的重要生命過程之一。昆蟲通過更換新表皮適應(yīng)生長的需要及適應(yīng)外部環(huán)境的干擾[1]。完全變態(tài)昆蟲(如家蠶)整個(gè)生命過程需要經(jīng)過多次脫皮后最終吐絲營繭。由于家蠶表皮角質(zhì)層具有足夠的硬度，脫皮過程的成功需要有特定的程序，并且該行為和程序需要精確地協(xié)調(diào)。一旦行為或程序出錯(cuò)，將導(dǎo)致蠶體無法正常脫皮，形成半脫皮蠶或不脫皮蠶，嚴(yán)重危害蠶桑生產(chǎn)。因此，研究家蠶半脫皮行為發(fā)生規(guī)律及其對(duì)家蠶生長發(fā)育、生殖和生產(chǎn)性能等方面的影響，對(duì)家蠶新品種選育、擴(kuò)大蠶桑生產(chǎn)及促進(jìn)蠶桑產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】前人對(duì)蠶脫皮的研究重點(diǎn)在激素調(diào)控與基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)理方面[1-5]。呂順霖[3]研究表明，家蠶的變態(tài)蛻皮過程主要受蛻皮激素和保幼激素的協(xié)調(diào)調(diào)控。高頌[4]研究表明，幾丁質(zhì)酶基因?qū)πQ蛻皮過程的影響表現(xiàn)為蛻皮期前上調(diào)表達(dá)，盛食期表達(dá)量較低或未表達(dá)，由此推測(cè)其可能與蛻皮過程中表皮幾丁質(zhì)組分的降解有關(guān)，基因的缺失或敲除而導(dǎo)致出現(xiàn)蛻皮障礙的表型。幾丁質(zhì)是表皮重要組成成分，幾丁質(zhì)合成代謝異常將嚴(yán)重影響蛻皮過程。【研究切入點(diǎn)】目前對(duì)家蠶入眠蛻皮的研究主要集中在激素因子調(diào)控方面[2]，而對(duì)家蠶半脫皮發(fā)生及其健康性方面的研究鮮見報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問題】于2020—2021年蠶期，以四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所保育的4個(gè)家蠶品種(X-1、X-2、X-3和錦12)為研究對(duì)象，采用雙因素試驗(yàn)研究在常規(guī)飼育、眠中干燥和人工去除蛻皮著點(diǎn)條件下，各品種家蠶半脫皮蠶的發(fā)生及其生產(chǎn)性能指標(biāo)的變化，旨在為家蠶新品種的選育、擴(kuò)大蠶桑生產(chǎn)及促進(jìn)蠶桑產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試家蠶品種4個(gè)，分別為X-1、X-2、X-3和錦12，均由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所提供。

1.2 方法

1.2.1 材料預(yù)處理 分別稱取4種家蠶的蟻蠶各2 g，參照《中國養(yǎng)蠶學(xué)》[6]和《家蠶遺傳育種學(xué)》[7]飼育至4齡餉食備用。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用雙因素試驗(yàn)，因素1：品種(A)，分別為X-1(A1)、X-2(A2)、X-3(A3)和錦12(A4)；因素2：飼養(yǎng)條件(T)，分別為T1(CK)，標(biāo)準(zhǔn)化飼育，直至老熟上簇；T2，眠中干燥，即4齡起每天早晚用新鮮熟石灰對(duì)蠶體進(jìn)行干燥處理，用量以完全覆蓋蠶和食物殘?jiān)鼮橐?，直至老熟上簇；T3，人工去除蛻皮著點(diǎn)，即4齡眠人工去除蛻皮著點(diǎn)，觀察蠶的蛻皮情況，如有脫皮困難的人工剝離使其脫皮，然后正常飼育至老熟上簇。每個(gè)處理200頭，3次重復(fù)。各處理半脫皮蠶和正常蠶分開飼育和上簇。熟蠶上簇后第13～15天為羽化產(chǎn)卵期，羽化后各處理分別選取20頭健康雌蛾(其中包括10頭正常蠶羽化的健康雌蛾和10頭半脫皮蠶羽化的健康雌蛾)進(jìn)行交配產(chǎn)卵，蠶卵保護(hù)在溫度25℃、濕度75%的環(huán)境條件下7 d，待卵色轉(zhuǎn)為固有色后參照朱光書等[8]的方法進(jìn)行調(diào)查。

