高溫脅迫下家蠶基礎(chǔ)品種抗性選擇

秦 鳳， 石 涼， 張 彥， 童曉琪， 黃德輝

(安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶桑研究所，安徽合肥 230061)

?

高溫脅迫下家蠶基礎(chǔ)品種抗性選擇

秦 鳳， 石 涼， 張 彥， 童曉琪， 黃德輝*

(安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶桑研究所，安徽合肥 230061)

[目的]明確家蠶的耐高溫特性與其機(jī)體本身抗性的關(guān)系。[方法]在高溫條件下飼養(yǎng)家蠶，調(diào)查其全齡經(jīng)過、家蠶體質(zhì)、結(jié)繭情況以及其血液中SOD、CAT、POD活性。[結(jié)果]不同家蠶品種在高溫條件下各個(gè)性狀表現(xiàn)差異很大。血液中酶活較高的家蠶品種可以保持高的經(jīng)濟(jì)性狀，這些品種可作為基礎(chǔ)品種進(jìn)行組配強(qiáng)健性家蠶品種。[結(jié)論]家蠶品種521、574和576不僅體質(zhì)強(qiáng)健，而且繭質(zhì)優(yōu)良，在比較惡劣的環(huán)境下，仍保持較高的生產(chǎn)能力，可作為選育的基礎(chǔ)品種。

高溫；性狀；育種

家蠶血液中存在許多酶[1],其中超氧化物歧化酶(SuPer oxide dismutase,SOD)、過氧化氫酶(Catalase,CAT )和過氧化物酶(Peroxidase，POD)組成生物體內(nèi)的保護(hù)酶體系[2-3]。研究表明，這3種酶均與家蠶免疫能力、抗逆性有關(guān)[4-6]。為了明確家蠶基礎(chǔ)品種抗性的高低,筆者調(diào)查了高溫飼育環(huán)境中家蠶生命力和經(jīng)濟(jì)性狀成績，并對安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶桑研究所保育的家蠶基礎(chǔ)品種 SOD、CAT和POD 活性進(jìn)行研究，分析家蠶5齡幼蟲血液中3種酶的活力在不同溫度下的差異，以及與家蠶生命力和經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)性，通過測定 5 齡幼蟲血淋巴中保護(hù)酶系統(tǒng)中酶的活力，選擇抗性家蠶品種育種材料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 二化性帶多化血統(tǒng)的中系強(qiáng)健品種4個(gè)：515(932)、513(芙蓉)、521、523；二化性帶多化血統(tǒng)的日系強(qiáng)健品種4個(gè):522(湘A×平)、524(研7×湖)、574、576。供試品種均為安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶桑研究所家蠶品種庫保育。

1.2 試驗(yàn)方法 供試材料為2015年春制冷藏種，2015 年 8 月 5 日 08：00同時(shí)出庫，采用二段催青方法同室催青。孵化當(dāng)日05：00感光，08：00收蟻，每品種收蟻0.5 g，1 齡至上蔟前均在 30℃ 下飼養(yǎng)，蠶室內(nèi)相對濕度 85%～95%；1、2 、3齡全防干細(xì)切葉育，4、5 齡半防干普通全葉育，給桑3次/d。試驗(yàn)期每日上午隨機(jī)調(diào)位，淘汰家蠶眠起日發(fā)育過快和過慢的個(gè)體蠶，4 齡第 2 天每品種定蠶 400 頭，飼育至上蔟結(jié)繭。定蠶頭數(shù)后每日調(diào)查病死蠶情況，上蔟后第 7 天采繭，調(diào)查各品種結(jié)繭和繭質(zhì)成績。

1.3 家蠶幼蟲血淋巴樣品制備 高溫飼養(yǎng)家蠶至5齡起蠶2 d 后，剪掉腹足，每個(gè)樣品收集5頭幼蟲的血淋巴，每個(gè)品種取3個(gè)重復(fù)獨(dú)立樣品，收集幼蟲血淋巴。

1.4 家蠶血液抗氧化酶活性測定 將家蠶血液樣品加入預(yù)冷的0.1 mol /L 磷酸緩沖液(pH 7.0)，在冰浴中勻漿，4 ℃下10 000 r/min 離心10 min，取上清液，測定酶活性。采用考馬斯亮藍(lán)法測定各上清液中可溶性蛋白的質(zhì)量濃度(mg /mL)。

酶活性測定采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的酶測定試劑盒，每個(gè)樣品重復(fù)測定3 次。計(jì)算公式：

SOD活性(U/mL)= [(OD1-OD2) /OD1]/50%×反應(yīng)體系的稀釋倍數(shù)×樣本測試前的稀釋倍數(shù)

