低溫冷藏對(duì)黃粉蟲蛹化和羽化的影響

馬雅莉 段文艷 蘇亞輝 武帥 王海香

摘要：為明確低溫冷藏對(duì)黃粉蟲生長(zhǎng)發(fā)育的影響，本試驗(yàn)以生長(zhǎng)狀況良好的黃粉蟲老熟幼蟲為研究對(duì)象，分別在4℃和-4℃的條件下進(jìn)行5、10、15、20、25、30 d低溫處理，測(cè)定不同處理下的蛹化率、羽化率、蛹化歷期和羽化歷期等指標(biāo)。結(jié)果表明，4℃低溫冷藏對(duì)本試驗(yàn)研究意義不大，當(dāng)冷藏時(shí)間長(zhǎng)于5 d時(shí)，隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，黃粉蟲耐受力逐漸減弱，黃粉蟲幼蟲存活率顯著下降;-4℃冷藏5 d是保存黃粉蟲種源較適宜的溫度和時(shí)間。

關(guān)鍵詞：黃粉蟲;低溫冷藏;蛹化;羽化

中圖分類號(hào)：S433.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2019）07-0092-04

黃粉蟲（Tenebrio molitor L.）隸屬鞘翅目（Coleoptera）擬步行蟲科（Tenebrionidae），作為一種具有開發(fā)潛力的資源，現(xiàn)已應(yīng)用于食品、醫(yī)藥保健以及飼料等行業(yè)的研究領(lǐng)域[1，2]。同時(shí)，它是一種室內(nèi)易擴(kuò)繁的試驗(yàn)種群，主要用于生物降解、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、飼養(yǎng)管理[3-5]等方面研究。溫度是影響昆蟲生命活動(dòng)的重要因素[6]，科研工作者研究了黃粉蟲與適溫、極端低溫之間的關(guān)系，得出其幼蟲在5～35℃內(nèi)可正常存活，24～28℃為最適發(fā)育溫度[2，7，8];張志建[9]認(rèn)為黃粉蟲具有較強(qiáng)的耐寒性，一部分個(gè)體可以安全度過-18℃至-8℃的低溫條件;石萌[10]得出黃粉蟲體內(nèi)抗凍蛋白在低溫下能提高其耐寒性。

低溫冷藏能夠?qū)μ囟ɡハx的繁殖產(chǎn)生一定影響，其研究可對(duì)室內(nèi)種群繁殖和種源保存提供一定的理論依據(jù)。李水泉等[11]研究了10℃低溫冷藏條件下草蛉卵與蛹的生長(zhǎng)發(fā)育狀況，得出卵的最佳冷藏天數(shù)為10 d，蛹的最佳冷藏天數(shù)為30 d，蛹是最佳冷藏蟲態(tài)。徐偉麗等[8]研究了4～6℃條件下，冷藏時(shí)間對(duì)亞洲玉米螟蛹的發(fā)育歷期、羽化率的影響，得出最佳冷藏時(shí)間為5 d，不超過15 d。張李香等[12]研究經(jīng)10℃冷藏不同蟲期啊氏嚙小蜂的出蜂率和發(fā)育歷期，認(rèn)為蛹期冷藏并將時(shí)間控制在70 d以內(nèi)效果最好。目前，低溫冷藏與昆蟲生長(zhǎng)發(fā)育的影響已有不少論述，但對(duì)黃粉蟲耐寒性的研究較少，尤其是低溫條件對(duì)黃粉蟲生長(zhǎng)發(fā)育的影響鮮見。為此，本試驗(yàn)以同齡黃粉蟲老熟幼蟲為材料，研究低溫冷藏對(duì)黃粉蟲蛹化和羽化的影響，旨在為提高黃粉蟲飼養(yǎng)技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試黃粉蟲（T. molitor ）老熟幼蟲由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)森林保護(hù)養(yǎng)蟲室提供，在適宜飼養(yǎng)條件[溫度（25±2）℃，相對(duì)濕度為（45±5）%，幕布調(diào)節(jié)光照度，定期喂養(yǎng)麩皮和蔬菜]下多代馴化培養(yǎng)。挑選蟲體健康、體長(zhǎng)和蟲齡一致的老熟幼蟲備用。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2017年4月15日開始將挑選出的老熟幼蟲分別于-4℃和4℃冷藏室冷藏5、10、15、20、25、30 d，后取出在常溫（25±2）℃、相對(duì)濕度為（45±5）%的養(yǎng)蟲室中飼養(yǎng)。每處理重復(fù)3次，共計(jì)30頭黃粉蟲。以試驗(yàn)開始時(shí)放置于常溫（25±2）℃、相對(duì)濕度為（45±5）%條件下培養(yǎng)的黃粉蟲為對(duì)照（CK）。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