1.2.3 調(diào)查項(xiàng)目 蠶期：調(diào)查上簇前蠶的發(fā)育情況(5齡經(jīng)過和全齡經(jīng)過)、4齡病小蠶數(shù)及半蛻皮蠶發(fā)生量等。生產(chǎn)性能：調(diào)查正常蠶和半脫皮蠶的結(jié)繭數(shù)、死籠數(shù)、4齡蠶健蛹率、全繭量、繭層量和繭層率。 產(chǎn)卵性能：蛾區(qū)(平均)產(chǎn)卵量、不良卵粒數(shù)及孵化率等。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2007及SPSS 25.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和差異顯著性測(cè)驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理家蠶幼蟲的生長發(fā)育狀況

從表1看出，各處理家蠶的全齡經(jīng)過和5齡經(jīng)過分別為22.00～25.00 d和6.46～8.46 d，同一品種T2和T3家蠶的齡期經(jīng)過略長于T1，但差異不顯著。4齡病小蠶率：各處理為0～1.5%，各處理間差異不大。正常蠶數(shù)：A1為134～195頭，A2為114～193頭，A3為181～198頭，A4為159～197頭，其中，A1和A2的正常蠶數(shù)均為T1>T2>T3，A3為T1>T2=T3，A4均為T1>T3>T2。半脫皮蠶數(shù)和半脫皮蠶發(fā)生率：A1半脫皮蠶數(shù)為3～65頭，半脫皮蠶發(fā)生率為1.5%～32.5%，A2分別為5～85頭和2.5%～42.5%，A3分別為2～19頭和1.0%～9.5%，A4分別為2～39頭和1.0%～19.5%，其中，A1、A2和A3的半脫皮蠶數(shù)和半脫皮蠶發(fā)生率均為T3>T2>T1，A4均為T2>T3>T1。T1半脫皮蠶的發(fā)生率較低，為1.0%～2.5%，為A2>A1>A3=A4，品種間差異較?。籘2半脫皮蠶的發(fā)生率較高，為8.0%～23.5%，為A1>A4>A2>A3，品種間差異顯著，A1與A3相差15百分點(diǎn)；T3半脫皮蠶的發(fā)生率較高，為9.5%～42.5%，為A2>A1>A4>A3，品種間差異顯著，A2與A3相差33百分點(diǎn)，在此條件下A2約50%的家蠶無法正常蛻皮而形成半脫皮蠶和不脫皮蠶。半脫皮蠶的發(fā)生率不同品種間差異顯著(r=0.515*)，不同處理間差異極顯著(r=0.715**)。

表1 不同處理家蠶幼蟲的生長發(fā)育狀況

2.2 不同處理家蠶幼蟲的生產(chǎn)性能

從表2看出，不同處理正常蠶與半脫皮蠶的生產(chǎn)性能存在差異。

2.2.1 結(jié)繭性能 結(jié)繭率：各處理正常蠶的結(jié)繭率為94.48%～95.96%，均在95%左右，其中，A3T1最高，A2T1其次，為95.85%，A3T3最低。A1的結(jié)繭率為T3>T1>T2，A2為T1>T3>T2，A3和A4均為T1>T2>T3。品種間和同一品種不同飼養(yǎng)處理間正常蠶結(jié)繭量和結(jié)繭率基本一致，差異不明顯。各處理半脫皮蠶的結(jié)繭率為50.00%～77.65%，其中，A2T3最高，A1T3其次，為76.92%，A4T1最低。A1、A2和A3的結(jié)繭率呈T3>T2>T1，A4為T2>T3>T1。品種間、同一品種不同飼養(yǎng)處理間半脫皮蠶的結(jié)繭率均差異分別達(dá)極顯著水平(r=0.778**)和顯著水平(r=0.612*)。