式中，OD1為對照管在550 nm處的吸光值；OD2為測定管在550 nm處的吸光值。

CAT活力(U/mL)=(OD1-OD2)×271*/(60×取樣量) × 樣本測試前的稀釋倍數(shù)

式中，OD1為對照管在405 nm處的吸光值；OD2為測定管在405 nm處的吸光值，271*為斜率的倒數(shù)。

POD活力(U/mL)=(OD2-OD1)/[12×比色直徑(1.0 cm)]×反應(yīng)液總體積/樣本量(mL)/反應(yīng)時(shí)間(30 min)×樣本測試前稀釋倍數(shù)×1 000

式中，OD1為對照管在550 nm處的吸光值；OD2為測定管在550 nm處的吸光值。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)育經(jīng)過 供試家蠶品種的春制冷藏浸酸種在二段催青條件下,催青時(shí)間相同,各品種收蟻后在33 ℃ 下飼養(yǎng),發(fā)育經(jīng)過見表1。由表1可知，齡期經(jīng)過時(shí)間差距較大，參試的中系品種中，515 和 523 2個(gè)品種的全齡經(jīng)過和5齡經(jīng)過最短，分別是 19 d 7 h 和 5 d 18 h，513 的全齡經(jīng)過和 5 齡經(jīng)過最長，分別為 20 d 7 h 和 6 d 18 h，均比最短時(shí)間的品種長1 d；參試日系品種中，全齡經(jīng)過和5齡經(jīng)過最短的為 574 和 576，分別為 18 d 13 h和5 d，522 的全齡經(jīng)過最長，為 21 d 7 h，524 的5齡經(jīng)過最長，為 6 d 18 h。

表1 家蠶在33℃下飼養(yǎng)的發(fā)育經(jīng)過

2.2 體質(zhì)和繭質(zhì)表現(xiàn) 在33 ℃下飼養(yǎng)，家蠶各品種體質(zhì)和繭質(zhì)表現(xiàn)見表2。由表2可知，死籠率較低的是中系品種521(8.00%) 和日系品種576(12.90%)，最高的為中系品種513(20.69%)和日系品種574(19.30%)。參試中系品種中，513的全繭量最高，均為1.09 g，其他由高到低依次為521、523、515；而日系品種中，524和576的全繭量最高，為1.30 g，522為1.29 g，574為1.18 g。

中系品種繭層量最高的為521，為0.242 g，523為0.220 g，513和515分別為0.216和0.214 g。日系品種524的繭層量最高，為0.272 g；其他由高到低依次為522(0.270 g)、576(0.268 g)、574(0.246 g)。

中系品種繭層率由高到低依次為515、521、523、513，分別為22.53%、22.41%、21.36%、19.82%；日系品種由高到低依次為522、524、574、576，繭層率分別為20.93%、20.92%、20.90%、20.62%。

表2 家蠶在33 ℃下飼養(yǎng)的體質(zhì)和繭質(zhì)表現(xiàn)

Table 2 The constitution and the cocoon quality performance of silkworm breeding in 33 ℃ high temperature

品種Varieties死籠率Deathrate∥%全繭量Cocoonquantity∥g繭層量Cocoonlayerquantity∥g繭層率Cocoonlayerratio∥%51320.691.090.21619.8251515.000.950.21422.535218.001.080.24222.4152315.381.030.22021.3652219.041.290.27020.9352417.651.300.27220.9257419.301.180.24620.9057612.901.300.26820.62

2.3 家蠶血液酶活性 由圖1可知，中系的513、521 CAT活性較高，515、523略低，日系的514、524、574、576 CAT活性較高，516、522略低。由圖2可知，515、521、523、516、522、524的SOD活性略高于513、514、574、576。由圖3可知，574、576的POD活性較高，其次為521、523、514、522，513、515、524稍低，516最低。

圖1 不同家蠶品種CAT活性Fig.1 CAT activity of silkworm

圖2 不同家蠶品種SOD 活性Fig.2 SOD activity of silkworm

圖3 不同家蠶品種POD活性Fig.3 POD activity of silkworm

3 結(jié)論與討論

研究表明，515(932)、513(芙蓉)體質(zhì)強(qiáng)健，絲質(zhì)好,解舒優(yōu)[7]。這2個(gè)品種已作為中系親本，選育現(xiàn)行品種兩廣二號。該雜交種好養(yǎng)、穩(wěn)產(chǎn)、絲質(zhì)優(yōu)，是夏秋高溫飼養(yǎng)的優(yōu)良品種。521是安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶桑研究所保育的中系品種，通過在高溫環(huán)境下全齡飼養(yǎng)，證明該品種具有良好的耐高溫性，且繭層量優(yōu)于2個(gè)對照種，全繭量和繭層率與對照種相當(dāng)，表明該品種可作為基礎(chǔ)品種,選擇其他配合力和遺傳力強(qiáng)的品種組配出適合夏秋高溫多濕環(huán)境需要的高抗性品種和產(chǎn)量與體質(zhì)均衡的抗逆性較強(qiáng)的新品種。