4月20日開始記錄兩處理組冷藏5 d處理下的試驗(yàn)指標(biāo)，依次間隔5 d開始其它處理記錄。自開始記錄后，每隔2 d記錄各處理中黃粉蟲蛹化和羽化的數(shù)量和時(shí)間，直至全部成蟲羽化或者連續(xù)5 d無成蟲羽化為止。對(duì)照自試驗(yàn)開始時(shí)每隔2 d進(jìn)行該指標(biāo)統(tǒng)計(jì)。蛹化歷期（d蛹）指黃粉蟲從冷藏處理完成幼蟲狀態(tài)至化蛹所經(jīng)歷的時(shí)間。羽化歷期（d羽）指黃粉蟲由蛹羽化至成蟲所經(jīng)歷的時(shí)間。根據(jù)黃粉蟲蛹化和羽化數(shù)量計(jì)算蛹化率和羽化率，由蛹化和羽化時(shí)間計(jì)算蛹化歷期和羽化歷期，計(jì)算公式如下：

蛹化率（%）=蛹化數(shù)/幼蟲總數(shù)×100;

羽化率（%）=羽化數(shù)/幼蟲總數(shù)×100;

存活率（%）=幼蟲至成蟲階段的存活數(shù)/幼蟲總數(shù)×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及作圖，利用SPSS 23.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，用多因素方差分析檢驗(yàn)低溫冷藏對(duì)黃粉蟲蛹化及羽化的影響，用線性回歸方法分析黃粉蟲蛹化和羽化指標(biāo)與冷藏天數(shù)之間的相關(guān)程度。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫冷藏對(duì)黃粉蟲蛹化率和羽化率的影響

由表1可以看出，-4℃處理組內(nèi)，冷藏5 d的蛹化率與CK差異不顯著;冷藏5 d以上各處理蛹化率均低于20%，顯著低于CK，蛹化抑制率均高于75%。4℃冷藏5、25 d處理下的蛹化率與CK無顯著差異，但當(dāng)冷藏時(shí)間達(dá)到15、20、30 d時(shí)差異顯著。-4℃冷藏5 d與4℃冷藏10 d無顯著差異，蛹化率均在60%以上。

-4℃和4℃低溫冷藏下各處理的羽化率與CK均存在顯著差異。其中，-4℃冷藏條件下各處理羽化率均低于50%，當(dāng)冷藏時(shí)間超過5 d時(shí)，羽化抑制率達(dá)65%以上;4℃時(shí)冷藏20 d處理下羽化率最低，為22.2%，15 d次之，5 d與10 d處理的羽化率無差異且均高于55%（表1）。

由表2可以看出，-4℃和4℃冷藏條件下各處理黃粉蟲的蛹化歷期均隨冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸縮短，除4℃冷藏5 d處理下蛹化歷期顯著高于CK外，其它處理均與CK無顯著差異。4℃和-4℃兩處理組的黃粉蟲羽化歷期均低于CK，且各組內(nèi)黃粉蟲羽化歷期均無顯著差異。

由表3可以看出，-4℃處理組下各處理黃粉蟲存活率均隨冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，而4℃處理組下各處理存活率則隨冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈先下降后上升的趨勢(shì)。其中，-4℃冷藏超過25 d的幼蟲存活率僅為2.2%，并且將其置于常溫下喂養(yǎng)時(shí)，黃粉蟲幼蟲蟲體發(fā)黑、干縮，生命活動(dòng)停止。