2.2.2 健康性 總死籠率：各處理為1.05%～6.20%，其中，A1T3最高，A4T2其次，為6.11%，A3T1最低。半脫皮蠶死籠率：各處理為0.52%～5.07%，其中，A1T3最高，A4T2其次，為5.00%，A3T1最低。A1、A2和A3的總死籠率和半脫皮蠶死籠率均為T3>T2>T1，A4則為T2>T3>T1。4齡蠶健蛹率：各處理為83.0%～94.5%，其中，A3T1最高，A4T1其次，為93.5%，A2T3最低。A1和A2的4齡蠶健蛹率均為T1>T2>T3，A3為T2>T1=T3，A4為T1>T3>T2。綜上看出，對(duì)4齡蠶健蛹率而言，半脫皮蠶發(fā)生率與4齡蠶健蛹率呈顯著負(fù)相關(guān)，即為半脫皮蠶發(fā)生率越高，其4齡蠶健蛹率越低，反之則越高；正常蠶死籠數(shù)較少，半脫皮蠶死籠數(shù)較多。

2.2.3 繭質(zhì)成績 全繭量：各處理為1.04～1.73 g，其中，A4T1最高，A4T2其次，為1.64 g，A1T3最低。繭層量：各處理為0.127～0.402 g，其中，A4T1最高，A4T2其次，為0.374 g，A1T3最低。A1～A4的全繭量和繭層量均為T1>T2>T3。繭層率：各處理為11.17%～23.24%，其中，A4T1最高，A4T3其次，為22.82%，A2T2最低。A1、A2和A4的繭層率均為T1>T3>T2，A3呈T1>T2>T3。同一品種不同飼養(yǎng)處理間，正常蠶營制蠶繭的全繭量和繭層量明顯高于半脫皮蠶，說明，半脫皮蠶在4眠蛻皮困難，采取人工剝離，雖然能夠完成吐絲結(jié)繭過程，但由于全繭量和繭層量偏低，對(duì)蠶繭的經(jīng)濟(jì)價(jià)值影響較大。

表2 不同處理家蠶幼蟲的生產(chǎn)性能

2.3 不同處理家蠶幼蟲的產(chǎn)卵性能

從表3看出，正常蠶的產(chǎn)卵性能明顯優(yōu)于半脫皮蠶。各處理正常蠶的良卵粒數(shù)為355～572粒，均較相同處理半脫皮蠶(183～253粒)高，不良卵粒數(shù)為1～7粒，均較半脫皮蠶(13～24粒)低；4個(gè)家蠶品種不同飼養(yǎng)條件下正常蠶的良卵率均超過98%，孵化率為79.68%～99.00%，而半脫皮蠶的良卵率為90%～95%，孵化率為79.87%～97.45%，相同處理半脫皮蠶均低于正常蠶。綜上說明，半脫皮蠶通過人工剝離雖然能夠羽化產(chǎn)卵，但產(chǎn)卵量明顯低于正常蠶，不良卵量明顯高于正常蠶。