522、524是從廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所引進(jìn)的現(xiàn)行高抗品種湘A×平、研7×湖的日系親本，具有抗高溫性能好、抗?jié)裥阅軓?qiáng)以及交配產(chǎn)卵性能好等特點(diǎn)。574、576是安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶桑研究所保育的灰黑蛾品種，具有體質(zhì)強(qiáng)健、發(fā)育快、 眠起齊一、抗逆性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。利用暗化型穩(wěn)定的隱性遺傳，利用該性狀與常規(guī)白蛾品種組配一代雜交種可在良種繁育中區(qū)分對交品種的蛾色差異，將雜交率提高到99%以上。該試驗(yàn)結(jié)果表明，灰黑蛾品種在高溫條件下飼養(yǎng)，不僅生命力較強(qiáng)，且其他經(jīng)濟(jì)性狀也與對照種相持平或略高，說明這2個(gè)品種亦可作為日系的基礎(chǔ)品種進(jìn)行下一步的雜交品種選育。

該試驗(yàn)結(jié)果表明，供試家蠶品種全齡在高溫條件下表現(xiàn)出的各期發(fā)育時(shí)間、蠶的體質(zhì)、結(jié)繭情況、繭質(zhì)等都有很大差異,不同品種其性狀表現(xiàn)差異明顯。安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶桑所保育的521、574、576等品種，不僅體質(zhì)強(qiáng)健，而且繭質(zhì)情況優(yōu)良，在比較惡劣的環(huán)境下，仍保持較高的生產(chǎn)能力，說明這些品種可作為選育的基礎(chǔ)品種。選擇與其配合力和遺傳力強(qiáng)的品種，可以組配出適宜夏秋需要的、經(jīng)濟(jì)性狀與現(xiàn)行品種持平或略高的高抗性品種，以適應(yīng)日趨惡化的養(yǎng)蠶生產(chǎn)環(huán)境。

[1] 佚名.基因組研究為何選中家蠶為“代表生物”？[J].蠶學(xué)通迅,2004,24(1):18-19.

[2] 朱曉蘇,宋艷,徐世清.家蠶作為模式生物在現(xiàn)代生物學(xué)中的應(yīng)用[C]//中國蠶學(xué)會(huì)第六屆青年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集(3).楊凌：中國蠶學(xué)會(huì)，2009.

[3] 向仲懷,楊煥明.家蠶基因組研究對蠶業(yè)學(xué)科和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響[J].世界科技研究與發(fā)展,2003,25(6):1-5.

[4] 侯賽尼.家蠶耐高溫相關(guān)熱激蛋白的研究[D].杭州：浙江大學(xué),2009.

[5] 鄭茜,李慶榮,肖陽,等.家蠶耐熱機(jī)理研究進(jìn)展[J].廣東蠶業(yè)，2012,46(1):40-43.

[6] 韓政,趙龍龍,陳光,等.熱激蛋白與昆蟲的耐熱性關(guān)系研究進(jìn)展[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(8):92-94，105.

[7] 顧家棟,姚福廣,蒙霞君.桑蠶夏秋用新品種“兩廣二號”(932.芙蓉×7532.湘暉)原種、雜交原種及四元雜交種的性狀[J].廣西蠶業(yè)通訊，1992,29(2):85-89.

Selection of the Basic Silkworm Resistance under High Temperature Stress

QIN Feng, SHI Liang, ZHANG Yan, HUANG De-hui*et al

(Sericultural Research Institute，Anhui Academy of Agricultural Science，Hefei,Anhui 230061)

[Objective]To study the relationship between the high temperature and silkworm body resistance.[Method]In the high temperature,the length of time,the constitution,the cocoon and the CAT,POD ,SOD activity in the blood were investigated.[Result]The result showed that the different varieties of silkworm had the different characteristics.In the blood,the higher activity of the silkworm could maintain the high economic traits.These varieties could be used for a strong resistance variety.[Conclusion] 521,574 and 576 is not only physical strength,but also the cocoon quality is good.In bad environment,they still maintain high production capacity,can be used as the basis of breeding varieties.

The high temperature; Characteristic;Breeding

安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長青年創(chuàng)新基金項(xiàng)目(16B0611，17B0612)；安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院種子工程項(xiàng)目(17D0607)。

秦鳳(1982- )，女，安徽全椒人，助理研究員，碩士，從事家蠶遺傳育種研究。*通訊作者，研究員，從事家蠶遺傳育種研究。

2016-10-21

S 882.2

A

0517-6611(2016)36-0079-02