2.2 低溫冷藏時(shí)間與黃粉蟲蛹化和羽化的相關(guān)性

由圖1可以看出，-4℃條件下，冷藏天數(shù)與黃粉蟲蛹化率（P=0.035，R2=0.7114）、羽化率（P=0.012，R2=0.8264）間線性擬合度高、相關(guān)性強(qiáng)，表明-4℃低溫冷藏對(duì)黃粉蟲蛹化率的影響較強(qiáng)。而4℃條件下，冷藏天數(shù)與黃粉蟲蛹化率、蛹化率的回歸顯著性檢驗(yàn)P 值均大于0.05，說明該溫度下試驗(yàn)設(shè)置的冷藏天數(shù)的梯度均不能很好地反映冷藏時(shí)間與蛹化率、羽化率之間的相關(guān)關(guān)系。

4℃和-4℃條件下，冷藏時(shí)間與蛹化歷期呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，設(shè)置的試驗(yàn)梯度能較好地反映蛹期的變化程度。4℃和-4℃低溫冷藏兩處理組的羽化歷期與冷藏天數(shù)間的線性回歸效果不顯著（P>0.05），線性方程擬合程度不高，相關(guān)關(guān)系不明顯（圖1）。

3 討論與結(jié)論

昆蟲屬變溫動(dòng)物，溫度是影響其生長(zhǎng)發(fā)育的重要環(huán)境因子[13]，也是對(duì)其免疫系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響的一個(gè)因素[14]。普通低溫條件下，大多數(shù)昆蟲在不同發(fā)育階段有著不同的過冷卻點(diǎn)[15]。冬季溫度過低，昆蟲受低溫脅迫時(shí)，可以通過調(diào)控相關(guān)抗寒基因合成抗逆物質(zhì)，增加細(xì)胞內(nèi)抗凍蛋白和熱休克蛋白以提高抗寒能力，保護(hù)機(jī)體不受低溫傷害[16]。

-4℃和4℃是低于常規(guī)發(fā)育起點(diǎn)溫度（10℃）又介于結(jié)冰溫度左右的兩種溫度。4℃條件下，隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，黃粉蟲蛹化率和羽化率分別呈先減少后增加再減少、先增加后減少再增加再減少的規(guī)律，推測(cè)由于黃粉蟲受到低溫冷藏脅迫，體內(nèi)合成抗逆物質(zhì)，并激活抗冷防御免疫機(jī)能，導(dǎo)致蛹化率和羽化率的改變。在4℃低溫冷藏5 d時(shí)，黃粉蟲體內(nèi)的抗冷生化物質(zhì)剛開始產(chǎn)生，難以快速適應(yīng)低溫冷藏環(huán)境，蛹化和羽化歷期與CK有明顯差異，表現(xiàn)出活躍程度和健康狀況均低于CK，5 d并非是最適宜的黃粉蟲低溫冷藏天數(shù);當(dāng)冷藏時(shí)間超過25 d時(shí)，黃粉蟲抗寒物質(zhì)累積達(dá)到飽和，此時(shí)會(huì)最大程度消耗代謝能量來適應(yīng)外界低溫環(huán)境，即使此后給予充足的生長(zhǎng)條件，與CK相比，黃粉蟲活動(dòng)能力會(huì)減弱，羽化成蟲的數(shù)量會(huì)明顯減少，所以25、30 d不適宜作為種源保存溫度;而在5～15 d冷藏期間，黃粉蟲雖能安全度過低溫環(huán)境，大多數(shù)蟲體活動(dòng)能力強(qiáng)、生長(zhǎng)健康，然而，此條件下的蛹化率和羽化率與冷藏天數(shù)相關(guān)性并不大，因此，4℃低溫冷藏對(duì)本試驗(yàn)研究意義不大。在本試驗(yàn)中，-4℃低溫冷藏5 d的黃粉蟲蛹化率、蛹化歷期和羽化歷期與CK均沒有顯著差異;當(dāng)冷藏時(shí)間長(zhǎng)于5 d時(shí)，隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，黃粉蟲耐受力逐漸減弱，存活率顯著下降。因此本試驗(yàn)得出-4℃冷藏5 d是保存黃粉蟲種源較適宜的溫度和時(shí)間。

本試驗(yàn)中設(shè)置-4℃和4℃兩個(gè)冷藏溫度梯度較少，還應(yīng)該增設(shè)4℃左右的溫度梯度，因此關(guān)于黃粉蟲種源最適低溫冷藏溫度和時(shí)間仍需進(jìn)一步探究。

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