表3 不同處理家蠶幼蟲的產(chǎn)卵性能

3 討論

眠性是家蠶幼蟲一種重要的生理現(xiàn)象，是幼蟲期蛻皮次數(shù)的特性，脫皮次數(shù)是受遺傳控制，但也受飼養(yǎng)條件的影響[4]。前期對(duì)家蠶入眠蛻皮的研究主要集中在激素因子調(diào)控方面，即家蠶的變態(tài)蛻皮過程主要受蛻皮激素和保幼激素的協(xié)調(diào)調(diào)控。家蠶蛻皮激素滴度周期性變化調(diào)控家蠶幼蟲的生長，如蛻皮及幼蟲向蛹、蛹向成蟲發(fā)育的轉(zhuǎn)化過程[9-10]。當(dāng)家蠶眠中受害時(shí)，多形成半脫皮蠶或不脫皮蠶，不利于家蠶吐絲結(jié)繭，嚴(yán)重影響蠶桑生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。研究結(jié)果表明，正常飼育條件下，半脫皮蠶的發(fā)生率較低且品種間差異不顯著；家蠶眠中干燥處理或眠中人工去除脫皮著點(diǎn)，比較容易產(chǎn)生半脫皮蠶。半脫皮蠶通過人工剝離雖然能正常吐絲結(jié)繭羽化產(chǎn)卵，但其齡期經(jīng)過(全齡經(jīng)過和5齡經(jīng)過)略長于正常蠶；4齡健蛹率低于正常蠶；正常蠶和半脫皮蠶營制的蠶繭對(duì)繭層率影響較小，其繭層率與品種本身的遺傳有關(guān)。同一試驗(yàn)條件下，繭層率與蠶品種本身有關(guān)，與余文中等[11-14]的研究即控制繭層率性狀的并非是純粹的多個(gè)微效基因，可能存在主基因的結(jié)果一致。半脫皮蠶蠶繭的全繭量和繭層量低于正常蠶，直接影響蠶繭的產(chǎn)量。半脫皮蠶通過人工剝離雖然能夠正常羽化產(chǎn)卵，但產(chǎn)卵性能發(fā)生變化，產(chǎn)卵量明顯降低，不良卵量顯著升高，直接影響品種的繁育性能。說明半脫皮蠶體內(nèi)生殖腺可能發(fā)生損傷，導(dǎo)致產(chǎn)卵能力下降，與畢思敏等[5，15]研究的蠶正常脫皮直接影響其產(chǎn)卵性能的結(jié)果一致。對(duì)蠶卵孵化率而言，同一品種不同處理間半脫皮蠶卵與正常蠶卵的孵化率無顯著差異，但不同品種間半脫皮蠶卵與正常蠶卵的孵化率差異顯著。光線和溫度對(duì)提高蠶卵孵化率起重要作用[16]，因?yàn)樵谕辉囼?yàn)條件下，蠶卵孵化率與品種本身有關(guān)，具有一定的遺傳力，品種之間存在差異[17-18]。

4 結(jié)論

通過研究家蠶半脫皮行為發(fā)生及其對(duì)家蠶生長和生產(chǎn)繁殖性能的影響，結(jié)果表明：在標(biāo)準(zhǔn)飼育條件下，各品種半脫皮蠶的發(fā)生率較低，為1.0%～2.5%；家蠶眠中干燥和眠中人工去除脫皮著點(diǎn)處理，比較容易產(chǎn)生半脫皮蠶，半脫皮蠶的發(fā)生率較高，分別為8.0%～23.5%和9.5%～42.5%。品種間和同一品種不同處理間差異分別達(dá)顯著水平和極顯著水平。半脫皮蠶齡期經(jīng)過較正常蠶略長，其中，全齡經(jīng)過和5齡經(jīng)過分別長0.29～0.71 d和0.33～0.67 d；4齡健蛹率較正常蠶低7.25%～7.99%；全繭量較正常蠶低5.49%～8.33%，繭層量低7.21%～14.16%；產(chǎn)卵量較正常蠶降低54%，不良卵量顯著升高350%。家蠶眠中干燥或去除脫皮著點(diǎn)不利于家蠶脫皮，容易產(chǎn)生半脫皮蠶或不脫皮蠶，半脫皮蠶的發(fā)生直接影響蠶繭的產(chǎn)量和品種的繁育性能。